预应力混凝土连续箱梁纵向受力分析
迈达斯-预应力混凝土连续箱梁的分析与设计
模型>单元> 扩展单元
全选
扩展类型>节点 Æ线单元
单元类型>梁单元 ; 材料>1:C50 ; 截面> 1: span
生成形式>复制和移动
复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)
复制次数>(60) ↵
模型>单元>复制和移动
单选 (节点:31)
等间距>dx,dy,dz>(0,0,-7.13)
移动荷载 适用规范:公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类:公路I级,车道荷载,即CH-CD
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MIDAS Information Technology(Beijing) Co., Ltd
设置操作环境
打开新文件( 新项目),以 ‘PSC Beam’ 为名保存( 保存)。 将单位设置为 ‘KN’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 7. 运行结构分析 8. 查看分析结果 9. PSC设计 PSC设计参数确定 运行设计 查看设计结果 10.横向分析 11.任意截面导入
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MIDAS Information Technology(Beijing) Co., Ltd
使用的材料及其容许应力
混凝土 采用JTG04(RC)规范的C50混凝土
钢材 采用JTG04(S)规范,在数据库中选Strand1860
荷载
恒荷载 自重 在程序中按自重输入
预应力 钢束1 (φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm^2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75% 钢束2 (φ15.2 mm×31) 截面面积:277.4 mm^2 孔道直径 20mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)
预应力混凝土连续箱梁施工质量控制要点分析
立 杆 一安装 第 一步 大横 杆 ( 各立 杆 扣牢 ) 安装 第 一 与 一
() 侧 模 面 板 采 用 1m 2外 5m厚 的镜 面 竹 胶 板 , 用 口 步 小横 杆 一第 二步 大横 杆 一第 二步 小 横杆 一 第三 、 四步 6 2 m的松 木作 为 模 板 的横 肋 , 再用 口 1 ×1c ×1c 0 5 m的 大 横杆 和 小横 杆 一接立 杆 一加 设剪 刀撑 。 松 木作 为背 带和 骨 架 , 间距 为 9 c , 为支 撑 系统 。 0m 作
记, 铺设底模 。 待底模全部铺设完毕后 , 通过上顶托精确
调整 底模 面板 至 设计 标 高 , 同时要 保 证每 个 项托 与 方木
底 板 及 腹板 倒 角 部 分 , 二 次 浇 注腹 板 , 三 次浇 注 顶 第 第
板 。前两 次不 用考 虑 内模 支撑 的 问题 , 三 次浇 注 顶板 第 时 , 钢 管上放 置 顶托 , 来调 整顶 模 的标 高和 拆模 。 在 用
当架 子 搭 设至 设 计 标 高后 ,按 作 业 要 求 设置 防护
栏 , 好 安全 网及 连 接 和加 固杆 件 , 后 在 顶 托 上铺 设 挂 然 横 向和纵 向的方 木 。通过 放样 , 方 木上 用 油漆 做好 标 在
支 撑 的 内模支撑 系统 。
() 2由于箱梁 砼 浇注 分三 次浇 注 ,第一 次浇 注 横 梁 、
验 结果 表 明, 单 根立 杆 的承 载 能力 大 于 45吨 , 其 . 满足
各种 现 浇箱 梁 的结 构支 撑 型 式 , 此 , 们 决 定采 用 立 据 我 杆纵 向间距 9 c , 0 m 翼板 位置 横 杆 间距 D O , 板位 置立 Om 底
预应力混凝土连续箱梁齿块受力分析及设计
预应力混凝土连续箱梁齿块受力分析及设计
文◎ 伊大勇(哈尔滨市市政工程设计院)
摘要:预应力混凝土连续箱梁结构中的 齿块、槽口等局部构件的计算容易被人们忽 视,其作用却很关键。本文就齿块受力分析及 设计做了在公路与城市道路的桥梁工程中,对 预应力混凝土连续箱梁结构的齿块、槽口等 局部构件的计算通常得不到人们重视。原因 是:(1)小跨径的箱梁中,齿块所负担的张拉 吨位较小,箱梁顶板或底板的构造配筋已能 满足齿块邻近区域箱梁顶板或底板的受力要 求;(2)有关齿块受力分析及配筋的书籍较 少,设计者对于齿块的受力问题,缺少理论 计算的指导。齿块虽小,但它在整个箱梁结 构中起到的传力作用却不容小觑。
六、实行经济指标绩效考核,提高各级 执行力、落实力
为充分调动各级管理人员积极性,化解 规模扩大对企业管理带来的种种压力,围绕 公司年度生产经营总体目标,把各级管理层 职责、机关(项目部)部室职能与中心工作 相结合,突出各自考核的侧重点;把分项落
实指标与年度生产经营计划目标相结合,突 出挂钩经济指标的具体性;把服务保障工作 与中心工作要求相结合,突出企业发展各项 工作的整体性,并把所制定的各级各类管理 人员挂钩奖励基数,分解到所挂钩条款上。 实行工资收入与责任成本管理效果挂钩的政 策,推行“联岗、联产、联效”的绩效工资 制度。严格考核审批制度和发放手续。对效 益工资的发放按照工程进展情况,预留一定 比例,待项目竣工后兑现。经济指标绩效考 核的推行,有效拉开了各级各类管理人员收 入差距,调动了各级管理人员工作的积极 性、主动性和创造性。
(上接73页)控制的好坏对项目能否实现好 的经济效益至关重要。各项目要严格把好物 资设备的“计划关、质量关、定价关、采购 关、验收入库关、出库使用关、限额发料 关、余料回收关、物资消耗关、盘点核算 关”等十大关口,加强全过程控制,遏制采 购质次价高材料、浪费倒卖材料等现象,堵 塞管理漏洞。具体做法主要有:在物资设备 采购上,一是全面详细进行市场调查。二是 博览信息,加大主要材料信息掌握,三是结 合项目的实际,邀请适宜的分供方参加本项 目物资、设备招标工作,形成有序竞争。在 物资设备过程使用控制上,一是加强计划管 理,强调主动控制。二是推行限额发料、按 月盘点。发现问题及时处理,预防施工队偷 工减料,浪费、倒卖材料等不良现象发生; 三是通过定期物资节超分析,及时办理有关 手续,规避审计风险。
道路桥梁连续现浇箱梁施工技术分析
道路桥梁连续现浇箱梁施工技术分析摘要:随着经济和各行各业的快速发展,我国交通行业发展也十分快速。
现浇箱梁施工技术是混凝土桥梁施工中一种先进的工法。
内部为空心结构,上部两侧布置了相应翼缘,其形状和箱子类似,因此被称为箱梁结构,根据箱梁数量的不同,分为单箱和多箱两大类。
在具体施工中,可在特定的场所进行预制加工,然后运输到施工现场,再通过架桥机完成箱梁架设。
和其他桥梁施工技术相比,现浇箱梁施工技术具有施工速度快、节约工期的优势,随着各项技术的不断完善,目前现浇箱梁施工技术主要应用在大型连续桥梁施工中。
机械化程度高,劳动强度低、施工进度快,而且对环境影响比较小。
关键词:道路桥梁;现浇连续箱梁;施工技术引言桥梁建设的现浇梁环节非常重要,将直接关系到桥的稳定性与平整度。
因此在实际操作前,首先要根据不同的项目现状进行计算,其目的是为了保证支架的承重能力和稳定性达到标准要求,只有这样现浇梁的质量才能得以保证。
当施工接近尾声时,拆模后的箱梁应当在体积、平整度和稳定性上有非常良好的表现。
在目前众多的现浇梁施工方式中,满堂支架是最佳选择,其不仅性价比相对较高,而且还能保证桥梁的质量不受影响。
1工程概况以某道路桥梁的互通立交匝道桥为例,该匝道总长度为160m,其梁体采用的是预应力混凝土连续箱梁,规格为20m+30m×4m+20m。
此外,为保证受力均衡,桥梁两边均设用此种箱梁,并且等宽,为 6.85m。
道路桥梁要充分考虑排水问题,因此2%的坡度最为适宜,梁高1.6m,并且设有一定数量的梯形箱室。
2桥梁现浇连续箱梁施工技术2.1地基施工技术先要进行初步整平处理,并对表层松土进行全面清理,及时剔除淤泥土质,在地基处理时,要格外注意对原土层的保护,以便后期回填使用。
用挖掘机对地面初步铺平碾压,碾压至标高433.745,碾压后压实度不小于90%。
压实后表层浇筑横坡为1%的20cm厚C20混凝土。
2.2支架基础处理支架的搭建场地准备非常重要,首先需要将地表的腐土适当清理,并将其整平压实。
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析预应力混凝土连续箱梁桥底板是一种常见的桥梁结构,由于其承载能力强、使用寿命长等优势,广泛应用于公路和铁路交通建设中。
然而,在实际使用过程中,底板纵向裂缝的出现是一个普遍存在的问题,对桥梁的安全性和使用寿命产生一定影响。
本文将对预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝进行分析。
首先,纵向裂缝的成因可以分为内力和外力两个方面。
在内力方面,由于预应力混凝土连续箱梁桥底板的设计和施工过程中,存在一定的预应力损失和应力集中问题。
预应力损失是由于混凝土硬化和收缩引起的,这种损失会导致底板内部的应力分布不均匀,从而产生一些区域的张应力较高。
同时,在施工过程中,如果预应力钢束的张紧力或锚固不当,也会导致底板内力分布不均匀。
在外力方面,预应力混凝土连续箱梁桥底板承受着来自交通荷载和温度荷载的作用。
交通荷载在桥梁使用过程中是不可避免的,会引起底板产生弯曲变形和应力。
而温度荷载则是由于气温变化引起的,当温度升高时,底板会产生热胀冷缩变形和应力。
其次,纵向裂缝的影响主要体现在两个方面。
首先,纵向裂缝会导致底板的强度和刚度下降。
裂缝的存在使得底板的梁体不能充分发挥作用,不仅会影响桥梁整体承载能力,还容易引起劣化和破坏。
此外,裂缝的存在还会进一步加剧渗水和腐蚀问题,加速桥梁的老化过程。
其次,纵向裂缝会影响桥梁的使用寿命和安全性。
裂缝的存在意味着底板的结构已经出现了一定的损伤,这种损伤会随着使用时间的延长而逐渐发展和扩展。
当裂缝规模扩大到一定程度时,将会对桥梁的强度和刚度造成严重影响,甚至导致桥梁的倒塌。
最后,针对纵向裂缝的解决方法主要有以下几种。
一种方法是采取合适的预应力设计和施工工艺。
通过优化底板的预应力布置和张力控制,可以减少预应力损失和应力集中问题的发生,提高底板的整体力学性能。
另一种方法是采取适当的减振和防护措施。
针对交通荷载和温度荷载引起的应力和变形,可以采取减振和防护系统来减小底板的应力和变形,从而减少纵向裂缝的发生。
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析
箱 梁主跨 径 1 1 6 m, 采用 C 5 0混凝 土 , 箱 形 截面 , 单箱 双 室结 构 , 桥 面双 向 1 . 5 %横 坡 通 过 调 整 主 梁 腹板 高度 来形 成 。主跨 支点 处梁 高 7 m, 主跨跨 中梁 高3 m, 梁 高 由支 点 向跨 中按 1 . 5次 抛 物 线 过 渡 , 中 部2 m 为 合拢 段 。主 梁全 宽 为 2 0 m。箱形 截 面悬 臂 长4 . 6 m, 箱底宽 1 0 . 8 m, 悬臂 端 部厚 0 . 1 8 m, 悬 臂 根 部厚 0 . 9 m。主桥箱 梁顶 板 厚 0 . 2 8 m, 底 板 厚 度在 梁
假设 由预 应力束 径 向力 引起 的裂 缝与 底板 平 面 成 B角 , 裂缝 首 先 在 A 点 出现 , 而后 由 于裂 缝 处 的 应 力集 中作 用 , 裂缝 沿 与 主拉 应 力 垂 直 方 向迅 速展 开, 由此 引起 底 板 混 凝 土 崩 裂 而破 坏 。考 虑 便 于工 程 应用 , 可假设裂缝沿与底板平 面成 4 5 。 角 方 向发
计为抛物线 , 当 底 板 中 沿 底 板 曲线 布 置 的 预 应 力 束张拉时 , 必然 会 对 底 板 混 凝 土产 生 径 向压 力 , 如
图 1 。
图 2 微段径 向力分析示意图
( 2 )
T/
二 T
图 1 预腹 力 严生 径 向力 不 葸 图
程 为y = a x , 经 过 ( L / 2 , h ) , 得Y = h f T 2 x 1 , 根 据 半 径
T
/
\
整体的使用性能。因此 , 箱梁桥底板是大跨径 预应 力混 凝土 连 续 梁 桥 设 计 中需 要 重 点 考 虑 的 关 键 部
连续刚构桥竖向预应力对结构的影响
【 关键词 】 竖向预应力 ;连续刚构桥 ;张拉 ;二 次张拉 ;压浆
引 言
同时采用钢 绞线的竖向预应力在安装定位时,定位筋不满足要求, 不能完全垂直安装,使预应力筋在安装时不能满足设计要求 ,在施 加预 应力时存 在较大偏差 , 预应力作用在梁体上使 内部应力不均匀, 同样产生一定危害。 ( 3 )竖 向预应力筋在安装时,由于操作不 当在使用钢绞线作为 预应力筋时,锚 固长度不满足设计要求,在张拉 时存在拉脱得现象 , 使预应力完 全失效 。 在安装 定位 时,由于疏忽大意 , 对波纹管检查、 保护不到位,有的甚至有烧穿、破损的,在没有采取任何处理后就 进行砼的施工,这样波纹管就存在漏浆现象,使波纹管完全堵塞 , 部分预应力筋在破损处就让砼锚死 ,使后续 的张拉压浆无法进行 。 ( 4 ) 竖 向预应力在施加预应力时, 旆工队伍对 自己的张拉设备 检测校验不是很到位,使张拉控制力和设计不符,张拉吨位达不到 设计要求 ,预应力施加不足 ,引起结构 内部拉应力增大 ,对结构受 力影响较大 。在竖 向预应力筋为钢绞线 时,安装时锚垫板安装位置 有偏差,张拉时张拉力与设计预应力筋轴线存在偏差 ,容易 引起锚 垫板处砼开裂 ,后期预应力损失严重 ,影响结构安全 ;竖 向预应力
加之在施工过程中稍有误差 ,预应力损失都很大,而钢绞线在张拉 施工 中采用 自动锚固它的损失一般较小 ,这样在精轧螺纹钢和钢绞 线交接的位置 ,预应力存在较大偏差,使梁体 内部应力不均匀 ,尤 其在接缝位置使砼 局部受压不连续 ,产生斜裂缝 。 ( 3 ) 竖向预应力在完成预应力的施加后, 有些设计单位在压浆 环节考虑的不是很周全, 甚至有些是在全桥合 龙后才进行压浆施工 , 由于在施工过程中 ,对压浆管和 出浆 口保护不到位 ,使压浆环节无 法进行 ,或是压浆质量下 降,这样在压浆质量得不到保障的情况下 预应力筋会严重锈蚀 ,最终 失效 ,同样在砼 内部使应力不均匀 ,使 结构产 生病害 ,跨 中部位严重下挠 。腹板接缝位置产生应力裂缝 , 对桥梁结构产生严重危害。 2 竖向预应 力在施 工环节操作不 当对结构的影响
30+40+30m现浇预应力混凝土连续弯箱梁受力计算分析
30+40+30m现浇预应力混凝土连续弯箱梁受力计算分析摘要:近几年,我国高速公路建设呈高速发展态势,高速公路网逐渐形成。
后续新建高速公路势必与已建高速公路网相交而需设置大型立交枢纽互通,网格越密,出现相交的概率越大。
大型立交枢纽互通里面的路线线形复杂,上下层道路立体交叉等给桥梁跨径布设、结构计算等带来相当的难度。
本文通过汕头至昆明国家高速公路贵州板坝至江底段顶效东立交枢纽主线跨线桥多联30+40+30m现浇预应力混凝土连续弯箱梁的设计,以便进一步了解在大型立交枢纽互通中桥梁设计的布跨特点以及受力计算分析规律,为以后同类型桥梁设计提供借鉴和参考。
关键词:大型立交枢纽互通桥预应力混凝土连续弯箱梁现浇受力计算分析1 引言顶效东立交枢纽主线跨线桥分为主桥和引桥,其中主桥采用多联的30+40+30m现浇预应力混凝土连续梁设计,引桥采用多跨30m的先简支后结构连续装配式预应力混凝土小箱梁结构,本主线跨线桥属于大型立交枢纽互通桥。
2 工程概况顶效东立交枢纽位于兴义万屯镇的贡新村,桥轴线地表高程在1388.5~1400.5m之间,相对最大高差仅12m。
桥位区较平缓,主要为水旱地。
年平均气温15.1℃,1月份气温最低,极端最低气温-8.9℃。
桥位地质条件为第四系残坡积层粘土:褐黄色、橙黄色、黑褐色,粘性一般~较好,局部含少量碎石,可塑为主。
基岩为三叠系中统关岭组灰岩、白云岩,灰岩沉积于白云岩之上,两者呈整合接触,主要为弱风化层,裂隙较发育,偶有溶洞。
3 桥跨布置根据立交枢纽处地形、地貌,路线采用主线上跨,匝道下穿形式。
匝道B、匝道C以不同方向,不同交角与之相交。
其中:匝道B与主线的交点桩号为BK0+728.451= K76+425.105,交角44°;匝道C与主线的交点桩号为CK0+436.976=K76+326.976,交角47°。
由于下穿匝道B、匝道C与主线交角较小、匝道路基宽度均较宽,达10.5m,而与匝道相交部分主线位于圆曲线范围内,半径1700m,整幅路基宽度24.5m,故初步布置主线跨线桥跨越匝道的跨度需要达到40m及以上。
分析预应力混凝土连续弯梁桥的受力特点
分析预应力混凝土连续弯梁桥的受力特点一、预应力混凝土连续弯梁桥受力特点平面弯曲的曲线梁桥又称弯梁桥,它的受力特点主要有以下三点:第一,在外荷载作用下,梁截面内产生弯矩的同时,必然伴随产生“弯扭耦合”,即所称的“弯—扭”耦合作用。
第二,在结构自重作用下,除支点截面以外,弯梁桥外边缘的挠度一般大于内边缘的挠度,而且曲线半径越小,这种差异越严重。
第三,对于两端均有抗扭支座的弯梁桥,其外弧侧的支座反力一般大于内弧侧,曲率半径R较小时,内弧侧还可能出现负反力。
产生这些现象的原因可以从以下两个方面解释:1.荷载因素(1)体积重心的偏心以等厚度矩形截面实心板为例,当在桥中心轴线上截取单位弧长,再从弯曲中心O引出两根辐射线与该弧长两端相连,便构成两个扇形截面。
由于外弧侧的扇形截面面积大于内弧侧面积,全截面的体积重心将偏离轴线向外弧一侧,其偏心距离为e。
这就是说,即使桥面上为均布荷载,对梁弯桥的作用也可分解为一个作用于桥中心线的垂直分力和向外弧側倾翻的扭矩。
(2)桥面横坡的影响梁弯桥桥面常设置横向坡度,其铺装层在外弧侧的厚度大于内弧侧的厚度,工程上称之路面超高,这样更加大了体积偏心。
当然,在设计上可以将桥跨结构斜置,使桥面铺装作为等厚度的,以减小恒载偏心。
(3)车辆行驶时的离心力车辆在桥面上行驶时,除了轴重的垂直力PV外,还有指向外弧侧且离桥面高度大约1.2m的离心力,该力也要对结构产生向外倾翻的扭矩。
2.力的平衡条件由图1可以看出,对于两端具有抗扭支座的单跨弯梁桥,当跨中C点有集中力P作用时,由于A、B、C三点不在同一直线上,且荷载点C距AB连线的垂距为e,故支点除支反力RA和RB外,还有支点的反力扭矩TA和TB。
因此,在桥跨内每个截面上除了弯矩以外,还产生扭矩,曲率半径越小,此扭矩值越大。
如果将每个支点反力和反力扭矩先进行分解再合成,便会出现外侧支座反力大,内侧支座反力小甚至为负反力现象,这些都是和直桥的最大差别。
预应力混凝土连续箱梁桥施工过程中纵向裂缝的成因与措施
预应力混凝土连续箱梁桥施工过程中纵向裂缝的成因与措施摘要:本文通过对预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程中,可能导致纵向裂缝的原因进行了介绍和说明,并对出现这些裂缝进行分析,然后根据分析结果从设计到施工应采取的措施逐一进行列举,为全面地介绍预应力混凝土连续箱梁的施工工艺,做到了防患的目的。
关键词:预应力箱梁施工过程纵向裂缝成因与措施1、施工过程中引起纵向裂缝的原因纵向裂缝一般都出现在箱梁的底板或者顶板上,按其形成的时间分为混凝土硬化期间产生的裂缝和运营期间产生的裂缝。
硬化期间产生裂缝的原理是:在没有受任何荷载的作用下,温差引起的应力高于随时间慢慢提高的混凝土的强度,由于底板处混凝土较厚,硬化期间水泥产生的水化热使底板中部的温度较高,而腹板接触空气的部分即外部温度较低,尤其是底板部分更低,这就产生了自平衡应力:外缘的板受拉力作用,中间部分受压。
外界空气温度较低的时候,外缘板处温度就降得快,其拉应力就有可能大于混凝土强度,这样就会引起裂缝,主要出现在底板的下部。
在气候干燥或者保湿、保温措施不到位的时候,这种裂缝还会出现在较厚的底板中部。
而在运营期间产生的裂缝,则是因为箱梁内部的拉应力超过了混凝土的自身强度。
1.1 施工中因设计方面引起的纵向裂缝(1)没有采取横向预应力:预应力混凝土箱梁的底板在垂直平面的位置会有一定的曲率,根据预应力的等效荷载原理,预应力束应按照这中曲率来布置,当没有布置横向预应力筋或者是底板横向宽度过大时,会造成横向刚度不足而引起下挠,当下挠值达到一定程度就会引起底板产生纵向裂缝。
(2)施加的纵向预应力过大:纵向预应力张拉时,如果施加的纵向预应力过大,且混凝土强度还没有完全达到预应力张拉所规定值,纵向预应力在竖弯部分产生很大的径向应力,当拉应力大于混凝土强度时,竖弯部分就会产生纵向裂缝。
1.2 施工过程引起的纵向裂缝由于施工引起的纵向裂缝的因素有:混凝土的浇筑顺序,支架变形,混凝土温度、收缩,浇筑后的养生、环境等因素。
预应力混凝土连续箱梁齿块受力分析及设计
了叙述 。实 际工程 中,对 齿块进 行设计 时, 还要考 虑施 工时 的便宜性 ,张拉 空间 的预 留 等若干 问题 , 以确 保所 设计的工 程实用 ,安
全 ,经 济 。
参考文献 : + 1 .朱汉华 陈孟冲 袁迎捷: 预应力混凝
土连续箱 梁桥裂缝分析 与防治 北京:人民交
是 : () 跨 径 的 箱 梁 中 , 块 所 负 担 的 张 拉 1小 齿 吨 位 较 小 , 梁 项 板 或 底 板 的 构 造 配 筋 己 能 箱 满 足 齿 块 邻 近 区 域 箱 梁 项 板 或 底 板 的 受 力 要 裂 应 力 , 而在 荷 载 作 用 区 域 旁 的端 面 上存 在 着 很 高 的 破 碎 应 力 , 由于 这 两 种 应 力 的 存 在 ,可 能 导 致 齿 块 表 面 产 生 纵 向裂 缝 。 3 短 束 都 是 在 梁 中 切 断 锚 固 的 ,这 就 使 . 得 顶 板 或 底 板 承 受 锚 固 钢 束 的 集 中荷 载 的 作 用 , 如 果 这 个 集 中 荷 载 超 出顶 板 或 底 板 的 最 大 抗 力 ,就 会 使 得 齿 块 与 顶 板 ( 板 )交 界 底 处 产 生 横 向 裂 缝 , 如 果 任 由这 道 裂 缝 开 展 下 去 ,可能会 导致腹 板也 产生裂 缝 ,从 而降低 箱梁的耐久性 ,给结构安合带来重大隐患。 2 .钢 束 的 弯 起 角 度 不 宜 过 大 , 齿 块 锚 固
行 《 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵 设 公 4 张继尧 王 昌将. 悬臂浇筑预应 力混 . 计 规 范 》 的 有 关 条 文 进 行 配 筋 ,此 处 不 再 赘 凝 土 连 续 梁桥 北 京 :人 民 交通 出版 社 述。
关于大跨度连续梁桥纵竖向预应力张拉顺序分析
关于大跨度连续梁桥纵竖向预应力张拉顺序分析摘要:近些年来,我国越来越重视交通设施的建设和发展,梁桥设施建设的数量有了明显的增加,建设的质量也在不断提高,这主要是得益于新型建设技术的应用。
在梁桥建设尤其是大跨度梁桥建设方面,我国投入了较多的研究成本以及精力,力求将大跨度梁桥建设至最优质量,以发挥更高的交通运输作用。
基于此,本文对大跨度连续梁桥的纵竖向预应力张拉顺序进行了简要的探讨。
关键词:大跨度连续梁桥;预应力;纵竖向;张拉顺序1.引言对于大跨度连续梁桥而言,为了使其具有更大强度的承受力和发挥更大作用的交通运输作用,在其施工过程中就必须抓好施工的质量。
因为大跨度连续梁桥本身就具有一定的特殊性,因此,它在施工过程中会较多的采用悬臂施工法,即采用对称的施工办法,从而保证该梁桥基本的受力均匀性。
悬臂施工法主要有两类悬臂拼装和悬臂浇筑两大类。
从悬臂施工法的重要施工地位中就可以看出,大跨度连续梁桥预应力分析都是建立在这一施工技术基础之上的,因此在保证了悬臂施工法的施工质量之外,就要抓好该大跨度连续梁桥的预应力张拉顺序的施工工艺的选择。
一般情况下,常见的大跨度连续梁桥预应力张束主要有三种,即纵向预应力束、竖向预应力束以及横向预应力束,不同的预应力张拉顺序即这几种预应力束的灵活搭配与组合。
2.大跨度连续梁桥预应力分析的必要性在大跨度连续梁桥的施工过程中,设计师和施工人员都会在梁桥的预应力张拉顺序方面花费较多的心思,这是由大跨度连续梁桥预应力的重要性角度进行考虑的。
大跨度连续梁桥预应力的张拉质量与梁桥建成后的承受能力有着密不可分的相关性,也决定着梁桥建成后的基本形态;而预应力的张拉顺序主要是为梁桥的施工周期、施工顺序以及施工技术的选择作依据的。
虽然大跨度梁桥在施工过程中既可以选择纵竖向的预应力张拉顺序,也可以选择其他类型的预应力张拉顺序,但总体而言仍然是中竖向的预应力张拉顺序更有利于大跨度梁桥的施工建设。
3.分析大跨度连续梁桥纵竖向预应力张拉顺序时采用的计算模型要想更加确定大跨度连续梁桥纵竖向预应力张拉顺序对梁桥施工的重要影响,保证施工的质量,就必须要采用合理的计算模型,在精密计算的前提下确定相关的预应力张拉顺序。
【施工技术】混凝土预应力连续箱梁施工阶段工况分析(迈达斯建模实例)
混凝土预应力连续箱梁施工阶段工况分析(迈达斯建模实例)对超静定的桥梁其施工方法、顺序以及过程往往决定其成桥的内力,而我国桥梁规范中配筋是按内力进行的,所以桥梁的施工阶段分析是极其重要的。
预应力混凝土连续梁的施工过程中会发生体系转换,施工过程中临时墩、临时拉索等临时结构的设置与拆除、上部结构和桥墩的支承条件的变化对结构的内力和位移会产生非常大的影响。
另外施工过程中随着混凝土材料的材龄发生变化构件的弹性模量和强度也会发生变化。
混凝土徐变、收缩,预应力钢束的松弛等都会引起结构内力的重分配并对位移产生影响。
桥梁的最不利应力有可能发生在施工过程中,所以除了对桥梁的成桥阶段进行验算外,对桥梁的施工过程也应进行承载力验算。
一、工程简介某铁路梁桥为(40m+64m+40m)单线预应力混凝土连续梁桥。
结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁,桥梁全长145.2m,中支点处梁高5.2m,跨中3.2m,直线段高为3.2m。
梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端距离0.75m。
箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。
箱梁顶面宽4.9m,箱梁底面宽4m,顶板厚度除梁端附近外均为35cm;底板由跨中的30cm,按二次抛物线变化至根部70cm;腹板由40cm至60cm,按折线变化。
箱梁采用C50高性能混凝土。
预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为f pk=1860MPa、弹公称直径为Φj15.20mm高强度、低松弛钢绞线。
桥梁的分段情况如图1所示,跨中及墩顶标准截面如图2所示,施工大致顺序为:下部结构→安装墩旁施工支架,安装主墩处永久支座、临时固结措施→在支架上现浇0号块→张拉0号块预应力→在0号块上拼装挂篮→浇筑1号块→张拉1号块预应力→移动挂篮……浇筑7号块,同时搭设并预压边跨现浇支架→张拉7号块预应力→拆除边跨现浇支架上的压重,浇筑边跨段混凝土,拆除所有挂篮→搭建边跨合龙吊架,同时加用水箱做的压重,中跨合龙段同步施加相应的压重→安装合龙段劲性骨架→浇筑边跨合龙段混凝土,同时卸载边跨相当于混凝土重量的压重→张拉边跨合龙钢束→拆除边跨现浇支架及边跨吊架,卸掉中跨合龙段的部分压重,每侧留下相当于中跨合龙段重量一半的压重→拆除墩顶临时固结措施→安装中跨合龙段吊架,安装中跨合龙段劲性骨架→浇筑中跨合龙段混凝土,同时卸载压重→张拉剩余预应力→拆除中跨合龙段吊架→施工桥面及其它附属设施。
30+40+30m
30+40+30m现浇预应力混凝土连续弯箱梁受力计算分析作者:余军思来源:《科技创新导报》2011年第23期摘要:近几年,我国高速公路建设呈高速发展态势,高速公路网逐渐形成。
后续新建高速公路势必与已建高速公路网相交而需设置大型立交枢纽互通,网格越密,出现相交的概率越大。
大型立交枢纽互通里面的路线线形复杂,上下层道路立体交叉等给桥梁跨径布设、结构计算等带来相当的难度。
本文通过汕头至昆明国家高速公路贵州板坝至江底段顶效东立交枢纽主线跨线桥多联30+40+30m现浇预应力混凝土连续弯箱梁的设计,以便进一步了解在大型立交枢纽互通中桥梁设计的布跨特点以及受力计算分析规律,为以后同类型桥梁设计提供借鉴和参考。
关键词:大型立交枢纽互通桥预应力混凝土连续弯箱梁现浇受力计算分析中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(a)-0118-021 引言顶效东立交枢纽主线跨线桥分为主桥和引桥,其中主桥采用多联的30+40+30m现浇预应力混凝土连续梁设计,引桥采用多跨30m的先简支后结构连续装配式预应力混凝土小箱梁结构,本主线跨线桥属于大型立交枢纽互通桥。
2 工程概况顶效东立交枢纽位于兴义万屯镇的贡新村,桥轴线地表高程在1388.5~1400.5m之间,相对最大高差仅12m。
桥位区较平缓,主要为水旱地。
年平均气温15.1℃,1月份气温最低,极端最低气温-8.9℃。
桥位地质条件为第四系残坡积层粘土:褐黄色、橙黄色、黑褐色,粘性一般~较好,局部含少量碎石,可塑为主。
基岩为三叠系中统关岭组灰岩、白云岩,灰岩沉积于白云岩之上,两者呈整合接触,主要为弱风化层,裂隙较发育,偶有溶洞。
3 桥跨布置根据立交枢纽处地形、地貌,路线采用主线上跨,匝道下穿形式。
匝道B、匝道C以不同方向,不同交角与之相交。
其中:匝道B与主线的交点桩号为BK0+728.451= K76+425.105,交角44°;匝道C与主线的交点桩号为CK0+436.976=K76+326.976,交角47°。
浅谈预应力混凝土连续箱梁桥设计
常重要的, 应该说加密钢筋网间距, 提高钢筋 直径, 能起到抗裂作用。增加腹板斜向抗裂钢 筋, 要限定最大最小配筋量, 不要无限制加强。 纵向分布钢筋或受力钢筋, 特别是箍筋对 构件的抗剪、斜截面强度和主拉应力的贡献 很大。尤其是在采用高强度混凝土情况下, 艳 筋的套箍作用十分明显。
4 温度应力
温度应力可能会造成支点附近和跨中断 面的裂缝。虽然这些细微裂缝不会影响结构 的正常使用, 但设计时要重视。除了对这些截 面进行必要的应力验算满足规范要求外, 有必 要采取一些构造措施, 如在验算截面附近布置 一定数量的非预应力钢筋, 控制温度裂缝的产 生或发展。另外还得考虑在支点和梁端处布 置足够的纵向钢筋和箍筋, 因为对干箱梁横截 面, 腹板和底板在温度作用下混凝土容易开
S o lE NC E & T EO 奋 兀OG Y IM 二 MA T ll》日 汇 口刁
工 程 技 术
浅谈预应 力混凝土连续箱梁桥设计
龚宇
(湖南省交通规划勘察设计院
湖南长沙
1 4 0008 )
摘 要: 本文 针对广东省广州东沙至新联高速公路中五 沙互 通主线桥的设计, 结合预应力 混凝土连续箱梁的 特点, 介绍其设计思路、 设 计过程中及构造处理上应考虑或注意的事项, 以及抗剪设计的三个误区。 关键词:预应力混凝土连续箱梁 设计 构造 裂缝 抗剪
而出现斜裂缝。而抗剪钢筋的配筋率达到一 定程度后, 若再增加钢筋, 梁的抗剪能力不会 再继续增加, 破坏时箍筋的应力也达不到屈服 强度。有时采用增加普通钢筋来提高梁的抗
45+28+3 、20.4 +2 x 20。跨顺番公路部分 6 采用2 +2 x 4 +2 跨径的变截面 8 5 8 现浇连续箱 梁, 在顺番公路中央分隔带上布设独柱实体墩 配桩基础。 其它跨径下部构造为柱式墩、 钻孔
箱梁的结构与受力特点
(二)箱形截面的配筋箱形截面的预应力混凝土结构一般配有预应力钢筋和非预应力向普通钢筋。
1、纵向预应力钢筋:结构的主要受力钢筋,根据正负弯矩的需要一般布置在顶板和底板内。
这些预应力钢束部分上弯或下弯而锚于助板,以产生预剪力。
近年来,由于大吨位预应力束的采用,使在大跨径桥梁设计中,无需单纯为了布置众多的预应力束而增大顶板或底板面积,使结构设计简洁,而又便于施工。
2、横向预应力钢筋:当箱梁肋板间距厚的桥面板。
的上、下两层钢筋网间,锚固于悬臂板端。
3时,可布置竖向预应力钢筋,面桥梁都采用三向预应力。
4钢筋网。
必须指出,因此必须精心设计,做到既安全又经济。
第二节 箱形梁的受力特点作用在箱形梁上的主要荷载是恒载与活载。
恒载一般是对称作用的,活载可以是对称作用,但更多的情况是偏心作用的,因此,作用于箱形梁的外力可综合表达为偏心荷载来进行结构分析;在偏心荷载作用下,箱形梁将产生纵向弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态。
详见图2-4。
1、纵向弯曲产生竖向变位w ,在横截面上起纵向正应力Mσ及剪应力M τ。
对于肋距不大的箱形梁,M σ按初等梁理论计算,当肋距较大时,会出现所谓“剪力滞效应”。
即翼板中的M σ分布不均匀,近肋翼板处产生应力高βα+= 刚性扭转 横向挠曲 图2-4 箱形梁在偏心荷载 作用下的变形状态峰,而远肋翼板处则产生应力低谷,这称为“正剪力滞”;反之,如果近肋翼板处产生应力低谷,而远肋翼板处则产生应力高峰,则为“负剪力滞”。
对于肋距较大的宽箱梁,这种应力高峰可达相当大比例,必须引起重视。
2、刚性扭转刚性扭转即受扭时箱形的周边不变形。
扭转产生扭转角θ。
分自由扭转与约束扭转。
(1)自由扭转:箱形梁受扭时,截面各纤维的纵向变形是自由的,杆件端面虽出现凹凸,但纵向纵维无伸长缩短,能自由翘曲,因而不产生纵向正应力,只产生自由扭转剪应力K τ。
(2)约束扭转:受扭时纵向纤维变形不自由,受到拉伸或压缩,截面不能自由翘曲。
混凝土连续箱梁的预应力钢束的优化研究
混凝土连续箱梁的预应力钢束的优化研究摘要:本文在分析预应力混凝土连续箱梁开裂成因的基础上,应用有限元软件,研究了预应力对箱梁应力的影响,并运用有限元软件的调束方法,结合其有限元计算结果,得出了一些有关于预应力钢束优化的有益结论,可为相关工程设计人员提供参考。
关键词连续箱梁;预应力;裂缝;优化中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:引言预应力混凝土连续箱梁,具有跨越能力大、受力合理、行车平顺、施工方便、养护费用低等优点,成为我国的主要桥型[1]。
因我国大跨径此类桥梁在20世纪70年代才开始兴建,其设计理论不很完善、施工质量缺陷、负荷超载以及管养工作不力等方面的原因,这类桥梁上已出现了一系列的病害[2]。
开裂是其中的一个重要病害,裂缝可能使得整体结构的抗扭转能力、抗剪能力、跨越能力甚至承载能力下降。
裂缝成因复杂,而合理优化布置预应力钢束,增强桥梁结构的应力安全储备,能有效的减少裂缝的产生,这对工程设计具有重要意义。
预应力混凝土连续箱梁的开裂成因分析预应力箱梁开裂的原因比较复杂,如: (1)设计时,纵向预应力钢束布置不合理,使的截面的预压应力不够均匀。
(2)施工时,对预应力张拉控制不严格,造成预应力损失过多。
(3)使用时,可能出现超载运营,或者出现较大沉降位移。
而第一原因是主要原因,这是因为设计能引导施工,能提高使用时结构的应力安全储备。
本文主要研究预应力优化布置,减小结构开裂的可能性,使其整个结构的耐久性和承载能力得到提高。
预应力混凝土连续箱梁的预应力钢束优化3.1基本设计理论预应力受弯构件由作用(或荷载)效应组合和与预加力产生的混凝土主拉应力按下列公式计算:[4] (1)根据规范,对a类预应力分段现浇构件,其抗裂应满足。
而先张法的正截面抗裂按如下公式计算: (2)从公式中可以得出,当竖向预压应力减小时,而剪应力与正应力不变时,主拉应力会随之增加;当,而采用部分弯起钢束能够抵抗剪力,绝对值可减小,进而减小主拉应力。
预制预应力混凝土箱梁设计及施工关键技术问题
预制箱梁因其经济性、安全、美观等特点,在全国得到广泛使用,使用效果也非常好。
中小跨径桥梁实际运营汽车荷载超越现行规范汽车荷载标准的问题突出,大跨径桥梁的实际运营汽车荷载与规范汽车标准的适应性相对较好。
本文介绍预制预应力混凝土箱梁设计及施工关键技术问题。
设计、施工中存在的主要问题1 我国现役桥梁存在耐久性不足问题2 横隔板的设置问题3 矩钢束采用扁锚问题负弯矩钢束采用扁型波纹管时容易出现漏浆堵塞管道,影响穿束,且压浆很难保证饱满,影响结构耐久性。
4 负弯矩波纹管在支点附近与支点加强粗钢筋在同一竖直面上,存在干扰。
5 梁端钢束张拉锚具与底板粗钢筋干挠。
6 底板钢束在支点附近与箍筋干挠问题。
7 支座承载力06版《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》减少了圆形支座型号,原来是25mm 一级,现在是50mm一级,同样尺寸的支座承载力减少较多。
按现行标准,所需支座型号需增加5~10cm,导致梁底截面较为紧张,大跨径时不得不改用矩形橡胶支座或盆式支座。
8 扁波纹管纵向连接问题曲线上桥梁,邻近孔横坡存在变化,如两孔预制梁横坡不一致,两波纹管位置会有错台。
9 底板偶有纵向裂缝:主要在箱梁中央部位,裂缝呈断续或连续状,一般贯穿箱梁底板,缝宽在0.1㎜—0.25㎜之间。
10 偶有湿接缝纵向裂缝预制箱梁设计及计算要点一、主要技术标准:1、汽车等级:公路-Ⅰ级;2、设计安全等级:一级,桥梁结构的重要性系数取1.1;3、环境类别:Ⅰ类(一般环境);4、环境作用等级:B级。
二、结构体系20、25、30、35、40m箱梁采用先简支后桥面连续体系;35m、40m箱梁采用先简支后结构连续体系;30m以下跨径简支箱梁经济性较为明显,所以采用简支结构;35m、40m箱梁简支与连续造价相当,提供两种选择。
预制梁顶板设计成2%的横坡,底板设计成平坡,边梁顶宽按2.85m设计,中梁顶宽按2.4m设计,底宽均设计成1m。
悬臂设0.2m的等直段,便于调整曲线桥的弓弦差。
梁的受力分析及静态试验1
第一章绪论LI引言随着现代社会的进展,经济的提高和科技的进步,我们我国的土木工程建设项目正处于新的高潮期,重大的工程结构,如超大跨桥梁、超高层建筑、大型场馆和大型水利工程等正在不断建成,桥梁工程的进展如今更是突飞猛进。
梁是由支座支撑的主要承受弯矩和剪力的构件。
在机械,建筑等工程中存在大量受弯曲的杆件,例如起重机大梁,火车轮轴等,主要承受的外力以横向力为主。
社会的飞速进展给人们带来了诸多的便利,同时,也使我们我国的建筑土木行业得到了空前的进展,在建筑结构中,不管从它的承载力还是构造等,梁的地位显得尤为重要,由于在建筑结构中,梁是最具有典型特征的元素,它以多种形态展现在人们面前,以线性受力体系为主要的特征。
1. 2国内外梁受力分析讨论的现状20世纪以来,世界各地也相继兴建了很多以斜拉桥、悬索桥为主的大跨桥粱结构。
斜拉桥的主跨也从当时的100米左右进展到了现在的上千米。
90年月到现在,仅我们我国建筑的主跨在400米以上的斜拉桥也已有几十座。
现在世界上跨度超过IOOO米的悬索桥则更是不计其数。
由于这些大跨桥梁不仅可以满意更大流量的交通要求,并且造型轻快美观。
一般都是作为城市交通运输的重要枢纽工程和标志性建筑,投资特别巨大,对国民经济持续、稳定的进展有着特别重要的作用,这些结构假如一旦发生损坏,就会造成特别重大的人员伤亡和经济损失,并且也会产生极坏的社会影响,桥梁损坏造成的严峻损失也将是难以估量的。
桥梁在长期运营过程中也不行避开的会受到环境和有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆,风暴、地震、破坏、爆炸、疲惫等因素的作用,这些因素使桥梁的自身性能不断退化,从而导致结构的各部分在没有达到设计年限就发生不同程度的损伤和劣化。
其中,循环荷载作用下的疲惫损伤累积和有损结构在动力荷载作用下的裂纹失稳扩展是造成很多桥梁发生灾难性事故的主要缘由,据美国土木工程协会(ASCE)统计斟,80%〜90%钢结构的破坏与疲惫损伤有关。
预应力混凝土连续刚构箱梁荷载试验分析
图4 试 验 测试 截 面 示意 图 ( 位 :o ) 单 m
3 1 静载 试验 工 况 .
2 有 限 元模型
按照 大 桥 的 结构 特 点 . 用MI 软 件 建 立 有限 元 运 DAS 模 型 ( 图3 。 见 ) 根据 设 计 荷 载 等级 进 行荷 载计 算 , 据 结 根
静载 试 验工 况如 表 1 所示 。
的 振动 信 号进 行 分析 ,即可得 到 结 构 的 自振 特 性 。 ( )无障 碍行 车 试验 2
校 验 系数 为05 ~ .1 .9 06 ,第 9 跨 中截 面 梁 底 挠 度 校 验 系 跨
数 为 06 -) 6 .14. ,均 小 于 《 跨 径 混 凝 土 桥 梁 的 试 验 方 6 大 法 》 (9 2 1 月 )规定 的常 值范 围 (. ̄ .5 ,相 对 18年 O 07 1 ) 0
1 桥 梁 概况
某新 建 高速 公路 上 的 一座大 桥 ,桥梁 主跨 采 用预 应 力 混凝 土连 续 箱梁 ,跨 径 为 ( 0 6 + 0 4 + 0 4 )m,上 部结 构
采 用 单箱 单 室 变截 面 连 续 箱 梁 ,梁 宽 1 .5 ( 1 5 27 m 1 . m+ 7 2 05 x. m的防 撞栏 杆 ) ,箱梁 顶 板 宽度 为 1 . m,底 宽 为 27 5
信 号 采集 设 备 和一 套相 应 的谱 分析 软 件 ,就 可 以 测得 结
构 自振 特性 。该 法 充分 利 用了 环境 振 动 的特 点和 结构 在 环 境 振 动 激 励 下 的 振 动 特 征 。是 一 种 简 易 而 可 靠 的方 法 。对 结构 来 说 ,每个 结 构都 有 自己的 固有 频 率 ,对 于 外 界如 环 境振 动 的激 励 ,由于相 位 的原 因 ,和 结构 的 固
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预应力混凝土连续箱梁纵向受力分析摘要:以某三跨预应力混凝土连续箱梁为例,利用有限元分析软件midas/civil分别建立了单梁模型和梁格法模型。
通过对两种模型计算结果的比较,分析了单梁模型和梁格模型计算结果之间的差异,提出了设计计算分析中的一些建议。
结论对同类桥梁的设计计算分析具有一定的参考意义。
关键词:连续箱梁平面杆系梁格法
1引言
对箱型梁桥进行有限元分析时通常可建立三种模型进行计算分析,即平面杆系、空间杆系以及空间实体模型。
平面杆系模型方法简便,仅能反映杆系截面的平均力学特征,可用于简单结构的粗略分析;空间实体模型建模工作量大,适用于结构的局部分析;空间杆系模型在合理建模的情况下,能较为全面地反映结构的空间受力特点,具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点[1]。
本文从适用性和经济性出发,结合具体实例采用梁格法进行结构分析,并与平面杆系模型的计算结果进行比较分析验证梁格法的适用性。
2工程实例概况
本文以某三跨等截面预应力混凝土连续箱梁桥为例,桥跨布置为20m+32m+20m,桥面宽12.0m,为单箱双室截面,如图1所示;两侧翼缘悬臂板长2.0m,箱底宽7.5m,梁高1.45m,连续梁双点支撑,跨间无横隔板,仅在支点处设支座横梁。
设计荷载:汽车-15、挂-80。
图1 桥梁简图(单位:cm)
3计算模型及计算结果分析
本文采用桥梁有限元分析软件midas/civil分别建立桥梁的单梁模型和梁格模型。
3.1单梁模型
采用midas/civil的空间梁单元建立桥梁的单梁模型,共建立节点73个,单元72个,如图2所示。
其中汽车荷载的作用通过定义车道偏心加以考虑。
图2 midas单梁计算模型
3.2梁格法模型
综合考虑梁格划分的影响因素,箱梁纵向划分为3条纵梁,即边肋1、2及中肋以及2条虚拟纵梁,支点处端横隔梁按实际情况布置,虚拟横梁按照腹板宽度极小的工字梁来模拟箱梁格室的顶、底板,并按e.c.汉勃利[2]介绍的有关公式进行修正。
在保证计算精度前提下,梁格模型共建立单元总数660个,节点总数373个,梁格划分及梁格模型如图3所示。
图3 midas梁格单元计算模型
3.3模型计算结果及对比分析
为了比较全面、准确地对两种模型进行比较且限于篇幅,本文对桥梁在自重、移动荷载作用下箱梁上缘效应分别进行比较。
3.3.1应力分析
在自重作用下,箱梁上缘两种模型计算应力的结果如图4所示,在表1列出其比较结果,其中梁格模型的计算结果为纵梁系应力均值。
各梁系箱梁上缘应力计算结果如图5所示,并将与单梁模型计算结果的比较列于表2中。
图4 自重作用下箱梁上缘应力
表1 自重作用下midas单梁模型与梁格法模型计算箱梁上缘应力比较
注:应力差值、偏差均以单梁模型计算结果为基准,下同
图5 midas梁格模型各纵梁上缘应力
表2 自重作用下midas梁格法模型计算各纵梁上缘应力比较
根据图表比较结果可以看出,两种模型的计算结果在支点及中跨跨中截面处差距较明显,总体比较接近。
由梁格法计算各梁系的应力结果比较也可以看出,中肋在中支点处及边肋2在中跨跨中处差距最明显,差值分别为-0.32mpa、-0.16mpa,偏差为8.5%、5.9%。
两种模型的计算精度无明显差异,但由于一方面梁格法按支座的实际位置模拟,而单梁模型无法考虑支座横梁的刚度只能采用简化合并的处理方式,另一方面桥梁跨径的布置不同,使得两种计算模型的计算结果存在差异。
在移动荷载作用下,两种模型的计算结果如图6所示,两者的比较列于表3中。
图6 移动荷载作用下单梁模型与梁格法模型计算箱梁上缘应力表3 移动荷载作用下midas单梁模型与梁格法模型计算箱梁上缘应力比较
图7 移动荷载作用下梁格模型各纵梁上缘应力
根据图表比较结果可以看出,两种模型的计算结果差异主要仍是在支座处,最大偏差为40%(差值为0.04mpa)。
跨中应力也有一定的偏差,基本在10%以内。
一方面是由于单梁模型对支座横梁的简化处理方式,另一方面梁格模型对车道的模拟比单梁更为准确,而由于移动荷载加载形式非对称,对模型的构造较敏感。
3.3.2刚度分析
在自重和移动荷载作用下,单梁模型和梁格模型的挠度计算结果如图8、图9所示。
图8 自重作用下单梁模型和梁格模型挠度计算结果(mm)
图9 移动荷载作用下单梁模型和梁格模型挠度计算结果(mm)根据上图可以看出,在自重和移动荷载作用下,单梁模型和梁格模型计算桥梁挠度结果基本接近,偏差基本在5%以内。
4结论
1)对于直线型预应力混凝土等截面连续箱梁,单梁模型计算建模简便,计算成本低,计算结果能够反映结构的整体受力性能,可用于初步设计或方案比较阶段。
2)单梁模型建立模型时,对支座只能进行简化处理,无法考虑
横梁刚度的贡献;对汽车荷载的作用只能通过定义车道偏心加以考虑。
3)梁格法模型能够在很大程度上正确反映出桥梁结构的真实受力状况,通过对支座实际位置的模拟,考虑支座横梁的横向刚度,可以对结构受力作出准确分析;通过布置虚拟车道梁较好地模拟车道的横向分布。
4)梁格法建模较单梁模型建模繁琐,但可以较好的解决单梁模型计算中遇到的问题,计算精度优于单梁模型。
当然,通常所用的梁格理论大多是不考虑翘曲作用,也不能考虑泊松比的影响(钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构一般采取纵横向双向配筋),但是梁格法对于设计来说精度是满足要求的,尤其是涉及到一些弯桥、异形桥时,梁格法的优势就会得到体现。
5)单梁模型和梁格法模型计算截面的应力结果除在支点及中跨跨中截面处差距较明显,总体比较接近。
在设计中进行支座配筋时,要考虑误差存在的影响,优先选用梁格法。
6)单梁模型和梁格法模型计算桥梁挠度结果基本接近,说明两种模型对桥梁纵向刚度的模拟比较接近,两种模型的计算结果均可以进行桥梁结构总体设计复核。
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