【桥梁博士教程】等高预应力连续箱梁桥分析实例

等高预应力连续箱梁桥分析实例

目 录

使用本资料前应注意的事项 (3)

1.1 结构形式概况 (4)

1.2 主要技术标准 (4)

1.3 设计采用的主要规范和标准 (5)

1.4 主要材料 (5)

1.4.1 材料分类 (5)

1.4.2. 材料参数 (5)

1.5 设计荷载 (6)

1.5.1 恒载 (6)

1.5.2 收缩徐变 (6)

1.5.3 基础不均匀沉降 (6)

1.5.4 预应力张拉力 (6)

1.5.5 活载 (6)

1.5.6 温度作用 (6)

2、前处理 (7)

2.1总体信息输入 (7)

2.2 结构建模 (9)

2.2.1有限元构件法 (9)

2.2.2 梁的建立与划分 (10)

2.2.3 截面的建立、安装与拟合 (10)

2.3钢束设计 (13)

2.4钢筋设计 (15)

2.5施工分析 (15)

2.6运营分析 (15)

2.7数检与运行 (17)

3 后处理 (17)

3.1规范验算项目梳理 (17)

3.2后处理查询项目的建立 (17)

3.3计算书一键生成 (18)

使用本资料前应注意的事项

本资料重点讲述桥梁博士(Dr.BridgeV4.0)系统的使用，文中涉及的结构尺寸和设计数据均源于实际工程项目，但可能并不适合于所有情况，仅用户可供学习《桥梁博士V4》使用；

桥梁博士V4系统的计算理论、约定的坐标系、单位制以及数据输入的格式等，这些信息的可能在本文中并不全面，用户可以查阅随软件提供的帮助文件、实时hint提示。

使用桥梁博士系统进行桥梁结构分析，其结果的正确性取决于用户对结构建模的合理性以及对规范的正确理解；因此使用程序之前，用户必须充分理解结构受力特点。

本书使用的符号均与系统支持的规范一致，具体的含义请参考有关规范。

1.1 结构形式概况

本例为4x40m等高预应力混凝土连续箱梁，采用一次落架，结构形式如下：

1、等高等宽预应力混凝土连续箱梁(直线)；

2、桥梁长度：L = 4*40 = 160 m；

3、桥面宽度:3.25m(人行道)+11.5m(行车道)+0.5m（中央分隔带）+11.5m（行车道）；+3.25m(人行道)=30m；

4、车道数:双向6车道。

图1.1-1 桥墩横断面

1.2 主要技术标准

1、道路等级：城市主干路；

2、设计速度：本工程设计速度取50km/h；

3、路面设计荷载 路面结构设计：BZZ-100型标准车；

4、车行道宽度：小型汽车专用道，3.25m；大、小型汽车混行车道，3.5m；

5、荷载标准：城-A级，人群荷载按《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）取值；

6、设计安全等级：一级；结构重要性系数取：1.1；

7、耐久性设计条件：项目所在区域自然环境属于亚热带季风气候区，属于I类地区；相对湿度为0.8；

8、桥梁设计使用年限：100年；

9、梁纵横纵坡度：桥梁纵坡，见道路相关说明；横坡：双向2.0%；

1.3 设计采用的主要规范和标准

1、城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）

2、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）

3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）

4、城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ 2-2008）

5、公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTG/T B07-01-2006）

1.4 主要材料

1.4.1 材料分类

表1.4-1 材料分类

部 位 材 料

混凝土 C50混凝土

预应力钢绞线 Φs15.20

钢筋 HRB400

1.4.

2. 材料参数

（1）混凝土

表1.4-2 混凝土弹性模量和强度（MPa）

混凝土等级 C50

弹性模量E c 34500

剪切模量G c13800

轴心抗压强度设计值f cd 22.4

轴心抗拉强度设计值f td 1.83

轴心抗压强度标准值f ck 32.4

轴心抗拉强度标准值f tk 2.65

泊桑比 γ=1/6，或0.2；热膨胀系数=0.00001/℃.

（2）钢筋

表1.4-3 钢筋强度（MPa）

钢筋种类 抗拉强度设计值 抗压强度设计值

HRB400 330 330

（3）预应力钢绞线

ф15.20高强度低松弛钢绞线（GB/T5224-2014），主要力学性能为：

弹性模量Ep=195000MPa；

标准强度fpk=1860MPa；

1.5 设计荷载

1.5.1 恒载

一期恒载：按构件实际截面计入。

预应力混凝土、钢筋混凝土容重γ=26kN/m3；

钢绞线、钢筋和冷拉IV级钢筋容重γ=78.5 kN /m3；

补充端横梁自重荷载1960KN/道；补充中横梁自重荷载2360 KN/道；

二期恒载：桥面铺装、防撞护栏、过桥管线等合计每延米二期恒载=133kN/m。

1.5.2 收缩徐变

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的规定计算。计算基本条件：野外一般条件，相对湿度为0.8；考虑混凝土主梁现浇以及预应力张拉等施工周期为30-60天。

1.5.3 基础不均匀沉降

主墩沉降按1cm计，边墩按1cm计，进行组合取最不利情况。

1.5.4 预应力张拉力

钢绞线：张拉控制应力

0.751395

con pk

f MPa

σ==

，管道摩阻系数（

0.2,0.0015

k

μ==

）；

1.5.5 活载

设计荷载：城市-A级

横桥向按6车道考虑。横向调整系数是所承受的汽车的总列数，考虑纵横向折减、偏载后的修正值，横向折减系数为0.55。

冲击系数，总体计算按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015 第4.3.2条计算。

1.5.6 温度作用

1）体系温差