必看最经典梁格——midas空心板梁桥梁桥法工程实例

空心板梁桥工程实例

1几何尺寸

空心板梁几何尺寸见图4.1.1至图4.1.3。

图4.1.2 边板截面（cm）图4.1.3 中板截面（cm）

2主要技术指标

（1） 结构形式：装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁

（2） 计算跨径：16m

（3） 斜交角度：0度

（4） 汽车荷载：公路－Ⅱ级

（5） 结构重要性系数:1.0

3 计算原则

（1） 执行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

（2） 6厘米厚现浇C50混凝土不参与结构受力，仅作为恒载施加。

（3） 温度效应，均匀温升降均按20摄氏度考虑；温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条的规定取值。 （4） 按A 类部分预应力混凝土构件设计。

（5） 边界条件：圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟，弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad； 4主要材料及配筋说明 （1） 空心板选用C50混凝土

（2） 预应力钢绞线公称直径mm s

2.15φ，1根钢绞线截面积2

139mm A p =，抗拉强度标准值Mpa f pk 1860=，锚具变形总变形值为12mm。横截面预应力筋和普通钢筋布置见图4.4.1和图4.4.2。预应力筋有效长度见表4.4.1

图4.4.1边板钢筋钢绞线布置图(cm) 图4.4.2 中板钢筋钢绞线布置图(cm) 图中N9筋（实心黑点）为普通钢筋，其余为钢绞线。 表4.4.1 16米空心板预应力筋有效长度表

注：表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度；计算有效长度＝构造有效长度－预应力传递长度。

5施工阶段说明

空心板梁施工阶段共划分为5个，各阶段工作内容见表4.5.1

表4.5.1 空心板梁施工阶段划分说明

施工阶段 施工天数 工 作 内 容 说 明

1 10 预制空心板梁并放张预应力筋

2 60 预制场存梁60天

3 15 安装空心板

4 30 现浇防撞护墙和桥面铺装

5 3650 考虑10年的收缩徐变影响

6建模主要步骤与要点

（1） 定义材料与截面

定义材料可通过路径：【模型】/【截面和材料特性】/【材料】来实现，见图 4.6.1和图4.6.2。其中，C50(不计重量)用于横向联系单元。

图4.6.1

图4.6.2

中边板截面，用AutoCAD绘制生成后缀为dxf的文件，通过路径：【工具】/【截面特性计算器】来生成midas截面文件，再通过路径：【模型】/【截面和材料特性】/【截面】

/【PSC】/PSC-数值来实现，见图4.6.3

图4.6.3

（2） 定义荷载类型定义荷载类型可通过路径：【荷载】/【静力荷载工况】来实现，见图6.4。

图4.6.4

（3）定义结构组

定义结构组前，检查所建模型是否正确，按【消隐】按钮显示结构外形，见图4.6.5 定义结构组可通过路径：【模型】/【组】【定义结构组】来实现，见图4.6.6。

将结构定义为主梁1～主梁10和横向联系共11个结构组，并用midas拖移功能指定给所建模型。

图4.6.5

图4.6.6

（4）定义荷载组

定义荷载组可通过路径：【模型】/【组】【定义结构组】来实现。定义自重、均布荷载和预应力3个荷载组。

（5）定义边界组

定义边界组可通过路径：【模型】/【组】【定义边界组】来实现，见图 4.6.7。定义

支座和横向联系铰2个边界组。

图4.6.7

（6） 预应力钢筋描述

预应力钢筋描述通过路径：【荷载】/【预应力荷载】输入钢束特性值、钢束布置形状和钢束预应力荷载3部分内容的数据来实现，见图4.6.8。尤其需要注意，在钢束预应力荷载窗体输入的张拉端应力值应为锚下张拉控制应力扣除台座工作锚具变形、预应力钢筋回缩及分批放张预应力钢筋引其的应力损失值。在实例中，考虑上述因素的预应力损失值为48.5Mpa ，锚下张拉控制应力Mpa f pk con 5.1348725.0==σ，因此，输入的张拉端应力值＝1348.5-48.5＝1300Mpa 。

图4.6.8

（7）支座和横向联系铰缝的模拟

梁与支座的连接通过路径：【模型】/【边界条件】/【弹性连接】中的刚性连接类型来实现；支座的模拟通过路径：【模型】/【边界条件】/【节点弹性支承】，输入弹簧系数来实现。

横向联系铰缝的模拟通过路径：【模型】/【边界条件】/【释放梁端部约束】来实现，选择铰－刚连接，并输入0=y M 和0=z M 。见图4.6.9和图4.6.10。

图4.6.9

图4.6.10

（8）荷载施加及各施工阶段描述

自重指描述的结构组重量。自重通过路径：【荷载】/【自重】进行施加。Midas 中混凝土容重默认值为3

/25m KN h =γ，板梁C50混凝土的容重3

/26m KN h =γ，输入的竖向（Z 方向）自重系数应为-26/25=-1.04。

图4.6.11

恒载包括桥面铺装C50混凝土 、沥青混凝土和钢筋混凝土防撞护墙，均定义为均布荷载，通过路径：【荷载】/【梁单元荷载】进行施加。其中，每块中板承担Z 方向的均布荷载m KN q z /34.3−=；每块边板承担Z 方向的均布荷载m KN q z /96.14−=，X 方向的均布扭矩m m KN m x /.37.8±=，均布扭矩＝防撞护墙均布集度乘以防撞护墙重心距边板偏心距。