预应力箱梁横向分析
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”1
1.锚具变形: “ 开始点, 0.006”1
2. 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. Procedure
1.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
4.469,0.0154.469,0.015
3.93,0.0153.93,0.0157.59,-
0.414,0.0150.414,0.0150.414,0.015241 后轮
7.109,
3.786,0.0157.109,
4.614,0.015
5.732,-
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②
LL1-2：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10.97043.941
1.290127.29631.905119.55831.265
2. 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 。
当忽略锚具变形损失时忽略锚具变形损失，只考虑摩擦损失和局部偏差损失后的钢束有效预应力的范围为1425~1209Mpa。
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50米箱梁横向计算说明书
50米预应力箱梁横向设计计算 一、箱梁横断面构造 引桥采用多跨预应力混凝土连续梁，其标准横断面布置如图1所示，全桥采用分离式双幅单箱单室截面，桥面板内设置横向预应力，斜腹板内不设竖向预应力钢筋。单幅箱梁跨中梁高2.8m，斜腹板宽度0.50m，底板厚度0.25m；桥面板悬臂端部厚度0.18m，悬臂根部厚度0.5m，箱室顶板跨中厚度0.25m。为了保证荷载传递顺畅，所有的顶板、 二、箱梁横向分析 1．结构离散 箱梁采用单箱单室截面形式，横向分析取纵桥向单位长度箱形框架考虑。箱梁横向分析计算采用桥梁结构计算软件《qjx》进行结构分析，取箱梁为受力分析对象，共划分为54个单元和54个节点，支承形式采用简支形式，结构按施工及使用受力顺序划分为3个阶段，其箱梁结构离散图详见图2所示。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，汽车横桥向距路缘石的最小距离为0.5m ，挂车横桥向距路缘石的最小距离为1.0m ，桥面板采用双悬臂梁结构图式，计算车轮在桥面板上的分布宽度。 汽车—超20级和挂车—120的荷载主要技术指标详见表1。 桥梁设计技术规范规定，箱梁横断面位置上汽车荷载可以按1~4车道布置，其横向布置可以在悬臂板或中板上，而挂车全桥只能布置一辆，且位置一般情况下在专用车道上，因而挂车荷载仅按作用在中板上考虑。 以下仅介绍汽车荷载作用下板的有效分布宽度计算过程： （1）、悬臂板荷载有效分布宽度
悬臂板上的集中荷载在垂直于板跨方向的分布宽度，按下式计算： '21b a a += 式中：—1a 垂直于板跨方向车轮通过铺装层后的分布于板顶的尺寸； —'b 集中荷载通过铺装层分布于板顶的宽度外缘至腹板边的距离。 （2）、跨中板荷载有效分布宽度 a) 车轮作用于板的跨中时： 对于一个车轮荷载，板的有效分布宽度为： 3/1L a a +=，但不小于L 3 2 。 对于两个或几个相同车轮荷载，当一个车轮荷载计算的分布宽度有重叠时，车重取其总和，而分布宽度则按边轮分布外缘计算： 3/1L d a a ++=，但不小于L d 3 2 + 。 式中：—1a 垂直于板跨方向车轮通过铺装层后的分布于板顶的尺寸； —L 板的计算跨径； —d 多个车轮时，外轮的中距。 b) 车轮作用于板的支承处时： 对于一个车轮荷载，板的有效分布宽度为： t a a +=1 式中： —1a 垂直于板跨方向车轮通过铺装层后的分布于板顶的尺寸； —t 板的厚度； （3） 、车轮作用于板的支承附近处时： 在车轮荷载作用下，按支承处板的有效分布宽度45o 刚性扩散角与跨中板有效分布宽度接顺。
预应力箱梁横向分析
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]
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400060 3、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s 15.2mm 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 城市高架桥斜腹板宽箱梁横向框架计算分析 发表时间：2019-05-14T10:43:36.403Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：林开炳 [导读] 摘要：结合某市政高架桥工程实例，建立斜腹板宽箱梁的横向框架模型计算分析，并与规范理论计算公式进行对比，为今后的桥梁设计提供一些参考。 深圳市市政设计研究院有限公司广东省深圳市 518029 摘要：结合某市政高架桥工程实例，建立斜腹板宽箱梁的横向框架模型计算分析，并与规范理论计算公式进行对比，为今后的桥梁设计提供一些参考。 关键词：斜腹板；宽箱梁；横向框架 0引言 随着城市交通的迅速发展，在城市中新建的高架桥越来越多。为了满足不断增长的交通需求，新建的城市高架桥多采用双向6车道或双向8车道。预应力混凝土连续箱梁广泛应用于城市高架桥，箱梁横桥向受力直接决定箱梁顶、底板的厚度与横向配筋情况。本文根据某城市市政高架桥一联3x40m跨预应力混凝土连续箱梁，建立横向框架模型计算分析。 1工程概况 本联高架桥桥跨布置为3X40m，单幅桥宽20m。上部结构主梁采用等高度单箱三室预应力混凝土连续箱梁，按部分预应力A类构件设计，采用C50混凝土支架现浇施工。主梁梁高采用2.2m；箱梁跨中顶板厚0.25m，底板厚0.22m，腹板厚0.45m，箱梁支点处顶板加厚至0.45m，底板加厚至0.42m，腹板加厚至0.8m。 2计算分析 2.1横向框架计算模型 横向框架模型采用桥梁博士V3.6.0版本进行建模计算。模型采用杆系单元，沿箱梁纵桥向选取单位长度，汽车荷载在结构横向上动态加载。在箱梁腹板中轴线处设置竖向弹性支撑与侧向约束，可将弹性支承近似为刚性支承，框架模型单元划分如下图所示。 图表1结构计算模型图 2.2计算参数 （1）道路等级：城市快速路。 （2）设计荷载：城-A级；设计安全等级：一级，结构的重要性系数：1.1。 （3）二期恒载：桥面铺装按10cm厚沥青铺装层考虑，荷载取值为2.4kN/m2；单侧防撞护栏荷载取值为13kN/m，单侧声屏障荷载取值5kN/m，单侧花槽荷载取值1kN/m，计算时考虑双侧设置防撞护栏及声屏障。 （4）均匀温差：整体升温26度，整体降温27度。 （5）非均匀温差：按规范，竖向日照正温差T1=+14℃，T2=5.5℃；竖向日照反温差T1=-7.0℃，T2=-2.75℃。 2.3桥面板汽车荷载分布宽度 汽车荷载的横向分析，通常将活载简化为平面荷载，在横桥向按照最不利情况进行分布，加载的原理与纵桥向影响线加载原理一致。 作用在桥面上的车轮压力，根据《混规》[1]4.2.3条规定，按照单向板计算汽车荷载分布宽度。等效荷载= ×l×b，式中，l为板的计算跨径，a、b为车轮荷载分布宽度。 图表4桥面板荷载横向分布宽度a变化图（单位：m） 式中，a1、b1-垂直于板跨和平行于板跨方向车轮着地尺寸，h为铺装层厚度，t-板的跨中厚度，d-多个车轮时外轮之间的中距。 横向框架计算采用桥梁博士的折线横向分布系数功能来实现。车轮作用在桥面板上不同位置时，顺桥向参与受力的有效宽度是不同的，利用折线横向分布系数，可以近似模拟汽车荷载的横向加载。 第六章箱梁分析 授课主要内容: 主要优点： 抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。 箱梁截面受力特性： 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 箱梁对称挠曲时的弯曲应力： 箱梁对称挠曲时，产生弯曲正应力、弯曲剪应力。 箱梁的自由扭转应力： 箱梁在无纵向约束，截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转，只产生剪应力，不引起纵向正应力； 单室箱梁的自由扭转应力，多室箱梁的自由扭转应力。 箱梁的约束扭转应力： 当箱梁端部有强大横隔板，扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转，产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力； 这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。 箱梁的畸变应力： 当箱梁壁较薄时，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，则在反对称荷载作用下，截面不但扭转还要畸变，产生畸变翘曲正应力和剪应力，箱壁上也将引起横向弯曲应力； 用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。 箱梁剪力滞效应： 翼缘剪切扭转变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作，这个现象就是剪力滞效应； 可应用变分法的最小势能原理求解。 第六章 箱梁分析 一、主要优点 箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。其主要优点是： 截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性； 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求， 适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T 型刚构等桥型； 适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须 具备较厚的底板； 承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高， 并适合预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果； 对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布； 适合于修建曲线桥，具有较大适应性； 能很好适应布置管线等公共设施。 二、箱梁截面受力特性 一）箱梁截面变形的分解 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 1、纵向弯曲：对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力 M σ，弯曲剪应力 M τ。 纵向弯曲产生竖向变位 w ，因而在横截面上引起纵向正应力 M σ及剪应力 M τ，见图。图中虚线 所示应力分布乃按初等梁理论计算所得，这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的；但对于肋距较大的箱形梁，由于翼板中剪力滞后的影响，其应力分布将是不均匀的，即近肋处翼板中产生应力高峰，而远肋板处则产生应力低谷，如图中实线所示应力图。这种现象称为“剪力滞效应”。对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达到相当大比例，必须引起重视。 2、横向弯曲：局部荷载作用；产生横向正应力 c σ。 第六章箱梁分析 授课主要内容 : 主要优点： 抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。 箱梁截面受力特性： 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 箱梁对称挠曲时的弯曲应力： 箱梁对称挠曲时，产生弯曲正应力、弯曲剪应力。 箱梁的自由扭转应力： 箱梁在无纵向约束，截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转，只产生剪应力，不引起纵向正应力； 单室箱梁的自由扭转应力，多室箱梁的自由扭转应力。 箱梁的约束扭转应力： 当箱梁端部有强大横隔板，扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转，产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力； 这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。 箱梁的畸变应力： 当箱梁壁较薄时，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，则在反对称荷载作用下，截面不但扭转还要畸变，产生畸变翘曲正应力和剪应力，箱壁上也将引起横向弯曲应力； 用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。 箱梁剪力滞效应： 翼缘剪切扭转变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作，这个现象 就是剪力滞效应； 可应用变分法的最小势能原理求解。 第六章箱梁分析 一、主要优点 箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。其主要优点是： 截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性； 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁， T 型刚构等桥型； 适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板； 承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高，并适合预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果； 对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布； 适合于修建曲线桥，具有较大适应性； 能很好适应布置管线等公共设施。 二、箱梁截面受力特性 一）箱梁截面变形的分解 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 1、纵向弯曲：对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力M ，弯曲剪应力M。 纵向弯曲产生竖向变位w ，因而在横截面上引起纵向正应力M 及剪应力M ，见图。图中虚线 所示应力分布乃按初等梁理论计算所得，这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的；但对于肋距较大的箱形梁，由于翼板中剪力滞后的影响，其应力分布将是不均匀的，即近肋处翼板中产生应力高峰，而远肋板处则产生应力低谷，如图中实线所示应力图。这种现象称为“剪力滞效应”。对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达到相当大比例，必须引起重视。 第六章箱梁分析 授课主要内容： *主要优点： 抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。 *箱梁截面受力特性： 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力, 因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 *箱梁对称挠曲时的弯曲应力： 箱梁对称挠曲时，产生弯曲正应力、弯曲剪应力。 *箱梁的自由扭转应力： 箱梁在无纵向约束，截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转，只产生剪应力，不引起纵向正应力； 单室箱梁的自由扭转应力，多室箱梁的自由扭转应力。 ?箱梁的约束扭转应力： 当箱梁端部有强大横隔板，扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转，产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力； 这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。 *箱梁的畸变应力： 当箱梁壁较薄时，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，则在反对称荷载作用下，截面不但扭转还要畸变，产生畸变翘曲正应力和剪应力，箱壁上也将引起横向弯曲应力； 用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。 ?箱梁剪力滞效应： 翼缘剪切扭转变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作，这个现象就是剪力滞效应； 可应用变分法的最小势能原理求解 第六章箱梁分析 一、主要优点 箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。其主要优点是： *截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性； ?顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T型刚构等桥型； ?适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板； ?承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高，并适合预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果； ?对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布； ?适合于修建曲线桥，具有较大适应性； *能很好适应布置管线等公共设施。 二、箱梁截面受力特性 一）箱梁截面变形的分解 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 1、纵向弯曲：对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力M，弯曲剪应力'M。 纵向弯曲产生竖向变位W，因而在横截面上引起纵向正应力M及剪应力■ M，见图。图中虚线 所示应力分布乃按初等梁理论计算所得，这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的；但对于肋距较大的箱形梁，由于翼板中剪力滞后的影响，其应力分布将是不均匀的，即近肋处翼板中产生应力高峰，而远肋板处则产生应力低谷，如图中实线所示应力图。这种现象称为“剪力滞效应”。对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达到相当大比例，必须引起重视。 第六章箱梁分析 ?主要优点： 抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。 ?箱梁截面受力特性： 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 ?箱梁对称挠曲时的弯曲应力： 箱梁对称挠曲时，产生弯曲正应力、弯曲剪应力。 ?箱梁的自由扭转应力： 箱梁在无纵向约束，截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转，只产生剪应力，不引起纵向正应力； 单室箱梁的自由扭转应力，多室箱梁的自由扭转应力。 ?箱梁的约束扭转应力： 当箱梁端部有强大横隔板，扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转，产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力； 这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。 ?箱梁的畸变应力： 当箱梁壁较薄时，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，则在反对称荷载作用下，截面不但扭转还要畸变，产生畸变翘曲正应力和剪应力，箱壁上也将引起横向弯曲应力； 用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。 ?箱梁剪力滞效应： 翼缘剪切扭转变形的存在，而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作，这个现象就是剪力滞效应； 可应用变分法的最小势能原理求解。 第六章 箱梁分析 一、主要优点 箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。其主要优点是： ? 截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性； ? 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T 型刚构等桥型； ? 适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板； ? 承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，达到经济效果，同时截面效率高，并适合预应力混凝土结构空间布束，更加收到经济效果； ? 对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布； ? 适合于修建曲线桥，具有较大适应性； ? 能很好适应布置管线等公共设施。 二、箱梁截面受力特性 一）箱梁截面变形的分解 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成四种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形（即畸变）； 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力，因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 1、纵向弯曲：对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力 M σ，弯曲剪应力 M τ。 纵向弯曲产生竖向变位 w ，因而在横截面上引起纵向正应力 M σ及剪应力 M τ，见图。图中虚线 所示应力分布乃按初等梁理论计算所得，这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的；但对于肋距较大的箱形梁，由于翼板中剪力滞后的影响，其应力分布将是不均匀的，即近肋处翼板中产生应力高峰，而远肋板处则产生应力低谷，如图中实线所示应力图。这种现象称为“剪力滞效应”。对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达到相当大比例，必须引起重视。 2、横向弯曲：局部荷载作用；产生横向正应力 c σ。 目录 1.1项目概 况 . (2) 1.2主要参考规 范 . (2) 2.1 模型建 立 . ....................................................................................................................... 2 2.1.1 模型概况 . ................................................................................................................. 2 2.1.2 施工阶段划分 . ......................................................................................................... 3 2.2 正常使用极限状态验算 . .. (3) 2.2.1 裂缝宽度验算 . (3) 2.3 短暂状况应力验算 . ....................................................................................................... 4 2.4 承载能力极限状态验 算 . ............................................................................................... 6 2.4.1 正截面抗弯验 算 . ..................................................................................................... 6 2.4.2 斜截面抗剪验算 . ..................................................................................................... 6 2.5 小 结 . (6) 钢筋砼箱梁横向框架结构验算 1.1项目概况 公铁立交桥位于内蒙古省道 307线锡林浩特至巴拉嘎尔高勒段上,横跨大唐铁路。其上部结构采用(25m+35m+25m等截面预应力砼现浇箱梁结构,桥梁全长 85m 。 桥梁具体结构详见《一般构造图》、《预应力钢束布置图》、《普通钢筋布置图》、《桥梁下部结构施工图》。城市高架桥斜腹板宽箱梁横向框架计算分析
箱梁分析
箱梁分析报告
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砼箱梁横向框架分析.