简支梁桥分析

简支梁桥计算分析

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目录

第1章设计资料 (1)

1.1基本概况 (1)

1.2主要材料及其参数 (1)

1.3设计荷载取值 (2)

1.4计算模型 (2)

1.5计算工况 (3)

第2章计算结果 (5)

2.1支座反力 (5)

2.2主梁变形 (7)

2.3主梁内力 (8)

2.4主梁应力 (12)

第3章结构自振模态 (15)

3.1结构前5阶自振模态数据表 (15)

3.2结构前5阶自振模态图 (15)

第4章结论 (18)

第1章设计资料

1.1基本概况

1、桥梁跨径布置：简支T梁40m；

2、由于该桥为双幅双向桥，故可采用对称设计，只设计单幅桥即可；

3、桥梁横向布置：横向5片T梁，桥面宽为12.25m，考虑到为城市快速道路桥梁，不设置人行道；

4、主梁高度：2.4m；

5、行车道数：单向三车道；

6、施工方法：满堂支架施工；

1.2主要材料及其参数

1、混凝土各项力学指标如表1-1所示。

表1-1混凝土力学指标

2、低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）

直径：15.24mm，弹性模量：195000 MPa，标准强度：1860 MPa，抗拉强度设计值：1260，抗压强度设计值：390，张拉控制应力：1395，热膨胀系数：0.000012。

1.3设计荷载取值

1、恒载

一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 kN/m3。

二期恒载包括护栏、桥面铺装等（该桥上不通过电信管道、水管等）。合计为82 kN/m。

2、活载

车辆荷载：公路Ⅰ级；

3、温度力

系统温度：升温、降温

箱梁截面上下缘温度梯度变化参考新规范（《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004））第4.3.10条取用。

4、不均匀沉降

考虑到桩均为嵌岩桩，所以在本计算算例中不考虑支座沉降的问题。

5、强度发展

强度发展采用CEB-FIP规范的公式

1.4计算模型

在简支梁桥结构计算分析中，考虑到结构的受力特点（主梁为预应力结构、桥墩为普通钢筋混凝土结构）分别建模计算，在此文本中仅考虑预应力混凝土梁的结构分析，建模时仅建主梁模型，桥墩及基础等均不在建模计算范围内。同时，考虑到在横向布置5片T梁结构，所以在做结构计算的时候选择3-D分析。

全桥共125个节点，140个单元，节点、单元依次排列，全桥计算模型如图 1.1所示。5片T梁之间的横向只通过横隔板来连接，不考虑湿接缝之间的连接。节点、单元的位置分别如图1.2和图 1.3所示。支座对应节点依次为：1、14、26、50、51、75、76、100、101、125。

图 1.1全桥计算模型

图 1.2节点位置图

图 1.3单元位置图

1.5计算工况

考虑到简支梁桥是满堂支架施工，施工步骤较少，故不再进行施工阶段结果计算。模型中生成的运营阶段的计算工况包括以下几种荷载及荷载组合：

恒载

活载

恒载+活载

恒载+活载+整体升温+截面升温恒载+活载+整体升温+截面降温恒载+活载+整体降温+截面升温恒载+活载+整体降温+截面降温

第2章计算结果

考虑到在连续梁的报告中已经计算了各种荷载工况下的反力、变形、内力及应力，本次计算报告中只列出成桥阶段合计作用和运营阶段恒载+活载作用下的结构反力、变形、内力及应力图。成桥阶段的合计作用包括恒荷载、钢束一次、钢束二次、徐变二次及收缩二次。

2.1支座反力

支座对应节点依次为：1、14、26、50、51、75、76、100、101、125。

2.1.1成桥阶段合计作用下的结构支座反力

合计作用下的结构支座反力如图 2.1和表2-1所示

图 2.1合计作用下的支座反力

表2-1合计作用下的支座反力

2.1.2运营阶段恒载+活载作用下的结构支座反力

运营阶段恒载+活载作用下的结构支座反力如图2.2和表2-2所示

图 2.2恒载+活载作用下的支座反力

表2-2恒载+活载作用下的支座反力

2.2主梁变形

在本次报告中只考虑主梁的竖向变形。成桥阶段合计作用和恒载+活载作用下的结构竖向变形如表2-3和图 2.3~图 2.4所示。正的位移表示向上，负的位移表示向下。

表2-3荷载作用下的结构竖向变形

图 2.3合计作用下的结构竖向变形

图 2.4恒载+活载作用下的结构竖向变形

2.3主梁内力

结构的主梁内力主要包括轴力、剪力、弯矩、扭矩。因为该结构为简支梁体系，为了更加明确的表现出简支梁的受力特点，各荷载及其组合均不考虑预应力的作用，且只考察剪力和弯矩。

2.3.1成桥阶段合计（不包含钢束一次）作用下主梁内力

成桥阶段合计（不包含钢束一次）作用下主梁内力如表2-4和图 2.5~图 2.6所示，由表2-4可知最大剪力为8782.78kN，位置为第二个支座处；最大弯矩为37319.75kN*m，位置为第二个支座处。

表2-4成桥阶段合计作用下主梁内力

图 2.5合计作用下主梁剪力图

图 2.6合计作用下主梁弯矩图

2.3.2恒载+活载作用下主梁内力

恒载+活载作用下主梁内力如表2-5和图 2.7~图 2.8所示，由表2-5可知最大剪力为1743.97kN，位置为第二支座处；最大弯矩为8355.65kN*m，位置为边跨跨中。

表2-5活载作用下主梁内力