桥梁计算算例课件
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➢ 采用图形和表格的形式进行整理，如：主梁结构自 重效应的计算结果。
➢单箱单室截面的顶板宽度一般小于20m(图2-2-41a)； 单箱双室的约为25m左右(图2-2-41b)；双箱单室的 可达40m左右(图2-2-41c)。单箱单室截面b:a之比为 1(2.5～3.0)，悬臂长度b一般不大于5m。
➢箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩 顶 。 墩 顶 区 域 底 板 厚 度 与 主 跨 之 比 宜 为 1/140 ～ 1/170，跨中区域底板厚度一般为0.22 ～ 0.28m。
正。反之,•如为顺时针PPT学编习交号流 时,则计算结果均为负。
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三角形分块法
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三角形分块法
➢结点编号应该沿截面周边逆时针循序进行,•不可以 随意编号。
➢对于闭口箱形截面,需在每个箱的适当位置作一切 口,使闭口截面变成开口截面,以形成一个连续的周 边。
➢编号顺序可从轴上的任一点开始,•沿着开口截面的 周边按逆时针循序进行。
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（二）几种结构的有限元划分实 例
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（二）几种结构的有限元划分实 例
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（二）几种结构的有限元划分实 例
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（三）局部构造的模拟方法
➢ 刚臂的处理 1. 几个构件刚性交会于同一结点；
2. 构件轴线偏心交会；
3. 不同的受力阶段，构件截面具有不同的几何特 性。
➢对于带有曲边的截面,•可用折线来代替曲线,折线段 越多,计算结果越精确。
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桥梁计算示例
➢ 基本资料
•桥型布置：3×50m等截面连续梁桥 •桥面净空：净-9＋2×0.25m安全带 •设计荷载：汽车-20级，挂车-100，不计人群荷载 •桥面纵坡：0 •桥面横坡：1.5%
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桥梁计算示例（几何特性计算）
➢ 用三形分块法(GE02程序)计算主梁截面的几何特性， 截面编号和坐标系取用见下图。
➢ 输入数据文件名为D9-1-0.DAT。
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桥梁计算示例（结构自重效应计 算）
➢ 结构自重效应计算基本数据名称：D9-1.DAT
➢ 不考虑施工过程或一次成桥的情况下，可利用
桥梁电算方法
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1
桥梁设计与建设程序
1. “预可”阶段
•着重研究建桥的必要性和宏观经济上的合理性。
2. “工可”阶段
•研究制订技术标准,提出多个桥型方案,并估算造价,基本落 实资金来源和投资回报等问题。
3. 方案设计____确定设计方案。 4. 技术设计
•对重大技术问题进行探讨,完善桥型方案,修正概算。
➢ 桥面系荷载
• 缘石、栏杆重：q1=5.12kN/m • 桥面铺装重：q2=9.0×0.1×25＝22.50kN/m • 合计：q=q1+q2=27.62kN/m • 将其作为二期恒载以均布荷载的形式作用在主
梁上。
➢ 主梁自重
• 按γ＝26kN/m3的容重，以计主梁自重的形式计 入结构自重效应中。墩顶处主梁设置的横隔梁以重 量按非结点荷载计算。
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（一）桥梁结构分析的建模方法
➢ 结构离散的基本原则：
1. 计算模型应尽量符合实际结构； 2. 保证体系几何不变，避免出现与实际结构受力不符
的多余联结； 3. 在合理模拟的前提下减小不必要的结点数目，以缩
短计算时间。
➢ 杆系单元划分的原则：
• 根据结构的构造特点，实际问题的需要和计 算精度要求来决定。
FR2程序进行结构自重效应计算得：
① D9-1.OUT (输入数据、恒载作用下主梁的位移、单 元杆端力数据等)
② D9-1.FIG (图形文件)
③ D9-1.DED (恒载内力数据文件)
④ D9-1.DA2 (影响线数据文件)
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桥梁计算示例（结构自重效应计 算）
➢ 利用WORD、EXCEL软件对计算结果进行整理。
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（一）桥梁结构分析的建模方法
➢ 结点的设置位置：
1. 各关键控制截面处;构件交接点、转折点;截面突变 处;
2. 不同材料结合处；所有支承点；施工缝处； 3. 等直截面直杆：自然交结点处；中间结点根据验
算截面的要求以及求影响线时单位力作用点的要 求确定； 4. 变截面杆：尽量细分，使折线形模型接近实际结 构的受力状态。
1. 明确各种标高的要求 2. 桥梁分孔和初拟桥型方案草图 3. 方案初筛 4. 详绘桥型方案 5. 编制估算或概算 6. 方案选定和文件汇总
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4
二、结构尺寸拟定
➢预应力连续梁桥横截面形式主要有板式、肋梁式和 箱形截面（当跨径超过40～60m或更大时）。
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5
二、结构尺寸拟定
5. 施工图设计
•进行详细的结构计算,绘制施工详图, 编制预算。
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毕业设计的步 骤
方案比选 尺寸拟定
结构自重效应计算
配
筋
汽车、人群荷载内力计算
计
算
作用效应组合
否 验算是否满足要
求 是
绘制施工图纸
整理设计计算书
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一、桥梁设计方案的比选
➢ 桥梁设计方案的比选和确定可按下列步骤进行。
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（三）局部构造的模拟方法
➢ 中间铰的处理
1. 用特殊单元模拟；
2. 铰结端多编一个结点。
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（四）截面几何特性计算
➢ 计算内容
• 截面面积、形心、面积矩、惯性矩、截面模 量等。
➢ 主要的计算方法
• 梯形分块法，三角形分块法和积分法等。
➢ 三角形分块法
• 当三角形结点为逆时针编号时, 计算结果均为
➢箱梁在墩顶区域的腹板较厚，跨中区域的腹板较薄。
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三、变截面连续梁桥实例
➢位于湖南省道1831线上的湖南益阳市白沙大桥建成 于2002年，主桥为四跨一联的预应力混凝土连续梁 桥(50+90+150+90m)，桥梁全长1584.0m，如下图所 示。
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• 白沙大桥横截面布置(cm)
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桥梁计算示例
➢ 材Biblioteka Baidu规格
➢ 主梁： • 采用40号混凝土，容重为26kN/m3，弹性模量取
3.3×107kPa； ➢ 桥面铺装： • 采用防水混凝土，厚度为10cm，容重为25kN/m3； ➢ 缘石、栏杆：按5.12kN/m计入恒载； ➢ 横隔板：按每道200kN计入。
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桥梁计算示例（荷载计算）
➢单箱单室截面的顶板宽度一般小于20m(图2-2-41a)； 单箱双室的约为25m左右(图2-2-41b)；双箱单室的 可达40m左右(图2-2-41c)。单箱单室截面b:a之比为 1(2.5～3.0)，悬臂长度b一般不大于5m。
➢箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩 顶 。 墩 顶 区 域 底 板 厚 度 与 主 跨 之 比 宜 为 1/140 ～ 1/170，跨中区域底板厚度一般为0.22 ～ 0.28m。
正。反之,•如为顺时针PPT学编习交号流 时,则计算结果均为负。
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三角形分块法
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三角形分块法
➢结点编号应该沿截面周边逆时针循序进行,•不可以 随意编号。
➢对于闭口箱形截面,需在每个箱的适当位置作一切 口,使闭口截面变成开口截面,以形成一个连续的周 边。
➢编号顺序可从轴上的任一点开始,•沿着开口截面的 周边按逆时针循序进行。
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（二）几种结构的有限元划分实 例
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（二）几种结构的有限元划分实 例
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（三）局部构造的模拟方法
➢ 刚臂的处理 1. 几个构件刚性交会于同一结点；
2. 构件轴线偏心交会；
3. 不同的受力阶段，构件截面具有不同的几何特 性。
➢对于带有曲边的截面,•可用折线来代替曲线,折线段 越多,计算结果越精确。
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桥梁计算示例
➢ 基本资料
•桥型布置：3×50m等截面连续梁桥 •桥面净空：净-9＋2×0.25m安全带 •设计荷载：汽车-20级，挂车-100，不计人群荷载 •桥面纵坡：0 •桥面横坡：1.5%
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桥梁计算示例（几何特性计算）
➢ 用三形分块法(GE02程序)计算主梁截面的几何特性， 截面编号和坐标系取用见下图。
➢ 输入数据文件名为D9-1-0.DAT。
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桥梁计算示例（结构自重效应计 算）
➢ 结构自重效应计算基本数据名称：D9-1.DAT
➢ 不考虑施工过程或一次成桥的情况下，可利用
桥梁电算方法
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桥梁设计与建设程序
1. “预可”阶段
•着重研究建桥的必要性和宏观经济上的合理性。
2. “工可”阶段
•研究制订技术标准,提出多个桥型方案,并估算造价,基本落 实资金来源和投资回报等问题。
3. 方案设计____确定设计方案。 4. 技术设计
•对重大技术问题进行探讨,完善桥型方案,修正概算。
➢ 桥面系荷载
• 缘石、栏杆重：q1=5.12kN/m • 桥面铺装重：q2=9.0×0.1×25＝22.50kN/m • 合计：q=q1+q2=27.62kN/m • 将其作为二期恒载以均布荷载的形式作用在主
梁上。
➢ 主梁自重
• 按γ＝26kN/m3的容重，以计主梁自重的形式计 入结构自重效应中。墩顶处主梁设置的横隔梁以重 量按非结点荷载计算。
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（一）桥梁结构分析的建模方法
➢ 结构离散的基本原则：
1. 计算模型应尽量符合实际结构； 2. 保证体系几何不变，避免出现与实际结构受力不符
的多余联结； 3. 在合理模拟的前提下减小不必要的结点数目，以缩
短计算时间。
➢ 杆系单元划分的原则：
• 根据结构的构造特点，实际问题的需要和计 算精度要求来决定。
FR2程序进行结构自重效应计算得：
① D9-1.OUT (输入数据、恒载作用下主梁的位移、单 元杆端力数据等)
② D9-1.FIG (图形文件)
③ D9-1.DED (恒载内力数据文件)
④ D9-1.DA2 (影响线数据文件)
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桥梁计算示例（结构自重效应计 算）
➢ 利用WORD、EXCEL软件对计算结果进行整理。
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（一）桥梁结构分析的建模方法
➢ 结点的设置位置：
1. 各关键控制截面处;构件交接点、转折点;截面突变 处;
2. 不同材料结合处；所有支承点；施工缝处； 3. 等直截面直杆：自然交结点处；中间结点根据验
算截面的要求以及求影响线时单位力作用点的要 求确定； 4. 变截面杆：尽量细分，使折线形模型接近实际结 构的受力状态。
1. 明确各种标高的要求 2. 桥梁分孔和初拟桥型方案草图 3. 方案初筛 4. 详绘桥型方案 5. 编制估算或概算 6. 方案选定和文件汇总
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二、结构尺寸拟定
➢预应力连续梁桥横截面形式主要有板式、肋梁式和 箱形截面（当跨径超过40～60m或更大时）。
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二、结构尺寸拟定
5. 施工图设计
•进行详细的结构计算,绘制施工详图, 编制预算。
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毕业设计的步 骤
方案比选 尺寸拟定
结构自重效应计算
配
筋
汽车、人群荷载内力计算
计
算
作用效应组合
否 验算是否满足要
求 是
绘制施工图纸
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一、桥梁设计方案的比选
➢ 桥梁设计方案的比选和确定可按下列步骤进行。
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（三）局部构造的模拟方法
➢ 中间铰的处理
1. 用特殊单元模拟；
2. 铰结端多编一个结点。
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（四）截面几何特性计算
➢ 计算内容
• 截面面积、形心、面积矩、惯性矩、截面模 量等。
➢ 主要的计算方法
• 梯形分块法，三角形分块法和积分法等。
➢ 三角形分块法
• 当三角形结点为逆时针编号时, 计算结果均为
➢箱梁在墩顶区域的腹板较厚，跨中区域的腹板较薄。
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三、变截面连续梁桥实例
➢位于湖南省道1831线上的湖南益阳市白沙大桥建成 于2002年，主桥为四跨一联的预应力混凝土连续梁 桥(50+90+150+90m)，桥梁全长1584.0m，如下图所 示。
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• 白沙大桥横截面布置(cm)
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桥梁计算示例
➢ 材Biblioteka Baidu规格
➢ 主梁： • 采用40号混凝土，容重为26kN/m3，弹性模量取
3.3×107kPa； ➢ 桥面铺装： • 采用防水混凝土，厚度为10cm，容重为25kN/m3； ➢ 缘石、栏杆：按5.12kN/m计入恒载； ➢ 横隔板：按每道200kN计入。
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桥梁计算示例（荷载计算）