预应力箱梁横向分析
双室箱梁横向预应力分析
基本组合 ； 按规 范 Ｊ Ｇ Ｄ ０ ２ ０ ｍ ４１ Ｔ ６ — ０ ４ 第 ．． ６条规定 ； 按此 组
合 验 算 结 构 的承 载 能 力 极 限状 态 的 强度 ； ２３ 正 常使 用 极 限 状 态 内 力组 合 ．２ ．
（） 期 效应 组 合 ； 规 范 Ｊ Ｇ Ｄ ０ ２ ０ １长 按 Ｔ ６ — ０ ４第 ４１ ．７条 规 定 ； ．
关 键 词 ： 室箱 梁 ； 架 模 型 ； 向预 应 力 ； ｄｓＣｖ ２ ０ 双 框 横 Ｍｉａ ｉ１０ ６ ｉ
对于顶板较宽 ， 悬臂较长的桥梁 ， 仅仅进行纵 向计算是满足 不了实际要求的， 还必须进行横 向计算， 以确 定在 多辆汽车横 向
不 同 区域 加 载 情况 下 、 整 体温 度变 化和 梯 度 温 差 对 顶 板 产 生 的
表 １ 箱 梁 顶 板 应 力 表
项目 未 加 横 束 句钢 长 期 组 合
２２ 荷载情 况 ．
（） １ 恒载 ， 括 主 梁 自重 、 面 铺 装 （Ｏ ｍ 沥 青） 防撞 栏 、 包 桥 １ｃ 、 人
行 道 板和 人 行 道 栏杆 。 （） 载 ， 用 公 路一 级 汽 车 荷 载 验 算 。汽 车 荷 载 按 最 大 ４ ２活 采 Ｉ 车道 取 其 最 不 利 影 响线 布 载 。 （） 度 荷 载 ， 整 体 升 降 温 ± ５ ， 度 温 差 顶 板 升 温 为 ３温 取 ２℃ 梯
１℃— ５ ｑ— ℃， 板 降温 为一 ℃— ．５ ℃。 ４ ． Ｃ Ｏ 顶 ５ ７ 一２ ℃— Ｏ ７
单位： ａ ＭＰ
短 期 组 合 标准 值 组 合
２３ 计 算组 合 ．
２３１ 承 载 能 力极 限 状 态组 合 ．．
预应力混凝土箱梁横向应力分布分析
而且使 Ｔ梁施 工技术 继续 发展成 为值得 深入研 究的 新工艺 ， 灵活 、 拆装方便 的优点 。通 过在 压力机 上进行 压 力检测 ， 临 时 支 制 ， 新 工艺 大大 降低 了资源 的消耗 ， 减少 了 座在承受 １ ０ ０ ｔ 压力时 ， 未 出现变形 ， 损坏 ， 状态 保持 良好 ， 完全满 并且得到了推广和应 用 ， 足施工要求 。 环境污染。
・
１ ９ ８・
第４ Ｏ卷 第 ２期 ２ ０ １ ４ 年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ Ｔ ＥＣ Ｔ ＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ４０ Ｎｏ． ２
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ２ － ０ １ ９ ８ － ０ ２
了分析 ， 得 出了箱梁的实际应力分布 ， 并与杆系模型结果进行 了对 比， 得出箱梁的有效分 布宽度。
关键词 ： 箱梁 ， 有 限元 ， 应力分析 ， 有效分布 宽度 中图分类 号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ １ ３ 文献标识码 ： Ａ 理论计算截面 内力 ， 对 不同位 置 的截面 ， 按 照规 范要求 用不 同的
在初等梁弯 曲理论的基本假定 中截 面变形符合 平截 面假 定 ， 不 考虑剪切变 形 的影 响 ， 因此 ， 正应 力沿 横桥 向是 均 匀分 布 的。 但是， 在箱形 梁中 ， 产生弯 曲的横 向力通 过腹板传 递给翼缘 板 ， 而
土桥涵设计规范 ４ ． ２ ． ３条对箱形截 面梁 的翼缘有效宽度作 出了
剪应力在翼缘上 的分 布是不 均匀 的。在 腹板 与翼缘板 的交 接处
剪应力最大 ， 随着离 开腹板 的距 离增大 而逐 渐减 小。因此 ， 剪 切 变形沿翼板 的分 布是 不均匀 的。这种 由于翼 缘板 的剪切 变形 造 成的弯 曲正应力沿梁 宽方 向不 均匀分 布的现象 称为 “ 剪力 滞” 现
装配式预应力混凝土空心板梁桥横向分布研究
装配式预应力混凝土空心板梁桥横向分布研究摘要：本文以某在役装配式预应力混凝土简支板梁桥为例，对试验荷载作用下的实测横向分布效应系数与通过空间梁格法、横向铰接板法理论计算出的横向分布效应系数进行了比较，得出空间梁格法能适用于装配式混凝土简支板梁的横向分布效应系数计算的结论，同时通过对实际横向分布效应进行分析，得出该桥横向联系局部损伤，从而为该桥的维修加固提供指导，可为同类案例提供参考。
关键词：横向分布；荷载试验；空间梁格；铰接板法0前言装配式预应力混凝土空心板桥是公路桥梁中较为常见的梁结构型式，具有构造简单、易于施工、吊装重量轻、形式多样、适应性强、经济性高等优点，被广泛应用[1]。
而其荷载横向分布系数计算是桥梁设计、分析以及结构试验中的一个重要部分，关系到结构的安全性和可靠性。
桥梁荷载横向分布的计算方法有很多，比较常用是铰接板梁法，随着有限元理论和大型有限元软件的技术发展和应用，可以将分析对象根据不同需要进行模拟，进行空间分析，针对装配式空心板梁桥常采用空间梁格法进行模拟，分析其横向分布的工作状态。
本文以某在役预应力混凝土板梁桥为例，进行专项荷载试验，对实测得到的横向分布效应与理论计算出的横向分布效应进行比较分析，得出较为合适的计算方法。
1装配式混凝土简支板梁桥横向分布计算方法1.1 铰接板梁法铰接板梁法适用于块件横向具有一定连接构造，但连接刚度很薄弱，不设内横梁，仅对翼板的板边适当连接的、或仅由现浇的桥面层使各板梁连接的、或用现浇混凝土企口缝连接预制板的桥跨结构。
对于装配式简支板梁，通常板与板之间视为近似铰接，横向弯矩对传递和分布荷载影响极弱，甚至可以忽略不计，在竖向荷载作用下接合缝只传递竖向剪力[2]。
1.2 空间梁格法梁格法作为一种介于平面和空间结构的设计方法，通过等效梁格系模拟桥梁上部结构，用虚拟梁单元来模拟主梁与横梁等构件之间的连接状态[3]。
随着有限元软件的广泛应用，采用空间梁格法对桥梁上部结构的进行模拟分析变的简单易用，所以空间梁格法也成为了装配式板梁受力分析的常用方法之一。
肇庆市阅江大桥独柱墩宽幅连续箱梁横向倾覆稳定分析
专项技术分析报告（一）肇庆市阅江大桥独柱墩宽幅连续箱梁横向倾覆稳定分析肇庆市公路勘察设计院张红日最对阅江大桥独柱宽幅连续梁桥横向宽度为18米，跨度为4x25米的的预应力混凝土连续箱梁进行分析，发现现行公路桥涵规范在这方面的不足；提出横向倾覆稳定性系数计算的简化方法，并进行初步的验证，确定独柱墩宽桥的抗倾覆稳定性。
1 分析原因连续梁桥由于墩柱对桥下空间占用小，整体结构美观，而广泛应用于城市高架桥、城市和公路互通立交里的匝道桥，而在城市高架桥中尤其以宽幅、独柱墩居多。
这种桥的显著特点在活载偏载作用下可能会产生支座脱空。
2012年8月24日哈尔滨阳明摊大桥引桥匝道桥因通行车辆偏载超载引发整体倾覆，倾覆结构为三跨连续，钢混凝土组合箱梁，中墩独柱。
这些桥梁虽然产生倾覆倒塌的主要原因是超载，但不得不说我们的规范在抗倾覆稳定性方面除了支座不允许出现拉力外并没有其他规定，我们的设计在考虑倾覆稳定方面也没有足够的前瞻性。
这应该引起我们设计人员的足够重视。
本文以此规定为依据，对桥宽为18米，跨度为4x30米的直线的预应力混凝土连续箱梁进行分析，提出提出横向倾覆稳定性系数计算的简化方法。
2 现行规范中有关横向倾覆稳定性的检算方法2.1现行铁路桥梁规范横向稳定性的检算方法《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)中的4.1.1条对横向倾覆稳定性检算的规定：在计算荷载的最不利组合作用下，桥跨结构的横向倾覆稳定系数不应小于1.3。
4.1.1条的条文说明：检算倾覆稳定性时，可将支座看成是刚体，稳定力距及倾覆力矩沿横向指对支座边缘而言，沿纵向指对支座铰中心而言，计算公式如下：1.3Md K Mq =≥∑∑ (1-1)Md ：稳定力距，Mq ：倾覆力距2.2现行公路桥梁规范在倾覆稳定性以及支座脱空方面的描述 《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中3.5.8条和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中9.7.4条中均只有禁止支座脱空的描述。
箱梁合拢段横向预应力分析
箱梁合拢段横向预应力分析摘要：本文结合预应力连续梁桥工程实例，采用有限单元法计算合拢段顶板纵截面上的实际预应力,分析了跨中合拢段横向预应力作用下的应力分布情况并与合拢段横向预应力简化设计计算结果以及改进横向预应力钢束张拉工序的计算结果并进行比较，提出改进目前合拢段横向预应力钢筋配置及张拉的设计建议。
关键词：预应力连续梁桥；有限单元法；预应力张拉预应力钢筋混凝土连续梁桥或刚构梁桥通常采用箱形截面,且常采用悬浇法施工。
悬浇法按节段逐段施工,最后在跨中合拢。
为了保证箱梁顶板在荷载作用下不产生顺桥方向的纵向裂缝,设计中在顶板内布置有横向预应力钢筋。
这种横向预应力钢筋在全跨范围内一般是均匀布置的,即每单位长度内的预应力钢筋根数是相等的。
在两座新建的连续梁桥建成通车后,发现各合拢段箱梁顶板均出现了顺桥方向的纵向裂缝。
这些合拢段上的裂缝出现于施工车辆通行后不,裂缝宽度约0.06～0.08mm,长度约为50～70cm,表现出顶板横向预应力不足的特征。
这些合拢段上的横向预应力不足的特征。
这些合拢段上的横向预应力布置和其余节段顶板未出现裂缝，而20 个合拢段的顶板均出现裂缝呢？这种具有规律性的现场值得研究。
本文采用有限单元法计算约束剪应力和顶板纵截面上的时间预应力。
这些分析和结果可以解释上述裂缝产生的原因。
一、工程概况某大桥主桥为55＋100＋55米连续梁桥。
主梁采用单箱单室截面，箱梁顶板宽18.0米，底板宽11.0米，箱梁顶板设置2.0%的双向横坡。
箱梁跨中及边跨支架现浇段梁高2.7米，箱梁根部断面和墩顶0号梁段梁高6.0米，梁高从中跨跨中至箱梁根部按1.8次抛物线变化。
主桥纵坡为2.4%。
主梁为三向预应力混凝土结构，采用C50混凝土。
主桥上部结构采用分节段悬臂浇注法进行施工，按照移动挂篮、浇注梁段、张拉预应力钢束的顺序循环施工，完成对称悬浇后，浇注边跨现浇段。
边跨现浇段在落地支架上一次连续浇注完成。
采用先边跨后中跨的合拢方式，边跨合拢后拆除零号块的临时支座，实现体系转换，而后完成中跨合拢。
196预应力宽箱梁的横向应力分析
196预应力宽箱梁的横向应力分析Analysis on Transversal Stress of Pre-stressed Wide Box Beam■蔡建钢1 卢达义2 ■Cai Jian'gang1 Lu Dayi2[摘要] 宽跨比较大的箱梁，应力的横向分布较为复杂，以实际桥梁工程为例，采用Midas FEA 程序建立实体有限元模型，根据预应力宽箱梁的受力特点，计算分析各种效应的横向应力分布，得出各种效应的横向分布规律，以供桥梁设计者参考。
[关键词] 宽箱梁横向分布实体有限元[Abstract] The transversal stress distribution of the box beamwith bigger width-span ratio is relatively complex. Taking theactual bridge project as an example, the solid finite model isestablished adopting Midas FEA procedure, the transversalstress distribution is calculated and analyzed according to theforcing characteristics of pre-stressed wide box beam, thus thetransverse distribution law of various effect is obtained, whichcan provide reference for bridge designers.[Keywords] wide box beam, transverse distribution, solid finiteelement随着我们社会经济的发展，城市交通量日趋增大，一些城市高架桥往往采用宽跨比较大的预应力现浇箱梁，宽跨比较大的箱梁，横向应力分布较为复杂。
箱梁的横向计算及运用分析
箱梁的横向计算及运用分析在一般的箱梁计算中,箱梁的纵向受力分析可以通过采用平面杆系有限元程序得到较好的解决,其计算结果也一致受到认可,而箱梁横向受力分析受到纵向和横向以及施工过程等的影响,一直未有特别好的行之有效的简化分析方法。
因此，对箱梁端隔墙的横向计算进行探讨具有一定的意义。
由于箱梁横截面相对纵向来说,刚度很小,对预应力的敏感度也很大,但总体来说箱梁的横向计算与一个二端悬臂,中间腹板刚性连接的小跨度刚构有一些相似,预应力的配置原则与箱梁纵向基本一致。
关键词：箱梁，端隔墙，横向计算在一般的箱梁计算中,箱梁的纵向受力分析可以通过采用平面杆系有限元程序得到较好的解决,其计算结果也一致受到认可,而箱梁横向受力分析受到纵向和横向以及施工过程等的影响,一直未有特别好的行之有效的简化分析方法。
在工程实例中,很多由于横向设计上的不合理,导致箱梁出现裂缝,影响桥梁的安全性和使用性。
因此，对箱梁端隔墙的横向计算进行探讨具有一定的意义。
1.箱梁截面的特点一般混凝土箱梁截面无非由翼缘板、桥面板、腹板、底板几部分组成。
箱梁顶、底板除了承受法向荷载外,还承受拉、压荷载,是一个多向的受力体系。
顶板的法向荷载有自重、桥面活载和施工荷载,底板的法向荷载有自重和施工荷载。
轴向荷载有桥跨方向上恒、活载转换过来的轴向力,以及纵向和横向预应力荷载。
因此顶、底板除按板的构造要求决定厚度之外,还要考虑桥跨纵向方向上总弯矩等因素,过厚的顶、底板也会给结构体系自身带来一些不必要的负担。
腹板数量的增加可在很大程度上减少桥面板的最大正负弯矩,同时,在构造上,顶、底板预应力钢束也比较容易平弯到腹板上锚固,给预应力索的布置带来一定方便。
2箱梁截面的受力分析由于箱梁横截面相对纵向来说,刚度很小,对预应力的敏感度也很大,但总体来说箱梁的横向计算与一个二端悬臂,中间腹板刚性连接的小跨度刚构有一些相似,预应力的配置原则与箱梁纵向基本一致。
箱梁横向计算除了考虑恒、活载轴重直接作用在顶板上的力外,还要考虑纵向主梁相邻单元对截面的约束作用。
大悬臂宽箱梁桥面板横向受力分析
大悬臂宽箱梁桥面板横向受力分析摘要：采用Ansys程序对某混凝土大悬臂宽箱梁斜拉桥进行了桥面板悬臂部分及箱内顶板的受力分析，给出了横向预应力对桥面板受力的影响及运营过程中桥面板的横向受力状态，采用Midas程序对悬臂部分的计算进行校核，验证了结果的正确性。
对同类型桥梁的桥面板横向设计具有一定的参考价值。
关键词：大悬臂宽箱梁；桥面板；横向受力中途分类号：U443.31 文献标识码：A文章编号：1 前言随着我国交通事业的发展，桥梁数量逐渐增多，车流量越来越大，较多地区要求修建双向六车道或双向八车道公路，桥梁的宽度达到了30m或者更大。
因此，横向大悬臂箱梁越来越受到桥梁工程技术人员的重视，而且其具有较大的竖向刚度，在公路桥梁中应用广泛。
由于箱梁较宽、悬臂较大，箱梁的横向效应突出，在结构分析中不容忽视其横向的受力状态。
在常规箱梁横向受力分析中，常采用有限元软件建立单宽的杆系模型进行，忽略了箱梁的横向剪切变形及畸变效应，而且对于不满足单向板的箱内顶板不适用此种计算模式。
对于大悬臂宽箱梁横向受力分析更为重要，应采取更精细的算法考虑箱梁的横向受力状态。
2大悬臂宽箱梁桥面板受力分类桥面板是直接承受车辆轮压的承重结构，大悬臂宽箱梁桥面较宽，一般施加横向预应力，做成预应力混凝土板。
在构造上通常与主梁的梁肋和横隔板整体相连，这样既能将车辆活载传给主梁，又能构成主梁截面的组成部分，保证主梁的整体作用。
对于大悬臂宽箱梁可分为悬臂部分及箱内顶板两部分进行受力分析。
其中悬臂部分可作为三边自由一边支撑的悬臂板来分析。
箱内顶板属于四边简支板，根据弹性薄板理论的研究，当板的长边与短边之比大于2时，可作为沿短跨方向的单向板设计；当板的长边与短边之比小于2时，可作为双向板设计。
本文针对某斜拉桥混凝土箱梁（见图1），采用大型有限元软件Ansys建立箱梁的实体模型，进行悬臂及箱内顶板的受力分析，悬臂部分计算与单宽杆系模型对比，验证了结果的正确性，为同类型箱梁顶板的横向分析具有一定的参考价值。
基于组合式模型的箱梁横向预应力张拉顺序分析
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉｓ． ０ １ ５ ５ ２ １ ． ２ ０ ２ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ １ ０ —０ ０ ． ０ ２ ０ ．３ ｎ
基 于 组 合 式 模 型 的 箱 梁 横 向预 应 力 张 拉 顺 序 分 析
刘 杰 叶 见 曙 陈 娟娟 李 宏 江
（ 南 大 学 交 通 学 院 ， 京 ２０ ９ ） 东 南 １０ ６ （ 东南大学成 贤学 院 ， 南京 ２ ０ ８ ） １０ ８ （ 交通运输部公路பைடு நூலகம்学研究 院 ， 北京 １０ ８ ） ０ ０８
ｅｅ ｅ ｔ Ｔｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｅ ｔｎ ｉ ｎ ｎ ｅ ｕｅ ｃ ｆｔａ ｓ ｅ ｓ ｅ ｔｅ ｓｎ ｎ ｔ ｅ ｔａ ｖ ｒ ｅ ｎ ｒ ａ ｌｍ ｎ ． ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｓｏ ｉ ｇ ｓ ｑ ｎ ｅ ｏ ｒ ｎ ｖ ｒ ｅｐｒ ｓ ｓ ｉ ｇ ｏ ｎｓ ｅ ｓ ｏ ｍ ｌ ｌ ｈ ｒ ｈ ｒ ｓｒ ｓ ｉｔｉ ｕ ｉ ｎ ｉ ｈ ｏ ａｅ ｏ ｅｂｏ ｉｄ ｒｉ ｎ ｌ ｚ ｄ． Ｔｈ ｎ ｌ ｓｓｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｔｅ ｓ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｎ ｔｅ ｔ ｐ ｐｌｔ ｆｔ ｘ ｇｒ ｅ ｓ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｗｈｅ ｎ
Ｂｒｄ ｅｏ ｎｉｇ Ｓ ｃ ｎ ｎ ｔｅ Ｒ ｖ ｒＢｒ ｇ ｓｅｔｂｉｈ ｄｂ ｓｄ ｏ ｅ ｂｉｋ ｂ ａ ｃ ｍｂｎ ｔ ｎ ｉ ｇ ｆＮａ ｉ ｅ ｏ ｄ Ｙａ ｇｚ ｉ ｅ ｉ ｅｉ ｓ ｌ ｅ ａｅ ｎｔ ｒ — ｅ ｍ ｏ ｉａｉ ｎ ｄ ａ ｓ ｈ ｃ ｏ
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｓｏ ｉ ｇ ｓ ｑ ｅ ｅ ｏ ｒ ｎ ｖ ｒ ｅ ｐ ｅ ｔ ｅ ｓｎ ａ ｙ ｉ ｎ ｔ ｎ ｉ ｎ ｎ ｅ ｕ ｎｃ ｆｔ ａ ｓ ｅ ｓ ｒ ｓ ｒ ｓ ｉ ｇ ｉ ｏ ｉ ｄ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｂ ｎ ｄ ｅｅ ｅ ｔ ｍ ｏ ｅ ｎ ｂ ｘ ｇ ｒ ｅ ａ ｅ ｎ ｃ ｍ ｉ ｅ ｌｍ ｎ ｄ ｌ
横向预应力加固混凝土箱梁的力学分析
提 出了进行横 向预应力加 固的 思路 ， 并进行 了力学性能 分析。力 学计算 结果显 示 ， 加横 向预应 力后 ， 梁 增 箱
空 间 受 力 性 能 得 到 良好 改 善 ， 应 力 明 显 减 小 。 拉
【 关键词 】 箱梁 ； 纵 向裂缝 ； 预应 力； 横 向加 固 【 中图分类号 】 Ｕ４． ２ ４５７
同， 以得到如下结论 ： 可 （ ） 梁 结 构 的 空 间分 析 模 型 建 立 过 程 需 要 考 虑 温 度 ， １箱
收缩和徐变 等多种荷 载效应 的不利影响 。 （） ２ 本文建立 的计算模 型可以作为类似桥梁加 计算过 程 中的参考 。
（ ） 于 横 向翼 缘 较 宽 的 箱 粱 结 构 ， 用 横 向 预 应 ）Ｊ ３对 采 ）Ｊ Ｉ 周 效 果 比较 明显 。 （ ） 固实 施 过 程 中还 应 注 意 构 造 措 施 的 Ｊｌ ， ４加 强 以保 ： Ｊ ｌ ｌ 结构处于安全状态 。
ｑｚ （）
加 固混凝 土箱 梁横 向的方 讨论 。
图 ２ 箱 梁 横 向 内力 计 算 模 型
法， 并探讨 了技术 路 线 ， 行 了实 桥 工 程 的加 固计 算 分 析 进
轮 载有 关 ， 且 还 有 箱 梁 的 框 架 作 用 。 如 图 ２所 示 ， 梁 在 而 箱
桥跨方 向受沿桥长方 向分布 的连续荷 载 ｑ ｚ作 用 ， （） 分析横 向
加 固模 式 见 图 ４所 示 。
锚 固 块
图 ４ 体 外 预 应 力 筋加 固
４ 实例 分析
某 国道 线 上 一 座 两跨 连 续 刚 构 桥 ， 径 组 成 为 ２× ５ｍ 跨 ４
＝ ０ｍ， ９ 其主梁截 面为箱 梁。在 日常监 测 中发现 ， 梁顶 板 箱 出现不 同程度的纵 向裂缝 ， 裂缝主要分 布在箱梁顶 板 的腹板 位置和 中线位置 。为 了分析开裂 的原 因， 并进行 预应力效应 加 固措 施处理 ， 进行 了三维有 限元 分 析 ， 其计 算模 型 见 图 ５
19-箱形框架结构横向分析
工程科技箱形框架结构横向分析李彦贤1文华锋2吴咏梅3（1、中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉4300402、重庆市渝通公路工程总公司，重庆4000603、路桥华祥国际工程有限公司，北京101100）摘要：本文采用Midas/civil 有限元分析软件，通过建立预应力混凝土连续钢构箱形截面框架结构模型，分析比较桥面板横向预应力及温度荷载作用下桥面板的受力情况。
关键词:连续钢构;桥面板;框架结构;横向分析1概述1.1工程概况本文以某高速公路上的一座（50+80+80+50）m 预应力混凝土连续刚构桥为工程背景，该桥上部结构采用单箱单室箱梁，箱梁顶面宽14.75m ，箱梁底宽7.25m 。
主梁采用三向预应力体系，包括纵向预应力、横向预应力和竖向预应力。
顶板横向预应力钢束采用2股s15.2mm 高强低松弛钢绞线，钢绞线抗拉强度标准值f pk ＝1860M Pa ，采用交错单端张拉。
钢束均为直线线型,钢束与梁顶面的距离保持不变。
预应力管道采用配套扁形波纹管50mmx19mm ，采用真空压浆工艺灌浆。
1.2主要材料指标1.2.1混凝土（见表1）1.2.2预应力钢筋（见表2）2建立有限元模型本文采用M idas/civil 计算软件，建立箱梁横向分析模型。
取具有代表性的主跨跨中合拢段作为典型断面（见图1，表3）。
移动荷载工况（见图2）。
边界条件：箱梁底部一处横向约束，两处竖向约束，即简支边界。
3总体计算结果3.1恒载效应恒载下桥面板最大应力效应约0.9M Pa ，如图3所示。
3.2车辆荷载效应车辆荷载下桥面板上下缘最大应力效应约1.7M Pa ，如图4所示。
3.3桥面板裂缝宽度验算按照预应力混凝土B 类构件验算，移动荷载控制钢筋混泥土板的裂缝宽度。
桥面板最大裂缝宽度W_tk ≈0.042mm <W_AC =0.1mm ，满足要求。
4温度的影响温度梯度荷载下桥面板上下缘最大应力效应约1.2M Pa ，如图5所示。
箱梁合龙段横向预应力效应分析研究
Ｂ
３
－ ： ５ ％ ２８ ４
－ ． ５ ． ３７ ４ 绍
注： 表中 １３表示 ／ ，其余类 似。 ／ ｏ， ｒ
Ｉ
２
３
４
５
横向选择点
图 ５ 箱梁 １ ～５号 点 各 工 况下 横 向正 应 力 比较 图 图 ６ 工 况 ２作 用 下 ３号 点 张 拉 区横 向应 力 变 化 图
１ ０ 啼荭技术川 ． ２ １Ｎ ． Ｎ ｖ ｏ２ ０ ∈ ０１ ｏ （ｏ． １９ ｒ ６ ）Ｖ ．
基 础 与 结 构 工 程 器
Ｆｏ ｄａｔ ｕｎ ｉ 敬 Ｓｔｕｃ ｕｒ ｇｉ ｅ ｉ ｏｎ ｒ ｔ ｅ Ｅｎ ｎ ｅｒｎｇ
应力 间距 为５ ｍ。模 型坐标 系定 义 为 ： ０ｃ 表示横 桥 向 ， Ｙ表示 竖桥 向 ， ２表示 纵 向桥 。采用 Ｓｌ ９ ｏｉ ５单元 模拟 混 ｄ
１ 理 论 分 析
－ ｆ ｌ ｆ Ｆ－
Ｃ Ｆ
ｄ
１ 合 龙段 张拉 区受 力示 意 图
＝
Ｐ
（） １
目前 对 于箱 梁横 向的计 算 ， 般 取单 位 宽 度横 向 一
框 架进行 计 算ｆ ｝ 。这一 简化模 型 近似地 认为 顶板 是 同
支在 箱梁 的腹板 上 ， 算 时没 有 考虑 其相 邻 梁 段对 其 计 龙段 混 凝 土 浇 筑 前 已经 将 其 相 邻 节 段 的 横 向 预应 力
２ 由于相邻 块 件 的约 束 作 用 。 ） 箱梁 顶 板 中部 横 向
设 从 上述 分 析可 知 ， 加 最后 张 拉 区长 度 可 以改 善 预应 力施 加效 果 较悬 臂 板等 其 他位 置 效 果更 差 ， 计 增
合 龙段 顶板 受 力状 况 ， 是 否一 概 增 加 张拉 区长度 就 时应予 以关注 ， 但 应验算 此部位 受力是 否符合 规范要 求 。
PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析
PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析随着城市化进程的加速和人口的增长，道路交通的发展变得尤为重要。
作为城市道路交通的重要组成部分，桥梁在城市交通中占有重要地位。
PC（Pre-stressed Concrete）箱梁桥作为一种常见的梁桥结构，在设计和施工过程中需要考虑多种因素以确保其强度和稳定性。
本文将介绍PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析。
首先，我们来关注PC箱梁桥腹板位置的优化。
腹板在箱梁桥中起到了连接上下翼板和横梁的作用，对于整个桥梁结构的强度和稳定性有着至关重要的影响。
腹板的位置优化可以通过对桥梁的力学性能进行分析和计算得出。
优化的目标是使得腹板在受力时的应力和变形尽可能小，从而提高桥梁的承载能力和使用寿命。
在进行腹板位置优化时，需要考虑桥梁的静力平衡和几何构形。
腹板的位置应该合理，不能造成轴力集中或分布不均的情况。
此外，还需要考虑腹板与横梁之间的连接方式和强度，以确保连接的可靠性和稳定性。
通过采用合适的腹板位置，可以达到最佳的桥梁设计效果。
其次，我们来探讨纵向预应力对横向效应的影响。
纵向预应力是指在施工过程中通过内置钢筋或预应力钢束对桥梁进行预压，以增加桥梁的强度和稳定性。
在桥梁受荷时，纵向预应力能够抵消部分桥梁受力造成的变形和应力，从而减小桥梁的病害和维修需求。
纵向预应力的横向效应是指纵向预应力对桥梁横向性能的影响。
在桥梁受荷时，腹板和纵向预应力之间会产生相互作用。
纵向预应力的引入能够提高腹板的刚度和抗弯性能。
同时，纵向预应力还能够降低腹板的挠度和位移，从而减小了桥梁的变形和应力。
然而，纵向预应力的引入也会对桥梁横向效应产生一定的影响。
由于纵向预应力的存在，桥梁的腹板会产生横向压应力，从而影响桥梁的剪切性能和变形能力。
为了确保桥梁的横向性能不受影响，需要进行横向效应分析和计算，并采取相应的措施来加强桥梁的横向刚度和稳定性。
Midas FEA-预应力箱梁横向分析
预应力箱梁横向分析midas FEA Training Series一. 概要1. 分析概要PSC箱梁进行横向分析时，有理论指出梁单元模型的分析结果往往比有限板单元的分析结果要偏大。
通过本例题对配有预应力钢筋的箱梁横向模型进行三维板单元分析并与梁单元模型的结果比较，验证上述理论。
⏹几何模型本例题主梁是截面宽度为15.74m，梁高为3m的等截面箱梁。
顶板的悬臂板、腹板顶、顶板中心的厚度依次为0.25、0.45、0.23m，横向预应力钢筋是曲线布置的。
建顶板时可采用程序中变厚度板单元，预应力钢筋采用B样条曲线。
⏹材料及特性主梁采用40MPa的高强度混凝土材料，钢束选择钢筋单元中的预应力类型。
顶板采用变厚度的板单元建模，腹板与底板用0.5m、0.2m厚度的板单元来建模。
⏹生成主梁（板单元网格）首先利用“定义线”功能定义箱梁截面几何体（如上图所示），再利用“扩展”功能生成50m的全桥板单元网格。
⏹生成钢束（线单元网格）利用“定义线”功能生成B样条曲线，然后以0.6m为等间距复制到整个主梁顶板中。
⏹恒荷载与活荷载结构自重由程序内部自动计算，二期荷载（防撞墙、铺装）通过压力荷载施加在整个桥面板上。
将一辆整车荷载添加在主梁跨中顶板上，按悬臂板、顶板中心弯矩最大布置车辆，共有六种布置方法。
每个车轮考虑着地面积施加压力荷载。
⏹预应力荷载对钢筋单元（预应力类型）施加预应力荷载。
⏹分析结果将恒载、活荷载的内力结果以及预应力荷载的应力结果与梁单元模型的分析结果相比较。
二. 建立主梁顶板（考虑加腋）独立变量横向顶板的厚度在X方向上有变化，独立变量选择X方向。
数值输入随X方向变化的板厚度。
X坐标原点以顶板中心为基准输入。
建立几何体生成主梁（板单元网格）生成横向预应力钢筋（线网格）施加恒荷载、移动荷载张拉预应力钢筋查看分析结果操作步骤Procedure分析> 函数...1.名称[Top Slab]2.独立变量[X]3.编辑表格[输入顶板相应于X坐标的板厚]4.点击[确认]32 14操作步骤 Procedure 网格>自动网格划分 > 自动网格线...1. 请选择线 [选择几何曲线]2. 播种方法 [分割数量]3. 分割数量 : “32”4. 特性“ 5: Tendon”5. 勾选“钢筋”6. 类型 “ 板单元的钢筋”7. 勾选 “生成高次单元 ”8. 点击 [确认] 5⏹ 建立/修改函数定义随位置变化的可变荷载或边界条件等的空间函数(Spatial Function)。
超宽预应力混凝土箱梁横向受力分析_吕为
出结构边腹板处出现最大拉应力，最大拉应力为
0.9MPa 。 C55 混凝土主梁按 A 类预应力混凝土受弯
构件的最大拉应力控制如下：
10.0
9.8
9.1 6.1 6.7
6.4
7.9
0.5
3.8
2.7
2.7 -0.9
3.9
1.5
3.5
3.1
3.1 5.3
6.1 6.1
2.0 2.1 0.6 0.6 2.8 2.7
图 2 杆系有限元模型
合，正常使用极限状态短期效应组合和正常使用极
限状态长期效应组合。通过计算结果验算结构在运
营阶段的应力是否满足承载力要求、结构耐久性要
求和结构的整体刚度要求。
由于箱梁左右对称，以下计算结果均为半幅箱
梁的计算结果。短期荷载作用下半幅箱梁正截面抗
裂验算主梁横向正应力见图 4所示，从图中可以看
0
5.382
10.764
16.146
箱梁横向距离（m）
图 11 横桥向应力（工况 3 ）
21.528
（x10**3） 1411.817 312.794 -786.233 -1885.261 -2984.289 -4083.317 -5182.345 -6281.373 -7380.401 -8479.429 -9578.457
2014 年第 1 期
西南公路 XINANGONGLU
超宽预应力混凝土箱梁横向受力分析
吕 为
（四川省交通运输厅交通勘察设计研究院 四川成都 610017 ）
【摘 要】某矮塔斜拉桥混凝土主梁顶板宽 26.5m ，采用大悬臂单箱三室截面，其中悬臂长度达到 5.75m 。
通过建立空间杆系模型和实体有限元模型，对大悬臂箱梁的横向受力进行了分析。分析结果表明大悬臂宽箱
对现浇式预应力钢筋混凝土箱梁所面临问题的分析(全文)
对现浇式预应力钢筋混凝土箱梁所面临问题的分析(全文)一：正文：一、问题背景分析在现浇式预应力钢筋混凝土箱梁工程中，面临的问题主要存在于以下几个方面：1. 施工工艺问题：现浇式预应力钢筋混凝土箱梁的施工过程中，需要采用一系列专业工艺来确保施工质量和安全性。
然而，在实际施工中，可能会遇到施工工艺不合理、施工步骤缺失、工艺操作不规范等问题，给施工带来一系列不利影响。
2. 材料选用问题：箱梁工程所需要的材料种类繁多，每种材料的性能和特点也不尽相同。
如果在选材过程中存在问题，如选用的材料不符合设计要求、质量不合格等，将会对箱梁的承载力和使用寿命产生严重影响。
3. 浇筑质量问题：箱梁的浇筑质量直接关系到整个工程的安全性和使用寿命。
然而，在现实施工中，可能会出现浇筑质量不达标、混凝土配合比不合理等问题，从而导致箱梁质量难以保证。
4. 预应力钢筋布置问题：预应力钢筋的布置对于箱梁的预应力效果和承载能力至关重要。
若布置不当、钢筋连接不牢固等问题存在，将会影响箱梁的稳定性和使用安全性。
二、问题解决方案为了解决现浇式预应力钢筋混凝土箱梁所面临的问题，可以采取以下措施：1. 优化施工工艺：合理设计施工工艺流程，明确每个工艺步骤的具体要求，确保施工操作规范、工艺合理，减少施工过程中出现的问题。
2. 严格材料管理：加强对材料的质量控制，严格按照设计要求选用符合标准的材料，确保材料的质量和性能达标。
3. 加强浇筑质量控制：严格控制混凝土配合比，保证浇筑质量，加强施工现场的工艺技术指导，确保浇筑过程中没有漏浇、断筋等情况发生。
4. 优化预应力钢筋布置：根据设计要求，合理布置预应力钢筋，确保钢筋连接可靠，预应力效果达到设计要求。
附件：1. 现浇式预应力钢筋混凝土箱梁施工工艺流程图2. 箱梁工程材料质量检验报告3. 箱梁浇筑质量抽查记录4. 预应力钢筋布置图纸法律名词及注释：1. 施工工艺：指针对某一具体施工项目所制定的施工操作流程和步骤。
横向预应力加固板梁桥的有限元分析9页
横向预应力加固板梁桥的有限元分析第23卷第1期石家庄铁道学院(自然科学版)V o1.23N..12019年3月JOURNALOFSHUIAZHUANGRAILWAYINSTITUTE(NATURALSCIENCE)Mar.2 019横向预应力加固板梁桥的有限元分析金花,孙立功(陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000)摘要:针对板梁桥的常见病害形式,采用了横向预应力加固技术并对板梁桥加固前,后建立了有限元模型.通过分析其荷载横向分布规律证明采用横向预应力技术加固板梁桥效果显着.关键词:板梁桥;横向预应力;加固;荷载横向分布中图分类号:U448.212文献标识码:A文章编号:1674—0300(2019)O1—0070—05 O引言据桥梁病害状况调查显示:大量既有高速公路中常用的板梁桥出现了不同程度的结构病害.该类桥梁的损伤与破坏主要表现为桥面板的板间铰缝混凝土完全开裂或脱落,造成板之间的横向联系破坏,导致单板承受车轮荷载作用,一般称这种现象为"单板受力",单板受力严重破坏了桥梁的整体性,降低了桥梁的承载能力,给行车安全带来了隐患.如何采用经济,有效的加固技术预防出现"单板受力"和解决出现的"单板受力"现象已经成为了有关部门亟需解决的问题.1桥梁概况该桥横向由8块空心板组成,板间的横向连接通过铰缝来实现,桥面宽度为l3.25m.板的混凝土标号为C50.本桥采用了横向预应力加固法,加固设计中采用的钢绞线为AsTMA416—90a标准270级高强度低松弛钢绞线,公称直径为15.24mm.全桥横断面如图1所示.13258青cm凝土『I防水混凝土/,]nnIInnIInnIlnnflnnIInnIInnllnl一/,,-一/Y一/一/Y一/,,-一/Y一/,,-一/Y一/一/Y一/一/Y一/\,'一/Y一/一/ll9【16图1全桥的横截面图(单位:cm)通过对钢绞线数量,布置位置的比较得出横向预应力加固法中较为合理,经济的钢绞线的布置方式是:从跨中向两侧垂直于桥的纵向轴线对称布置,顺桥向跨中一束,两端支座附近各一束,共计3束;沿梁高方向横向预应力筋布置在空心板底偏上0.4111处(板的中性轴以下且方便打孔的位置),即在梁体空心处打孔穿筋,预应力筋的两端与两侧边板的相应位置刚性连接形成一体.为保证锚下局部应力不至于过大,在空心板边板侧面应设置具有一定厚度且大小适当的钢板以减少锚下局部应力¨.加固设计中钢绞线张拉力,按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62---L2019)的规定,为保证锚具不松弛,预应力张拉时实际有效的横向张拉应力在大于钢绞线标准强度的40%范围内某一经济的吨位即可,故设计张拉控制力为129.3kN,已考虑了钢筋回缩,锚具变形及垫板压密,预应收稿日期:2009—09—17作者简介:金花女1981年出生助教}....._一一_【第1期金花等:横向预应力加固板梁桥的有限元分析71力钢绞线应力松弛和孔道摩擦等造成的预应力损失J.2有限元模型的建立利用ANSYS软件对铰接板梁桥建立了空间实体有限元模型【]J.空心板,铰缝均采用空间8节点6面体单元Solid45建模,对于板梁桥的钢筋不予考虑,每个节点有3个平动自由度.由于现浇铰缝混凝土的收缩,铰缝与预制板新老混凝土的粘结性差,铰缝与板基本是分离的,对旧桥尤其如此,而且此缝只是为板的安放而预留的缝,依设计初衷是可以不填充的,,故可以认为板与铰缝只在上缘处连结,而下缘是分离开的.在建立模型时,可将各板与铰缝分开建模,然后耦合板与铰缝上缘的自由度即可.桥面铺装层分上下两层:沥青混凝土为上层,水泥混凝土为下层.上层沥青混凝土层仅作为传力层和保护层,不参与受力,故不需要建立该层的模型而只将其作为恒载来考虑;下层水泥混凝土层与原受力结构即与板共同受力,用实体单元Solid45来建模.预应力钢绞线采用三维杆单元Link8单独建模,杆单元与实体单元之间的联结通过将同一位置的节点对的自由度耦合来实现,预加力采用等效温度荷载来施加.至于有限元模型的边界条件,固定支座以三向约束(,y,z)进行施加;移动支座以z轴自由,轴和y轴固定进行施加.施加的约束位于理论支承线处有限元模型截面的下边缘节点上.在计算模型中,分别在各板的跨中位置中心处施加单位竖向荷载,再根据各板的挠度比例关系求得各板挠度横向分布影响线,以挠度横向分布影响线的平缓程度来探讨荷载的横向分布J.因结构的对称性,仅分析其中4块板的挠度横向分布影响线.3有限元法与铰接板法计算横向分布影响线的对比分析对铰接板桥,在施加横向预应力前,各板间横向联系较弱,可视为铰接,故可根据传统铰接板理论来计算横向分布影响线,并与ANSYS计算的挠度横向分布影响线进行比较.结果分别如图2所示,可知按两种方法所得的影响线差别很小,二者计算结果基本吻合.说明本文计算模型的正确,有限元方法有效,故可采用此方法来计算铰接板桥的横向分布影响线.0?鉴o.0.0.0.00O.180.160.14萄0.120.100.088_04.060.O20.00趔0.180.020.00板的编号(b)2号板图21—4号板铰接法和有限元法的挠度横向分布影响线72石家庄铁道学院(自然科学版)第23卷4对荷载横向分布规律的探讨建立跨径为25m的简支铰接板梁桥的有限元模型,得出图3所示挠度横向分布影响线.从边板到中板挠度横向分布影响线依次平缓,即幅值差逐渐减小,说明荷载作用在边板时不均匀性最严重,当荷载位置逐渐靠近中间时其荷载横向分布趋于均匀.0.24.1宽跨比对荷载横向分布的影响趔n,建立跨径分别为20m,25l'n,30m的简支,铰接板梁桥的有限元模型,3个模型的宽跨比餐.6依次为:0.66,0.53,0.44,分别求得各板对应于不同宽跨比时的挠度横向分布影响…线如图4所示:随着宽跨比的减小即相同条件"下跨径的增大,其挠度横向分布影响线逐渐变的平缓即幅值差逐渐减小,说明其荷载横向分布趋于均匀;相反,相同条件下跨径越小,其荷载横向分布越不均匀.O.3O0.250.200.150.100.O50.200.15蒯警0.100.0512345678板的编号图31—4号板的挠度横向分布影响线O.25O.20蠖0.15蜃0.100.05板的编号fc)3号板板的编号fd)4号板图41—4号板不同宽跨比时的挠度横向分布影响线从力学角度分析,相同条件下跨径越大越接近于细长梁,因此,越有利于荷载的横向分布.4.2斜交角对荷载横向分布的影响建立跨径25m,斜交角为0.,15.,30.,45.的简支铰接板梁桥有限元模型,求得各板对应于不同斜交角时的挠度横向分布影响线如图 5.斜交板梁桥的荷载横向分布规律和相应的正交板梁桥荷载横向分布规律类似,且随着斜交角增大其荷载横向分布逐渐不均匀;当斜交角为l5.时其挠度横向分布影响线与正交板梁桥很接近,故对于斜交角不超过15.的斜交板梁桥可按正交板梁桥来计算,这与规范是相符的.5板梁桥加固效果的评析以各板挠度横向分布影响线竖标值的最大值叼…,最小值叼i的差值△='r/一叼i 在加固前,后的变化A(△)=(△叩加固前一,srt加固后)/,srt加固前作为评价加固效果的指标.第1期金花等:横向预应力加固板梁桥的有限元分析73蠖崮崮图51—4号板不同斜交角时的挠度横向分布影响线5.1宽跨比对加固效果的影响建立跨径分别为2O,25,30m的简支铰接板梁桥的有限元模型,3个模型的宽跨比=b/1依次为:O.66,0.53,0.44,求得对应于不同宽跨比时的加固效率指标如表1所示:随着宽跨比的减小其加固效率逐渐增大,且对于同一宽跨比的板梁桥来说从边板到中板加固效果逐渐增强.5.2斜交角对加固效果的影响建立跨径为25m,斜交角分别为0.,15.,30.,45.的简支铰接板梁桥的有限元模型,求得对应于不同斜交角时的加固效率指标如表2所示:横向预应力加固法对斜交板梁桥同样能取得较好的加固效果,但其加固效果不如正交板梁桥明显;随着斜交角的增大其加固效率逐渐减弱,且对于同一宽跨比的板梁桥来说从边板到中板加固效果逐渐增强.表11—4号板应于不同宽跨比时的A值表21—4号板应于不同斜交角时的A值6结论横向预应力加固法能有效的改善铰接板梁桥的荷载横向分布,增加板间的横向联结,避免单板受力现象,且随着宽跨比的减小其加固效率增大.但斜交板梁桥的加固效果不如正交板梁桥明显,对于同一宽跨比的板梁桥来说无论正交还是斜交,从边板到中板加固效果逐渐增强.参考文献[1]刘来君,赵小星.桥梁加固设计施工技术[M].北京:人民交通出版社,2019.[2]袁伦一,鲍卫刚.JTGD62--2019公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2019.[3]张立明.Algor,Ansys在桥梁工程中的应用方法与实例[M].北京:人民交通出版社,2019.'[4]王新敏.ANSYS工程结构数值分析[M].北京:人民交通出版社,2019.[5]李国豪.公路桥梁荷载横向分布计算[M].北京:人民交通出版社,1987.(下转第77页)第1期黄建光:模糊数学在轨道交通工程设计方案比选中的应用773结语用模糊数学评价方法对轨道交通设计方案进行评价可以解决评价中的非精确性问题,对主观的概念进行量化,方便了数学的处理,减小了主观判断带来的差异,使结果更为精确,计算过程和结果更符合实际情况.参考文献[1]周红波,赵林,邓绍伦.层次分析法在工程项目风险评估中的应用研究[J].土木工程,2019(增刊):72-77.[2]ShaoRQ.Amulti-levelfuzzysyntheticevaluationoninvestmentprogramsinshipping[J]. TransportationEngineering,2019,144(93):497-502.[3]汪培庄,李洪兴.模糊系统理论与模糊计算机[M].北京:科学出版社,1996.[4]方述诚,汪定伟.模糊数学与模糊优化[M].北京:科学出版社,2019. ApplicationofFuzzyMathematicalTheoryin CityRailTransitProjectDesignOptimizationHuangJianguang(ChinaRailway16thBureauGroupCo.,Ltd.Beijing100018,China)Abstract:Inviewofthecomplicatedfactorsandfuzzycharactersofrailtransitprojectdesign,t hefuzzymathematicaltheoryisusedtochoosetheoptimaldesign.Firstly,theweightoftheevaluatingi ndexesiscalcu-lated,then,themembershipdegreeofindextoevaluatingrankiscalculated.Therankofdesign scanbeob—tainedbytakingweightandmembershipdegreeintoFuzzyComprehensiveAssessmentmod e1.Bycomparingthecalculationresults,theoptimaldesigncanbedetermined.Atlast,apracticalexampleisstudie dtodemonstratetherationalityandvalidityofthemode1.Keywords:railtransitproject;analytichierarchyprocessmethod;fuzzymathematics;desig noptimization(上接第73页) FEMAnalysisofPlateGirderBridgeTransverselyStrengthenedbyPre-stressJinHua,SunLigong(ShanxiRailwayInstitute,Weinan714000,China)Abstract:Aimingatthedefectsofplategirderbridges,thetechniqueoftransversepre—stressingtechniqueisadoptedandthesimulatedmodelsareestablished.Throughtheanalysisofthetransversedistri butionofloadsontheplategirderbridge,itisprovedthatthepre—stressingstrengtheningmeasurenoticeablyimprovestheplategirderbridge.Keywords:plategirderbridge;transverselypre—stressing;strengthening;transversedistributionofloads。
宽箱深桥横向作用模型分析
宽箱深桥横向作用模型分析摘要】对于那些具有较大宽跨比的箱梁，其往往具有比较复杂的应力横向分布，本文以实际施工桥梁工程为例，选用Midas FEA程序，对实体有限元模型予以构建，并依据预应力宽箱梁在受力方面所具有的相应特点，通过计算分析得出各种效应的横向应力的分布状况，进而从中获取各种效应所具有的横向分布规律，以此为相关桥梁设计者提供理论依据。
【关键词】宽箱梁；横向作用模型；实体有限元伴随当今社会经济及各种技术的迅猛发展，基于城市区域内的交通量则呈现出日渐增大的趋势，一些城市的高架桥通常选用的是具有比较大宽跨比的预应力现浇箱梁，而这些箱梁具有比较大宽跨比，其横向应力在具体的分布方面也呈现出十分复杂状况。
本文以某一联4x30m等截面现浇预应力混凝土连续箱梁为例进行分析，选用Midas FEA程序，对实体有限元模型予以构建，并依据预应力宽箱梁在受力方面所具有的相应特点，对温度效应、横向预应力及自重进行计算分析，从中得出各种效应的横向应力的分布状况，进而从中获取各种效应所具有的横向分布规律，以此为相关桥梁设计者提供理论依据。
一、工程概况箱梁上部结构一联为4×30m，等宽且等高的现浇预应力混凝土连续箱粱。
该工程上部箱梁采用的是单箱五室，其顶板宽度为32m，而底板的宽度则为23m，箱梁的高度为2m。
对于主梁而言，其所选用的乃是C50混凝土，而混凝土腹板的厚度则依据实际施工需要维持在55~95cm之间。
横向预应力束所运用的乃是低松弛高强度预应力钢绞线，而纵向预应力束也采用同种钢绞线，每根钢绞线的直径均为15.23mm，其公称面积则为A=135mm2，在强度方面则为fpk=l850Mpa，所具有的弹性模量则为E=1.90×102MPa，而钢束所具有的张拉控制应力乃为0.72fpk。
二、构建模型运用Midas FEA 程序对全桥的三维模型进行构建，该工程共有106829个混凝土单元，共计538个钢筋单元。
箱形截面梁合拢段顶板横向预应力分析
箱形截面梁合拢段顶板横向预应力分析
蒯行成;任毕乔;官邑;刘道葵
【期刊名称】《公路工程》
【年(卷),期】2001(026)002
【摘要】悬浇法施工的钢筋混凝土梁桥存在若干合拢段,由于相邻节段的约束作用,合拢段箱梁顶板的横向预应力将低于甚至远低于设计值,可能使顶板产生纵向裂缝.本文从理论上分析这种约束机理,采用有限单元法计算合拢段顶板纵截面上的实际预应力,提出改进目前合拢段横向预应力钢筋配置及张拉的设计建议.
【总页数】3页(P29-31)
【作者】蒯行成;任毕乔;官邑;刘道葵
【作者单位】湖南大学;湖南大学;湖南大学;湖南省路桥总公司
【正文语种】中文
【中图分类】U44
【相关文献】
1.顶板横向预应力作用下宽箱梁空间效应分析 [J], 高丕勤;王小松
2.混凝土变截面箱梁桥顶板横向预应力工作宽度分析 [J], 乔颖;林小雄;周记国
3.体外横向预应力混凝土梁构造设计优化分析 [J], 刘灿;吴波
4.混凝土箱梁顶板横向预应力框架效应分析 [J], 张启亮
5.框架效应对预应力混凝土箱梁桥顶板横向预应力储备的影响分析 [J], 戴志成;钟新谷;赵超
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预应力箱梁横向分析预应力箱梁横向分析一. 概要1.分析概要 PSC箱梁进行横向分析时，有理论指出梁单元模型的分析结果往往比有限板单元的分析结果要偏大。
通过本例题对配有预应力钢筋的箱梁横向模型进行三维板单元分析并与梁单元模型的结果比较，验证上述理论。
建立几何体生成主梁（板单元网格）生成横向预应力钢筋（线网格）施加恒荷载.移动荷载张拉预应力钢筋查看分析结果 n 几何模型本例题主梁是截面宽度为15.74m，梁高为3m的等截面箱梁。
顶板的悬臂板.腹板顶.顶板中心的厚度依次为0.25.0.45.0.23m，横向预应力钢筋是曲线布置的。
建顶板时可采用程序中变厚度板单元，预应力钢筋采用B样条曲线。
n 材料及特性主梁采用40MPa的高强度混凝土材料，钢束选择钢筋单元中的预应力类型。
顶板采用变厚度的板单元建模，腹板与底板用0.5m.0.2m厚度的板单元来建模。
n 生成主梁（板单元网格）首先利用“定义线”功能定义箱梁截面几何体（如上图所示），再利用“扩展”功能生成50m的全桥板单元网格。
n 生成钢束（线单元网格）利用“定义线”功能生成B样条曲线，然后以0.6m 为等间距复制到整个主梁顶板中。
n 恒荷载与活荷载结构自重由程序内部自动计算，二期荷载（防撞墙.铺装）通过压力荷载施加在整个桥面板上。
将一辆整车荷载添加在主梁跨中顶板上，按悬臂板.顶板中心弯矩最大布置车辆，共有六种布置方法。
每个车轮考虑着地面积施加压力荷载。
n 预应力荷载对钢筋单元（预应力类型）施加预应力荷载。
n 分析结果将恒载.活荷载的内力结果以及预应力荷载的应力结果与梁单元模型的分析结果相比较。
二. 建立主梁顶板（考虑加腋）3214 操作步骤 Procedure 分析 > 函数.1.名称 [Top Slab]2. 独立变量 [X]3. 编辑表格 [输入顶板相应于X坐标的板厚]4. 点击 [确认] 独立变量横向顶板的厚度在X方向上有变化，独立变量选择X方向。
数值输入随X方向变化的板厚度。
X坐标原点以顶板中心为基准输入。
n 建立/修改函数定义随位置变化的可变荷载或边界条件等的空间函数(Spatial Function)。
可直接在左侧的表格里输入变量和函数，也可利用方程式生成函数。
各变量之间的函数值是线性内差计算的。
三. 建立预应力钢筋1.定义钢筋特性值操作步骤 Procedure 分析 >特性.1.选择 [创建 > 钢筋…]2. 选择 [杆截面]表单3. 输入“号”, “名称” 后点击 [适用]4. 选择 [杆] 表单5. 材料: “2：Steel”6. 横截面积: “ 0.0004161”7. 钢筋类型选择 [预应力钢筋]8. 规范：“ 韩国规范”9. 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：“0.25”10.管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：“0.0066”11.锚具变形: “ 开始点, 0.006”12. Click [OK] 钢筋面积横向预应力钢筋，0.6m为等间距纵向布置。
钢筋面积=138.7×3 =416.1mm2 钢筋类型选择“预应力钢筋”类型。
规范选择计算预应力损失的规范。
n 钢筋类型钢筋类型中有“预应力钢筋”与“普通钢筋”两个选项。
“普通钢筋”适用于定义混凝土普通钢筋，“预应力钢筋”使用于施加预应力荷载的预应力钢筋。
n 预应力损失对于曲线预应力钢束，预应力钢束与管道壁之间摩擦损失是不可忽视的，同时还要考虑锚具变形损失。
2. 定义钢筋单元定义钢筋单元有以下两种方法。
① 在“自动网格线”对话框，对几何曲线进行“播种”后，勾选“钢筋”选项，直接生成钢筋单元。
② 在“自动网格线”对话框，不勾选“钢筋”选项，首先生成线网格，然后在“网格>单元>创建钢筋单元”定义钢筋单元。
① “自动网格线”直接生成钢筋单元方法操作步骤Procedure 网格>自动网格划分 > 自动网格线.1.请选择线 [选择几何曲线]2. 播种方法 [分割数量]3. 分割数量: “32”4. 特性“5: Tendon”5. 勾选“钢筋”6. 类型“ 板单元的钢筋”7. 勾选“生成高次单元”8. 点击 [确认]5 选择几何曲线7 请选择线选择要生成网格的几何曲线。
利用已定义的B样条曲线生成预应力钢筋网格。
钢筋生成的线网格为钢筋单元时勾选此项。
生成高次单元生成高次预应力钢筋单元。
n 生成高次单元曲线布置的钢束需要考虑预应力损失。
如果生成的是低次单元，程序内部默认为是直线单元，故无法考虑曲率对摩擦的影响。
生成高次线网格单元时，线单元的中心就会生成一个高次节点（考虑曲率后的位置），故可考虑曲率对摩擦损失的影响。
② 创建钢筋单元法不勾选“自动网格线”对话框的“钢筋”选项，首先只生成线网格，然后在“网格>单元>创建钢筋单元”中定义钢筋。
操作步骤 Procedure 网格>自动网格划分> 自动网格线.1.与前一个自动网格线方法定义2. 不勾选“钢筋”3. 点击 [确认] 操作步骤 Procedure 网格>单元 > 创建钢筋单元.1.类型“板单元的钢筋”2. 选择截面：“选择定义钢束的线网格”3. 选择主单元：“选择包围钢束的周围混凝土单元”4. 特性: “4:Tendon”5. 点击 [确认] 选择截面选择要生成钢筋单元的线网格。
选择开始节点 (可选)张拉预应力钢束时，需要选择预应力张拉方法（单端.两端）。
在这里区分预应力钢束的开始点和结束点。
选择母单元选择包围预应力钢筋的周围混凝土单元。
确定受预应力钢束影响的混凝土单元。
（可全选或局部选择）选择截面选择母单元3.预应力荷载操作步骤分析> 荷载 > 钢筋预应力. Procedure1.荷载组“Prestress”2. 选择“钢筋网格”3. 选择“后张法”4. 选择“应力”5. 起始“1425000”6. 点击 [确认]43 沿钢筋全长均匀力定义均匀的预应力荷载时使用，选项“应力XX”适用于钢筋杆单元的情况，选项“应力XX与应力YY”适用于钢筋栅格单元。
后张法适用于后张法预应力结构，同时能够考虑预应力损失。
应力 / 内力预应力荷载输入方法，可选应力法或内力法。
根据选择的方法，显示相应的单位。
开始端/ 结束端单端张拉时，输入其中一端的张拉荷载即可。
两端张拉时，同时输入两端的张拉荷载。
操作步骤 Procedure 网格>转换网络 >平移网络.1.选择“均匀复制”2. 距离“0.6”3. 数量“83”4. 勾选“包括荷载边界条件”5. 点击 [确认] 距离 / 数量50m跨径范围内，纵向以0.6m 为等间距布置84根预应力钢束。
钢束等间距复制 n 后张法横向预应力钢筋间距 : 0.6m, Ap=416.1mm2, Ep=2.0×105Mpa Fpy=1600Mpa, Fpu=1900Mpa 张拉力 = Po =0.75×Pu = 0.75×1900 =1425Mpa 四. 活荷载1.考虑车轮着地面积的活荷载在主梁顶板上，施加考虑着地面积的车轮荷载。
将每个车轮荷载转换为矩形分布荷载。
操作步骤 ure 分析 > 荷载> 任意荷载 >矩形分布荷载.1.荷载组“LL1-1”2. 选择单元“单元类型2D”3. 选择参考坐标“整体直角”4. 左下点，右下点，右上点，左上点输入相应的坐标值(参考下面的表格输入)5. 勾选“均匀”，P “-0.122”6. 荷载方向“0,0,1”7. 勾选“投影” 选择“荷载方向”8. 点击 [适用]9. 另一个节点以相同的方法定义45678 荷载组移动荷载具体加载位置（六种情况）。
T ransfer to FE 参考坐标选择荷载定义时的基准坐标系。
点击按钮可以定义新的参考坐标系。
矩形分布荷载定义矩形分布荷载的加载区域。
通过四个点来确定矩形分布荷载的加载区域。
荷载值考虑着地面积后换算的车轮矩形分布荷载，前轮为0.122Mpa，后轮为0.241Mpa。
n 矩形分布荷载一辆车有六个车轮，故需要定义六个矩形分布荷载。
对于n车道的情况，就需要定义6×n个矩形分布荷载，工作量非常大。
遇到多车道的情况时，首先可在顶板的所有车轮加载位置，定义与车轮着地面积相同的矩形线框，利用捕捉顶点功能定义分布荷载的四个顶点，这样就没必要一个一个手动输入坐标值了。
移动荷载布置图车辆间距为3m，共有六种布载情况。
左侧偏心一车道.左侧偏心两车道.左侧偏心三车道.两侧各一车道.两侧各两车道.中心两车道。
L L-1 分布荷载四点坐标值 LANE1 左下点右下点左上点右上点 P 左前轮4.469,0.0154.469,0.0153.93,0.0153.93,0.0157.59,-0.414,0.0150.414,0.0150.414,0.015241 后轮7.109,3.786,0.0157.109,4.614,0.0155.732,-4.469,-0.08664.469,-0.11834.469,-0.08663.93,-0.11835.79,-0.414,-0.08150.414,-0.12330.414,-0.08150.12335.79,3.786,-0.08150.12330.08150.12331：左偏心一车道②LL1-2：左偏心两车道③ LL1-3：左偏心三车道④ LL2：中心两车道⑤ LL3-1：两侧各一车道⑥ LL3-2: 两侧各两车道五. 查看分析结果1.三维板单元分析结果① 自重弯矩图 (Mxx)横断面② 二期荷载弯矩图 (Mxx)横断面③ 活荷载弯矩图 (Mxx)横断面④ 预应力荷载弯矩图 (Mxx)横断面荷载工况顶板支承处顶板中心腹板底板自重10.97043.9411.290127.29631.905119.55831.2652. 钢束应力考虑所有损失忽略管道摩擦忽略锚具变形忽略局部偏差 [各种预应力损失] 分析类型所有损失 (摩擦.偏差.变形)忽略管道摩擦损失最小应力 (Mpa)最大应力 (Mpa)最小应力 (Mpa)最大应力 (Mpa)三维板单元1158.031291.011217.01320 分析类型忽略锚具变形损失忽略局部偏差损失最小应力 (Mpa)最大应力 (Mpa)最小应力 (Mpa)最大应力 (Mpa)三维板单元12091425.01265.011345.03 当不考虑损失时当不考虑预应力损失时，钢束的有效应力将维持不变（1425Mpa）。
考虑摩擦.局部偏差.锚具变形损失时考虑预应力损失后的钢束有效预应力的范围为1290~1158Mpa 。
当忽略摩擦损失时忽略摩擦损失，只考虑局部偏差损失和锚具变形损失后的钢束有效预应力的范围为1217~1320Mpa 。