悬臂梁桥分析与设计说明

悬臂梁桥分析与设计说明
1. 概要
本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。

墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。

（注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。

）
在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。

通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法等。

阶段01--双悬臂
阶段02--最大悬臂
阶段03--边跨满堂施工
阶段04--挂梁
阶段05--收缩徐变
图1. 分析模型
桥梁概况及一般截面
桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁
桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构
施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，
挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。

预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力
截面形式如下
图2. 跨中箱梁截面
图3. 墩顶箱梁截面
梁桥分析与设计的一般步骤
1. 定义材料和截面
2. 建立结构模型
3. 输入非预应力钢筋
4. 输入荷载
①.恒荷载
②.钢束特性和形状
③.钢束预应力荷载
5. 定义施工阶段
6. 输入移动荷载数据
①.选择移动荷载规范
②.定义车道
③.定义车辆
④.移动荷载工况
7. 运行结构分析
8. 查看分析结果
使用的材料
❑混凝土
主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土
❑钢材
采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
荷载
❑恒荷载
自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算
❑预应力
钢束(φ15.2 mm×31)
截面面积: Au = 4340 mm2
孔道直径: 130 mm
钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)
超张拉(开)
预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm)
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:6mm
结束点:6mm
张拉力:抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa
❑徐变和收缩
条件
水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)
28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2
t5天
长期荷载作用时混凝土的材龄:=
o
t3天
混凝土与大气接触时的材龄:=
s
相对湿度: %
RH
=
70
构件理论厚度:程序计算
适用规范:中国规范(JTG D62-2004)
徐变系数: 程序计算
混凝土收缩变形率: 程序计算
❑移动荷载
适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003)
荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD
2. 设置操作环境
打开新文件(新项目)，以‘混凝土悬臂梁’ 为名保存(保存)。

将单位体系设置为‘KN’和‘m’。

该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。

文件 / 新项目
文件 / 保存 (混凝土悬臂梁 )
工具 / 单位体系
长度> m ; 力>KN
图4. 设置单位体系
单位体系还可以
通过点击画面下端
状态条的单位选择
键()来进行转换。

3. 定义材料和截面
定义材料
下面定义模型中所使用的混凝土和钢束的材料特性。

模型 / 材料和截面特性 / 材料
类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC）
数据库> C50 名称〉主梁
类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC）
数据库> C40 名称〉桥墩
名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JTG04（S）
数据库
图5. 定义材料对话框
定义截面
预应力混凝土连续梁通常采用箱梁截面，可以使用截面数据库中的设计截面
来定义。

首先定义控制位置的一般截面，然后再使用一般截面定义变截面。

（注：因为对于主梁要进行PSC设计和RC设计，因此主梁截面必须用设计截
面来定义，而墩截面必须用数据库/用户截面来定义。

）
同时定义多种
材料特性时，使用
键可以连
续输入。

模型 /材料和截面特性 / 截面/添加
截面类型>设计截面> 单箱单室
截面号 ( 1 ) ; 名称 (跨中)
图6. 定义跨中位置处截面
按照左图输入跨中位置处截面
的各控制尺寸，并且打开程序
自动定义剪切验算位置和自动
搜索腹板厚度功能
考虑剪切变形(开)
偏心>中-上部
按照左图输入支座位置处截面
的各控制尺寸，并且打开程序
自动定义剪切验算位置和自动
搜索腹板厚度功能
考虑剪切变形(开)
偏心>中-上部
图7. 定义支座位置处截面
根据已定义的等截面定义变截面
模型 /材料和截面特性 / 截面/添加
截面类型>变截面> 单箱单室
截面号 ( 3 ) ; 名称 (跨中-支座)。