最新fA桥梁设计与计算3(共7篇)
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【最新整理,下载后即可编辑】桥梁计算荷载一、桥梁设计作用的分类:1.概念:作用——公路桥涵设计术语●直接作用(荷载):施加在结构上的一组集中力或分布力●间接作用:引起结构外加变形或约束变形的原因2.分类:二、桥梁工程作用取值方法(一)设计时,对不同的作用采用不同的代表值1.永久作用:采用标准值作为代表值2.可变作用:根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值、准永久值作为代表值●标准值:承载能力极限状态设计、按弹性阶段计算结构强度●频遇值:正常使用极限状态按短期效应组合设计●准永久值:按长期效应组合设计3.偶然作用:采用标准值作为代表值(二)代表值的取用规定1.永久作用的标准值:●结构自重(包括结构附加重力):按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定2.可变作用的标准值:(1)汽车荷载:●汽车荷载分为公路—I级和公路—II级●车道荷载:桥梁结构整体计算●车辆荷载:桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台、挡土墙土压力等的计算●车辆荷载和车道荷载的作用不重叠(2)车道荷载的计算图式:(3)公路—I级车道荷载:●均布荷载标准值:q k=10.5kN/m●集中荷载标准值:桥梁计算跨径≤5m,P=180 kNk5m<桥梁计算跨径<50m,采用直线内插求得=360 kN桥梁计算跨径≥50m,Pk●计算剪力效应,上述集中荷载标准值P k×1.2 (4)公路—II级车道荷载:●均布荷载标准值q k和集中荷载标准值P k按公路—I级车道荷载的0.75倍采用(5)车道荷载的分布:●均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同好影响线上●集中荷载标准值只作用于相应影响中一个最大影响线峰值处(6)人群荷载标准值的采用规定:●桥梁计算跨径≤50m,人群荷载标准值3kN/㎡●50m<桥梁计算跨径<150m,由线性内插得人群荷载标准值●桥梁计算跨径≥150m,人群荷载标准值2.5kN/㎡●对跨径不等的连续结构,以最大计算跨径为准●城郊行人密集区的公路桥梁:人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍●专用人行桥梁:人群荷载标准值为3.5 kN/㎡(7)可变作用频遇值=可变作用标准值×频遇系数φ1(8)可变作用准永久值=可变作用标准值×准永久值系数φ23.偶然作用:●应根据调查、试验资料,结合工程经验确定其标准值(三)作用的设计值规定为作用的标准值×相应的作用分项系数三、作用的组合效应(一)公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计:1.参与组合的效应:●结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合●结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,应以不同方向的最不利的作用效应进行组合2.不参与组合的效应:●可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不参与组合●实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,按规定不考虑其作用效应的组合3.施工阶段作用效应的组合●按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑●组合式桥梁,把底梁作为施工支撑时,作用效应宜分为两个阶段,底梁受荷为第一阶段,组合梁受荷为第二阶段4.几个偶然作用不同时参与组合(二)公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用的效应组合:1.基本组合:永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合2.偶然组合:永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合●偶然作用的效应分项系数取1.0●与偶然作用同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值●地震作用标准值及其表达式按规范规定采用(三)公路桥涵结构按正常使用极限状态设计,根据不同的设计要求,应采用的效应组合:1.作用短期效应组合:●永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合2.作用长期效应组合:●永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合。
桥梁设计计算流程1.数据搜集和预处理阶段:-收集有关桥梁设计的背景信息,如设计要求、交通状况以及地理和地质条件等。
-确定桥梁跨度和净高,确定所选用的桥梁类型。
-收集场地测量数据和土壤力学数据,包括地下水位、土壤类型和地质构造等。
-对搜集的数据进行预处理,如数据验证、去除异常值和数据插值等。
2.荷载计算阶段:-根据桥梁所在位置的交通状况和设计要求,计算施加在桥梁上的静态和动态荷载,包括行车荷载、风荷载和地震荷载等。
-根据桥梁类型和设计要求,进行桥梁荷载组合计算,确定设计荷载。
3.结构分析阶段:-根据桥梁的布局和结构类型,使用相应的结构分析方法进行计算,如梁理论、板理论、桁架理论和有限元分析等。
-进行静态分析,计算桥梁的内力和挠度,以确定桥梁的结构响应。
-进行动态分析,考虑桥梁的自振频率和模态响应,分析桥梁在不同荷载情况下的动力特性。
-根据分析结果进行优化设计,结合桥梁结构的安全性和经济性,调整结构参数以满足设计要求。
4.结构抗力计算阶段:-根据内力计算结果,进行结构抗力计算,包括确定各个结构部件的截面尺寸和钢筋配筋等。
-根据国家和地区的设计规范,进行混凝土强度设计,计算混凝土的抗压强度、抗拉强度和剪切强度等。
-根据桥梁类型和设计要求,计算钢梁的抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度等。
-结合结构的安全性和经济性,确定结构材料的选择和规格。
5.稳定性和可靠性分析阶段:-进行桥梁的稳定性分析,考虑桥梁结构在不同荷载情况下的平衡和不翻倒的能力。
-进行桥墩和桥基的稳定性分析,考虑土壤的支承能力和桥墩的抗倾覆能力。
-进行桥梁结构的可靠性分析,通过对设计参数和荷载参数的不确定性进行概率分析,评估结构的可靠性和安全性。
6.工程施工和监测阶段:-根据设计计算结果进行工程施工,包括混凝土浇筑、钢桥梁安装和桥墩施工等。
-在施工过程中进行桥梁的监测和实测,对桥梁的结构变形和应力进行监测,与设计计算结果进行对比,验证和修正设计参数。
桥梁上部结构计算书第一篇理论计算(上部结构)一、20m预应力混凝土组合箱梁计算书1.分析计算的主要内容⑴上部箱梁持久状态极限承载承载能力计算;⑵上部箱梁正常使用阶段抗裂计算;⑶上部箱梁持久状态压应力计算;⑷上部箱梁刚度计算。
2.计算方法及原则上部箱梁纵向计算按平面杆系理论,采用《QJX系列程序》进行计算。
根据桥梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段,并进行结构离散。
1.荷载取值与荷载组合⑴荷载取值①一期恒载:预应力混凝土容重取2.6t/m3。
②二期恒载:包括护栏、桥面铺装等,详见各桥梁取值。
③活载: 公路-Ⅰ级。
④温度梯度:主梁顶、底板日照温差按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.10条规定取值计算;竖向梯度温度分布见图7-1(尺寸单位:mm):降温梯度升温梯度图1-1 温度梯度⑤强迫位移:10mm。
⑵材料预制箱梁C40混凝土现浇接头、湿接缝C40混凝土⑶荷载组合组合一:恒载(1.05的自重系数)组合二:恒载+活载(中(边)板横向分布系数,公路I级,车道荷载,不计挂车)组合三:恒载+活载+温度荷载1(整体升温30)组合四:恒载+活载+温度荷载2(整体降温30)组合五:恒载+活载+温度荷载1+强迫位移(不均匀沉降,L/3000)组合六:恒载+活载+温度荷载2+强迫位移3.桥梁计算1.概述上部结构跨径为4×20m,桥宽12.50m。
共设置4片小箱梁,梁高1.2 m。
边跨中梁钢束与边跨边梁钢束布置相同,中跨中梁钢束与中跨边梁钢束布置相同。
采用刚接梁法进行横向分布系数计算,边主梁横向分布系数最大为0.744,中主梁横向分布系数为0.612。
(可以用GQJS计算)2.荷载取值①二期恒载:包括护栏、桥面铺装等,经横向分配后边梁为共计 1.795t/m,中梁为1.673m。
②预应力钢束张拉控制应力取0.75f pk,即1395Mpa。
③冲击系数:按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.2计算求得,边梁冲击系数为μ=0.340;中梁冲击系数为μ=0.350。
桥梁课程设计计算书-例子(总13页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--桥梁课程设计计算书Ⅰ,设计资料江苏境内某一级公路k15+022处建公路桥一座,上部结构采用了三跨先张法预应力混凝土空心板,先简支后桥面连续,下部结构采用单排桩柱式桥墩和桩式桥台。
桥梁设计荷载为公j钢铰线,其标准强度为1860Mpa,非预应力钢筋采用Ⅰ,Ⅱ级钢筋。
空心板构造如图1所示:图1 空心板截面构造(尺寸单位cm)Ⅱ,设计依据及参考书1. 桥涵设计通用规范(JTJ D60—2004);2. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D62—2004);3. 公路桥涵施工技术规范(JTJ041—2000);4. 公路工程抗震设计规范(JTJ004—89);5. 公路桥涵设计手册:梁桥(上册),人民交通出版社;6. 桥梁工程(上册):范立础,人民交通出版社;7. 桥梁工程:姚玲森,人民交通出版社;8. 结构设计原理:叶见曙,人民交通出版社;9. 桥梁计算示例集:易建国,梁桥,人民交通出版社;Ⅲ,设计过程全桥宽采用13块预制预应力混凝土空心板,每块空心板宽99cm ,全长,计算跨径,用先张法施工工艺,预应力钢筋采用 钢铰线,沿跨长直线配筋。
一.毛截面几何特性计算(参见图1) 1. 毛截面面积Ah=99×90—2×36×30—2×× 2182×[1/2×(5+3)×8+1/2×5×7]=4616cm 2 2.毛截面重心位置 ( 如图取1—1截面)对该截面求静矩:对称部分均消法 即只计算铰及下部结构静矩 S=2×[3×8+(15+14+7+8/2)+2×8×1/2×(29+7+8/3) +5×7×1/2×(29+2/3×7)]+2×99×(15+18+12) =12627cm 3毛截面中心对该线的距离d=Ah S =461612627= 铰截面中心对该线的距离A 铰=2×[(3+5×8/2)+1/2×5×7]=99cm 2 D 铰=绞铰A s =993717= (三)毛截面对重心的惯矩每个挖空的半圆面积A 1=1/2××182=509cm 2 重心y=4×18/(3×= 半圆对自身的惯性矩I 1 =I 1—1—A 1y 2 =8×184 —509× =11803cm 3 由此得截面的惯矩:I h =1/12×99×903+99×90×172—2×(36×303/12+36×30×)—4×—2×509×[(+15+)2 +(5—+)2 ]—99×(+)2 =4600304cm 4 二、内力计算(一)恒载计算1, 桥面系(护栏): 单侧为(++)/=m桥面铺装为10cm 厚的C 40混凝土 每块板每延米的荷载为 ×1×1×25=m 则以上重量均分给8块板 g 1=×2/13+=m 2、铰和接缝:g 2=(99+1×99)×104 ×25=m3、行车道板:g3=Ah×r=4616×104-×25=m恒载总重:g=g1+g2+g3=++=m荷载内力计算见下表(二),活载作用下1.荷载横向分配系数跨中和四分点的横向分配系数按铰接板法计算,支点按杠杆法计算荷载横向分配系数,支点到四分点间按直线内插法求得。
两跨连续钢箱梁桥设计及计算分析摘要:钢箱梁是钢桥中普遍采用的一种结构形式。
在城市桥梁应用时,可能会遇到条件受限或特殊需求采用两跨连续钢箱梁结构的情况,结构受力较常规结构稍有差异。
文章以一座跨越江堤及道路的两跨连续钢结构桥梁为例,桥梁跨径(78+72)m,采用单箱单室钢箱梁结构。
根据规范要求,结合有限元计算软件进行分析计算,为同类桥梁的设计与分析提供参考。
关键词:钢箱梁;连续梁;有限元;桥梁设计0 引言钢箱梁是一种工厂节段制造、节段运输至桥位现场、现场节段组装的快速化施工桥型。
钢箱梁因其结构自重轻,适用于大跨径桥梁。
吊装方便,提高架设效率,无支架或少支架施工方便跨越铁路、公路、城市交叉口等。
钢箱梁为闭口截面,具有结构整体性好、横向抗弯刚度和抗扭刚度大、整体稳定性高、荷载横向分配均匀等特点[1]。
1 项目概况该项目为某长江大桥东侧引桥,西起主桥边墩,东至桥梁落地。
引桥第一联上部结构采用钢箱梁,其余联上部结构采用预应力混凝土连续梁。
下部结构采用框架墩,基础为钻孔灌注桩。
文章主要针对引桥第一联进行分析论证。
2桥梁设计122.1主梁总体设计2.1.1跨径布置主梁上跨长江东岸江堤,堤顶有现状两条道路,本次按“在堤顶道路中分带内设墩,且避让地道结构的方式”进行桥梁布跨设计。
故跨径布置采用78m+72m=150m。
2.1.2结构形式主梁最大跨径为78m,钢箱梁和钢-混凝土组合梁均适合此类跨径规模的连续结构。
两跨连续梁中支点截面的负弯矩大,而钢-混凝土组合梁的结构受力薄弱处,就是混凝土桥面板受拉开裂,难以完全解决此问题。
故主梁采用钢箱梁结构形式。
2.2结构设计主梁采用单箱单室钢箱梁,结构外形为直腹板,梁高3.8m,顶宽为13m,箱室宽6.5m,翼缘长度均为3.25m。
钢箱梁底板水平设置,顶板随道路横向坡度2%。
标准断面如图1所示。
图1:主梁标准断面(横向加劲)(单位:mm)2.2.1节段划分及板厚主梁根据结构受力分四个节段,如表1所示:表1节段划分表项目节段号位置节段长度顶板厚度/mm底板厚度/mm腹板厚度/mm主梁节段A中支点10m406026节段B与节段A相邻两侧2×10m244024节段C与节段B相邻+边支点2×10m+2×8m161620节段D 其余区域45m+39m2424202.2.2横隔板及加劲肋设计主梁横隔板间距为3m,相邻两横隔板间设一道横向加劲肋。
第一章设计资料设计内容①根据已给地形图等设计资料,选择三至四种以上可行的桥型方案,拟定桥梁结构主要尺寸,根据技术经济比较,推荐最优方案进行桥梁结构设计。
③对推荐桥梁方案进行运营阶段的内力计算,并进行内力组合,强度、刚度、稳定性等验算。
④选择合理的下部结构形式,拟定构件尺寸,并进行内力计算,内力组合、配筋设计。
⑤绘制桥梁总体布置图、上部结构一般构造图、钢筋构造图、桥台一般构造图、桥墩盖梁一般构造图、桥墩盖梁配筋图。
⑥编写设计计算书。
设计技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份2、设计荷载:公路—I级;3、桥面净空:净-2×+9=10米4、桥面横坡:%5、最大冲刷深度:6、地质条件:根据断面图确定7、桩基础施工方法:旋转钻成孔8、安全系数:γ0=1采用材料:(1)预应力钢筋:钢绞线(2)非预应力钢筋:直径D≥12mm用HRB335, 直径D≤12mm用R235;(3)混凝土:主梁混凝土采用C50;铰缝为C30细集料混凝土;桥面铺装采用C40沥青混凝土;栏杆及人行道板为C30混凝土;盖梁、墩柱用C30混凝土;系梁及钻孔灌注桩采用C30混凝土;桥台基础用C30混凝土;桥台台帽用C30混凝土;(4)锚具用OVM锚主要技术规范JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ 024-85《公路桥涵地基与基础设计规范》第二章方案比选在我国,安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素,安全尤为重要。
桥梁结构造型简洁,轻巧,设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。
本设计桥梁的形式可以考虑以下形式:连续梁桥、拱桥、斜拉桥三种形式。
拟定方案(1)方案一:箱型连续梁桥对于桥孔的分跨主要考虑以下影响因素:桥址地形、水文地质条件、墩台基础支座等构造,力学的要求。