桥博计算原理

桥博系统计算原理

第一节系统引用的技术规范

《公路工程技术规范》（JTJ01-88）；

《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）；

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）；

第二节截面计算原理

（一）截面特征计算：

一般原则：

●系统截面特征计算只给出截面的换算截面特征数值；

●忽略有效分布宽度之外的截面部分对截面特征的影响；

●取截面组成材料中主截面的材料作为整个截面的基准材料，截面特征的数值均对应该种材料而言；

●计算过程中计入普通钢筋和预应力钢筋对截面特征的影响。

计算过程：

●根据截面施工状态的定义，整理截面上在当前阶段参与工作的有效部分截面、普通钢筋以及预应力钢筋

的信息；

●排除截面有效分布宽度之外的截面部分；

●计算有效截面的换算截面特征，以主截面的材料为基准；

●根据截面上通过的预应力钢筋的信息修正截面特征，如果钢束未灌浆则计入管道对截面特征的削弱，如

果钢束已经灌浆，则计入其换算面积对截面特征的贡献。

（二）荷载组合计算：

1.系统对桥梁设计荷载的效应进行荷载组合计算是根据系统定义的荷载类型来进行的。荷载组合分为承载能力极限状态荷载组合I-III以及正常使用极限状态荷载组合I-VI(包括施工阶段荷载组合V)及用户自定义的荷载组合方法I-III。使用阶段中的结构重力效应是指施工阶段的累计效应。

2.承载能力极限状态的荷载组合I-III是根据公路桥规JTJ023-89第4.1.2条来进行的(考虑荷载的提高系数，是否计入预加应力的效应由用户在总体信息输入中指定)。

3.正常使用极限状态的荷载组合是根据公路桥规JTJ021-89第2.1.2条进行的。

4.荷载组合计算中如果某荷载效应量值全部为零则参与组合的荷载类型就没有该荷载类型。

5.对于汽车荷载采用汽车+人群与满布人群比较取其中最不利者

6.对于挂车荷载采用挂车与特载比较取其中最不利者

7.对于温度荷载的组合原则如下:

整体升温和整体降温作为其它可变荷载，如果对总效应有贡献则取其大者。在施工阶段作为施工活载参与组合。非线性温度荷载也作为其它可变荷载，对总效应有贡献则计入其影响，六组非线性温度场中取最不利者计入组合效应。即最终温度荷载最不利效应是由整体温变和非线性温度场迭加而得到的。

8.对于其它荷载1、2、3(施工阶段为施工活载1、2、3)的组合原则如下:

其它荷载1如果对总效应有贡献则计入其影响

其它荷载2与3如果对总效应有贡献则计入两者中的大者

9.凡同种荷载类型中组号不同者,则取最不利者计入。

（三）截面配筋计算：

1.配筋计算仅对钢筋混凝土截面和预应力混凝土截面有效。

2.对钢筋混凝土截面的配筋除受弯构件的配筋考虑正常使用阶段的抗裂性要求外，其它的配筋计算均按承载能力极限状态强度计算。按强度配筋时对于轴压或偏压构件将根据用户提供的构件计算长度自动计入偏心距增大系数。

4.根据外荷载效应的特征截面受力形式可分为:轴心受压、轴心受拉、上缘受拉偏心受拉、下缘受拉偏心受拉、上缘受拉偏心受压、下缘受拉偏心受压、上缘受拉受弯以及下缘受拉受弯共8种构件受力类型分别给出截面上

缘配筋面积和下缘配筋面积。圆形截面的配筋是按照环形配筋计算的，总配筋面积=上缘配筋面积+下缘配筋面积；

5.根据组合特征对截面进行最大轴力、最小轴力、最大弯据和最小弯矩四种内力组合情况分别给出配筋面积并

取其中的大者作为系统建议的配筋面积。

6．预应力构件的配筋计算中，对于超静定结构存在预应力二次矩，所以估算的配筋面积尚需通过布筋后进行多

次结构试算得到。

（四）截面验算计算：

1.只对钢筋混凝土截面和预应力混凝土截面进行承载能力极限状态的强度验算。强度验算的依据完全按照公路

桥涵设计规范。在轴压和偏压构件强度计算时根据用户提供的构件计算长度自动计入偏心距增大系数。

2.对钢筋混凝土截面的正常使用极限状态的验算只考虑正常使用阶段的抗裂性验算，在施工阶段的验算分别验

算截面混凝土和普通钢筋的法向应力，计算中不计受拉区混凝土的作用。

3.其它截面的应力验算完全按照弹性截面计算应力并给出应力验算的结果。

4.在钢筋混凝土和预应力混凝土截面的强度验算仍根据外荷载效应的特征按轴心受压、轴心受拉、上缘受拉偏

心受拉、下缘受拉偏心受拉、上缘受拉偏心受压、下缘受拉偏心受压、上缘受拉受弯以及下缘受拉受弯共8种

构件受力类型分别给出截面强度验算结果。

5.根据组合特征对截面进行最大轴力、最小轴力、最大弯矩和最小弯矩四种内力组合情况分别给出验算结果。6．圆形截面验算时输入的配筋信息是按照环形输入的，参见截面设计文档说明中的数据输入方法解释。

第三节预应力钢筋(束)应力损失计算原理

▲摩阻损失σs1:根据张拉的有效区域取得摩阻损失量值,计算同规范的计算方法；

▲锚具回缩等损失σs2:考虑反向摩阻的影响,特别是对超张拉的钢束其超张拉的数值系统自动计算其伸长量

并以锚具回缩等变形的损失计算方法计算其松张的应力重分布；

▲σs3:目前该项损失为零，在计算先张法预应力构件时，可在张拉控制应力中预先扣除此项损失；

▲弹性压缩损失σs4:包括后张钢束对该钢束的弹性压缩损失以及结构的外载增量引起的弹性压缩损失,根据

用户的要求考虑或不考虑同一阶段分批张拉预应力钢束的弹性压缩损失,考虑的方法是每张拉一根钢束进行一次

结构响应计算,根据应变状态计算各其它钢束的弹性压缩损失，即考虑张拉钢束的二次矩影响；

▲松驰损失σs5:根据张拉两天后松驰50%及40天后松驰100%插值计算其总松驰量并换算各阶段的松驰增量,

计算其松驰损失增量；

▲收缩徐变损失σs6:只有在结构计算其收缩徐变响应时才根据收缩徐变的位移计算其应变增量,根据收缩徐

变应变增量来准确计算收缩徐变损失的增量,如果结构不计算收缩徐变响应,则该项损失为零；

第四节混凝土结构的收缩徐变的计算原理

系统对混凝土的收缩徐变的计算统一按照初应变理论采用增量理论计算的,徐变系数的计算采用交通部的桥涵规范提供的计算公式和图表精确计算：

ϕ(t,τ)=βa(τ)+0.4βd(t-τ)+ϕf(τ)[βf(t)-βf(τ)]

上式所用到的各种单元特征系数系统都自动从单元中计算得到,其它系数全部按照桥规给出的图表拟合而成,该计算公式得到的徐变系数终值一般比规范中给出的"不要求十分精确计算时"的徐变终值系数要大一些。使用阶

段的收缩徐变计算时间由用户根据实际情况确定，一般定为3年。

系统能够计算组合构件的收缩徐变效应,也能考虑普通钢筋的影响,并给出普通钢筋的应力增量。

注：系统的时间坐标是从零开始的,根据各施工阶段的施工周期建立整个施工阶段的时间坐标,单元的各时刻

的龄期是根据用户在定义单元时输入的单元加载龄期考虑施工时间后得到的。用户输入的单元加载龄期是指在

该单元第一次受力之前单元混凝土已被养护的天数,与施工时间坐标无关。

系统中与徐变系数计算有关的输入参数为：

a)环境的相对湿度：在总体信息中输入；

b)单元的初载龄期：在单元信息中输入；