框架讲稿

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二、框架主体结构计算设计程序（FSCAD）使 用简介

桥（涵）结构设计计算机辅助设计系统(简 称FSCAD)是一个用于铁路箱形框架桥箱身 结构设计的计算机辅助设计程序。用户在 使用本程序时只要进行必要的数据输入后， 就可完成结构计算、配筋设计、绘制钢筋 设计图，且能够自动生成各项设计文档以 备案，设计精度满足施工图要求。




软件的主要功能 本软件与《铁路框架桥涵桥涵结构计算程序 （FRBC）》实现接口。FRBC程序可对铁路单 孔变截面封闭框架、双孔和三孔变截面连续封 闭框架进行工况组合和影响线加载并按平面杆 系有限元法进行内力分析计算；按容许应力法 完成截面配筋设计；输出完整的结果文档。 根据FRBC程序计算结果完成全框架配筋设计； 绘出框架配筋材料图；输出配筋信息表供用户 查询。 绘制满足施工图要求的框架桥(涵)主体箱身钢 筋设计图。 用户可通过对配筋信息表的修改实现对箱身钢 筋设计图的修改。


3.1.1调查 既有大中桥调查的内容主要有三个方面：
孔跨、净空是否合适。经过对水流的顺畅与否、桥前 壅水淹没影响、桥下流冰等人类活动对既有桥的影响、 桥头路堤两侧受洪水淹没等各种情况的调查、勘测， 确定既有桥孔跨、净空是否合适。

当地基承载力较差时，可采用钢筋混凝土 小方桩、管桩等，也可采用与路基同样的 加固方法。

框架的基底应力一般较小，地基容许承载 力在150KPA左右的，建议采用扩大基础。 有的设计扩大基础是在框架底板下加一层 1m厚的混凝土基础，这样的目的是增加与 地基接触面，直接把框架底板（主要是横 向）加大，即能起到前者的作用，又减小 砼自重的增加，对降低基底应力效果更好， 且节省材料）。
距端部L/3为矩形截面偏心受压的核心边缘，荷载 超过核心边缘，相应角点处压应力就会减小。







顶板厚度通常取值范围：跨度小于10m：跨度的 1/10~1/15; 跨度大于10m，跨度的1/15~1/20。 底板一般较顶板厚5～20cm。 尽量使顶底板跨中及角隅处配筋基本相似。 一般顶底板梗协起点处剪应力（即主拉应力）不超过 δtp-2,也就是规范中不需配置斜筋及箍筋的主拉应力允 许值。 当顶底板剪应力不能满足小于δtp-2时，可以加长梗协 长度、高度，梗协高度一般）0.3～0.7m，长度为高度 3倍。 双孔、三孔框架中墙厚度可以较边墙适当减薄，以减 小中墙刚度，减小该处顶板负弯矩。

框架桥的标高设置时，注意板顶建筑高度， 有碴线路即轨底～顶板顶面的高度只要满足轨 下最小道碴厚度（160公里时速30cm、客运专线 有碴35cm）即可。不必硬性规定一个较大的值。 当框架顶在既有线下顶进时，除满足上述要求 外，还要考虑施工时线路架空或加固时所需要 的结构高度。（框架涵的板顶填土高度按规范 要求，不在此列），桥上线路有坡度的，可以 直接将框架顶底板按线路坡度斜置即可。车站 内股道较多，线路标高有差异时，不一定整个 框架横向按一个标高考虑，亦可将顶板横向设 置坡度，以减小道碴厚度。
地下水位高的情况：钢筋混凝土U形槽。 一般条件:挡墙（一字式、八字墙），一字 式挡墙可以采用路肩墙的通用图。

另外，还可视情况采用直接将框架边墙外 延，形成钢筋混凝土拖墙。 立交框架顶排水可在边（中）墙内预埋PVC 管，至地面处用弯管伸出，这样美观些。


程序框架顶股道数按单线、双线分别计算， 取控制条件设计（双线线间距以4m计）
单线分布活载分布宽度计算图式
由于中活载双线时，活载系数为0.9,故线间距>0.8倍的单 线分布宽度时，程序采用单线分布宽度，线间距<0.8倍的 单线分布宽度时，程序采用双线分布宽度。

框架顶板多线的情况下，框架横向应设沉 落缝,一般5～10米设一节，对于斜交框架， 斜交角越大，分节应越短。尽可能以每线 下一节框架，以减小斜交引起的框架顶板 的横向弯矩，否则应增强横向分布钢筋的 配置，但这是不合理的。

框架桥一般采用形式为单孔、双孔、三孔。需要 多孔的情况，可以用上述拼成。城市立交当中孔 机动车道框架与边孔非机动车道、人行道框架分 离设计时，边孔框架由于立交净高要求低于中孔、 且跨度小于中孔，若不需要在其内路面下埋设管 线时，建议将边孔框架底板提起。受中孔基坑开 挖影响的范围，可以回填砂夹软石，压密处理。 不等跨施工时，应先中孔后边孔。



程序是按平面有限元计算，斜交框架结构计算原则上采用正交 框架结构计算的原理，但对斜交框架结构作如下处理： ⑴ 框架结构计算时截取单位长度（垂直铁路方向截取）建立数 学模型； ⑵ 计算跨度采用正截面跨度除以斜交角的余弦； ⑶ 边墙采用刚度相等原理，把单位长度内斜框架边墙转换为正 框架边墙； ⑷ 顶底板梗腋长度采用正截面梗腋长度除以斜交角的余弦。 边墙宽度的计算公式： 斜交框架的斜交角大于20°,程序自动在顶底板钝角处，配置双 向加强钢筋。（构造措施），直径是主筋的直径。 建议斜交框架缩短横向节长、加强横向分布筋的配置。


1.3收集既有线桥涵分布的台帐、竣工文件及运营 状况等资料，并进行必要的调查、测量及挖探工 作，摸清桥涵的水文、结构及运营使用情况，提 出既有桥涵的利用改建原则，增建二线工程左右 侧意见及第二线桥的线间距。 1.4根据勘测水文成果、通航要求、道路立交、地 质资料等各种控制因素初步拟定桥长、孔跨、墩 台类型，确定水位，提出控制其它专业的各项控 制高程及水文数据。
软件适用范围： 本程序用于斜交角度不大于45°的1～3孔 铁路箱形框架桥的箱身结构设计。


本程序适用的框架为对称式结构，即在跨 度方向框架截面有一对称中心线。

使用程序有关的几个问题：
框架计算是取横向1m宽板条计算的 横向长度：

指框架横向节长，（程序自行计算框架的 活载横向分布宽度与用户输入的横向分布 宽度比较，取值小者） 活载横向分布宽度的计算