桥博抗剪设计的使用方法
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混凝土桥面沥青铺装粘结层抗剪设计方法(1.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室, 上海201804; 2. 田纳西大学土木与环境工程系, 诺克斯维尔, 37996)摘要:介绍一种新的混凝土桥面沥青铺装粘结层抗剪设计方法.采用有限元法分析混凝土桥面铺装粘结层水平剪应力与法向正应力的分布关系.基于该关系图提出层间剪应力临界边界,分别从铺装结构参数、荷载方面分析影响层间剪应力临界边界的因素,给出了临界边界方程形式,并检验其合理性.提出荷载作用下满足层间不发生剪切破坏的基本条件为:层间剪切强度包络线与临界边界相离.最后给出了应用算例.关键词: 混凝土桥面;沥青铺装;层间剪切;设计标准中图分类号:U443.33文献标识码: AA Design Guide to Shear Resistance of Bonding Layer in ConcreteBridge Deck Asphalt PavementJIA, Xiaoyang1,2, LI Lihan1(1. Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry ofEducation, Tongji University, Shanghai 201804, China;2. University of Tennessee, Department of Civil and Environmental Engineering, Knoxville, 37996, U.S.A) Abstract: A new approach to evaluate shear resistance of bonding layer in concrete bridge deck asphalt pavement was proposed. The distributions for shear stress and normal stress in the interface between asphalt pavement and bridge slab under vertical and horizontal load by finite element method. Based on the scattergram of shear stress and normal stress, the conception of shear stress critical boundary was proposed. Parameters of pavement and load were considered to analyze its effects on critical boundary. Also,equation formation of critical boundary was tested by χ2-test. The basic condition which would guarantee the performance of shear resistance for bonding layer is that there is no intersection of shear stress critical boundary and shear intensity envelope line, which is the design standard for bonding layer in concrete bridge deck asphalt pavement.Finally, a case study was presented.Key words: Concrete bridge deck; asphalt pavement; interlayer shear; design standard层间推移与拥包是混凝土桥面沥青铺装常见病害之一,其主要原因是由于铺装层与桥面板层间粘结力差,在水平方向上产生相对位移以致剪切破坏[1].一般采用层间剪应力作为设计指标,以层间剪应力最大值小于层间抗剪强度容许值作为评价铺装层间是否满足抗剪要求的标准[2].通过斜剪试验[3]或直剪试验[4]可以得到铺装层间抗剪强度,在考虑层间剪切强度结构系数[5]后得到层间抗剪强度容许值.根据莫尔强度理论,界面滑移主要由剪应力引起,但又和正应力有关[6].Uzan等[7]的试验结果表明,层间抗剪强度与层间法向正应力近似成正相关.因此,粘结层界面上不同位置的法向正应力不同,其相应的抗剪强度也应不同.在建立层间剪切设计标准时需要考虑层间抗剪强度的这一特点.本文采用有限元法,根据荷载作用下桥面铺装层间水平剪应力与法向正应力的分布特点,提出层间剪应力临界边界概念,分析其影响因素,提出其基本形式并检验了其合理性。
横梁计算(1) 计算方法概述横梁按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算,考虑长度为6倍顶板厚度的顶底板参与横梁受力,根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、极限承载力计算,按钢筋混凝土构件(钢筋混凝土横梁)/预应力构件(预应力混凝土横梁)验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力是否符合规范要求。
(2) 荷载施加方法横梁重量按实际施加,同时将纵向计算时永久作用和除汽车、人群以外的可变作用引起的支反力标准值作为永久荷载平均施加在横梁的各腹板位置,汽车、人群荷载在其实际作用范围按最不利加载。
当然,用户可以采用其他的荷载施加方法,不必拘泥于上述内容。
(3) 将纵向一列车的支反力作为汽车横向分布调整系数时(注意城市荷载纵向计算的车道数大于4时,计算剪力时荷载乘1.25,故用多列车支反力除横向分布系数较真实),横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。
(4) 每m宽人群纵向支反力作为人群横向系数,人行道宽度为纵向宽度,填1,人群集度填1,加载有效区域按实际填。
(5) 满人横向系数与人群相同,满人总宽填1预应力构件中单元应力验算应以主应力控制还是正应力控制?主应力主要用来控制构件腹板内部斜裂缝的,铁路规范明确定义截面重心轴处及翼缘板与腹板交接处需要进行主拉应力验算,桥博的计算结果中虽然也给出了主应力值,但是对于单元顶、底缘的主应力可以不受控制,因为一般主应力在单元内部发生。
正应力主要是用来控制单元顶、底缘的。
使用刚接板梁计算横向分布系数左板和右板惯矩怎么计算出来的啊?对于小箱梁和T梁,就是将上部结构沿纵桥向取1m,在这1m的范围内上部结构拼接处的悬臂接触面积。
以T梁为例,就是图中阴影部分的面积计算惯性矩即可。
部分支座的反力为0?Q:桥博计算的收缩支反力中部分支座的反力为0,结构自重在各支座处产生的支反力均不为0,可为何支反力汇总列表中收缩反力为0的支座,支反力汇总也为0。
A:程序计算各项反力后,将各作用产生的支反力叠加,若某个支座支反力为负,即出现支座脱空时,程序就将这个支座拆除,在其上反向增加一个外荷载,荷载大小等于除收缩之外其余荷载及作用产生的支反力合力,重新计算其余支座的支反力,在各支座支反力汇总时,被拆除的支反力为0,其余支反力为各作用的合力汇总。
桥梁博士常见问题0、桥博内裂缝输出单位为mm,内力输出单位为KN,弯矩输出单位KN*m,应力输出单位Mpa1、从CAD中往桥博里面导入截面或者模型时,CAD里面的坐标系必须是大地坐标系。
2、桥博里面整体坐标系是向上为正,所以我们在输荷载的时候如果于整体坐标系相反就要输入负值。
3、从CAD往桥博里导截面时,将截面放入同一图层里面,不同区域用不同颜色区分之。
4、桥博使用阶段单项活载反力未计入冲击系数。
5、桥博使用阶段活载反力已计入1.2的剪力系数。
6、计算横向力分布系数时桥面中线距首梁距离:对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离;对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离,用于确定各种活载在影响线上移动的位置。
7、当构件为混凝土构件时,自重系数输入1.04.8、桥博里通过截面修改来修改截面钢筋时,需将“添加普通钢筋”勾选去掉,在截面里输入需要替换的钢筋就可以把钢筋替换掉。
9、在施工阶段输入施工荷载后,可以通过查看菜单中的“显示内容设定”将显示永久荷载勾选上,这样就可以看看输入的荷载位置、方向是否正确。
10、桥博提供自定义截面,但是当使用自定义截面后,显示和计算都很慢,需要耐心。
11、桥博提供材料库定义,建议大家定义前先做一下统一,否则模型拷贝到其他电脑上时材料不认到那时就头疼了。
12、有效宽度输入是比较繁琐的事情,大家可以用脚本数据文件,事先在excel 中把有效宽度计算好,用Ultraedit列选模式往里面粘贴,很方便!!14、当采用直线编辑器中的抛物线建立模型时,需要3个控制截面,第一个控制截面无所谓,第二个控制截面向后抛,第三个控制截面向前抛,桥博里面默认的是二次抛物线!!15、当采用直线编辑器建立模型时,控制截面要求点数必须一致,否则告诉你截面不一致。
16、修改斜拉索面积时用斜拉索单元编辑器,在拉锁面积里需要输入拉索个数*单根拉索的面积。
17、挂篮操作的基本原理:挂篮的基本操作为:安装挂篮(挂篮参与结构受力同时计入自重效应)、挂篮加载(浇筑混凝土)、转移锚固(挂篮退出结构受力、释放挂篮内力及转移拉索索力)和拆除挂篮(消除其自重效应)。
桥梁博士V4案例教程 边界条件模拟介绍目录1.桥博v4.0 边界条件定义: (1)1.1支座 (1)1.2主从约束与弹性连接 (3)1.3边界条件的设置原则 (4)1.4常见边界条件类型 (6)2.常见桥型的支座边界条件 (7)2.1简支梁桥 (7)2.2连续梁单支座 (8)2.3横向两支座单梁 (8)2.4横向支座数大于2的模拟 (12)2.5主从约束模拟全桥上下部建模 (14)2.6板式橡胶支座的模拟: (15)2.7横梁、桥面板计算的边界条件 (16)2.8三铰拱自由度释放模拟 (16)3.下部及基础结构的边界条件模拟 (17)3.1墩柱与基础的刚性连接 (17)3.2不设基础的墩底边界条件 (18)3.3耦合支座模拟基础 (19)3.4桩土作用自动模拟 (20)1.桥博v4.0 边界条件定义:桥博对于边界条件的控制,主要体现在施工分析的支座模拟,主从约束及弹性连接。
1.1支座支座分为一般支座和耦合弹性支座。
一般支座:以Dx,Dy,Dz,Rx,Ry,Rz,W进行控制。
弹性系数:非刚性约束时,弹性系数参数有效单双向: 正向\负向\双向双向支承:表示支承节点在相应方向不能发生任何位移。
正向支承:表示支承节点只可发生正向位移。
负向支承:表示支承节点在可发生负向位移。
一般支座:Dx-勾选表示结构在该节点处,不能发生延X轴方向位移。
Dy-勾选表示结构在该节点处,不能发生延Y轴方向位移。
Dz-勾选表示结构在该节点处,不能发生延Z轴方向位移。
Rx-勾选表示结构在该节点处,不能发生以x轴为轴线的转动。
Ry-勾选表示结构在该节点处,不能发生以y轴为轴线的转动。
Rz-勾选表示结构在该节点处,不能发生以z轴为轴线的转动。
弹性系数-当不勾选刚性时,对应约束的弹性系数激活。
弹性系数表示每KN或KN*m作用下对应的位移量,单位为KN/m或KN*m/rad,可直接填入系数值。
默认为0表示该方向上不进行约束。
W-七自由度翘曲自由度。