预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计

1、北京迈达斯技术有限公司北京迈达斯技术有限公司预应力混凝土连续预应力混凝土连续T T梁桥的分析与设计梁桥的分析与设计( (梁格法梁格法) )4-2目目 录录概概要要.3设设置操作置操作环环境境.10定定义义材料和截面特性材料和截面特性.11建立建立结构结构模型模型.21PSCPSC截面截面钢钢筋筋输输入入.42输输入荷入荷载载.44定定义义施工施工阶阶段段.63输输入移入移动动荷荷载数载数据据.73运运行行结构结构分析分析.80查查看分析看分析结结果果.814-3概要概要梁格法是目前桥梁结构分析中应用的比较多的在本例题中将介绍采用梁格法建立一般梁桥结构的分析模型的方法、施工阶段分析的步骤、横向刚

2、度的设定以及查看结果的方法和PSC设计的方法。本例题中的桥梁模型如图1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为32m。图图1.1. 简支变连续分析模型简支变连续分析模型4-4桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析步骤，本例题采用了一个比较简单的分析模型一座由五片预应力T梁组成的332m桥梁结构，每片梁宽2.5m。桥梁的基本数据取自实际结构但和实际结构有所不同。本例题的基本数据如下：本例题的基本数据如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：33296m桥梁宽度：12.5m设计车道：3车道图图2.2. T T型梁跨中截面图型梁跨中截面图 图图3.3. T T梁端部截梁端部截面图面

3、图 4-5使用材料以及容许应力使用材料以及容许应力 混凝土混凝土 采用JTG04（RC）规范的C50混凝土 普通钢筋普通钢筋 普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列) 预应力钢束预应力钢束采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(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/mm2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具

4、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% 徐变和收缩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/mm2长期荷载作用时混凝土的材龄:5天ot混凝土与大气接触时的材龄:3天st相对湿度: %70=RH大气或养护温度: C20=T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4-6荷载荷载静力荷载静力荷载 自重自重由程序内部自动计算 二期恒载二期恒载桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具

5、体考虑：桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。每片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为：（0.080.0825+0.0625+0.062323）2.5=8.45kN/m2.5=8.45kN/m2 2. .护墙、栏杆和灯杆荷载：以3.55kN/m2计。二期恒载桥面铺装护墙、栏杆和灯杆荷载8.45+3.5512kN/m2。 预应力荷载预应力荷载全桥结构的预应力索分成正弯矩钢束和负弯矩钢束，全桥共65束钢束，其中正弯矩钢束45束，负弯矩钢束20束。在本文中不一一列出每根钢束的具体坐标，只列出典型

6、的几束钢束的坐标。4-7表表1.1.典型几束钢束的具体数据典型几束钢束的具体数据坐 标(m)坐 标(m)钢束名称XYZR钢束类型钢束名称XYZR钢束类型001.720001.3607.600.22406.800.174023.8500.224024.6500.17401t1-131.4501.720正弯矩钢束71t1-231.4501.360正弯矩钢束8000.96032.5501.7605.900.124040.1500.224025.5500.124055.8500.22401t1-331.4500.960正弯矩钢束92t1-163.4501.760正弯矩钢束732.5501.36032.

7、5500.96040.1500.174040.1500.124055.8500.174055.8500.12402t1-263.4501.360正弯矩钢束82t1-363.4500.960正弯矩钢束964.5501.76064.5501.36072.1500.224072.1500.174088.400.224088.400.17403t1-19601.760正弯矩钢束73t1-29601.360正弯矩钢束864.5500.96024-0.621.82572.1500.124012t1-140-0.621.825负弯矩钢束1088.400.1240240.621.8253t1-39600.96

8、0正弯矩钢束912t1-2400.621.825负弯矩钢束1056-0.621.825560.621.82523t1-172-0.621.825负弯矩钢束1023t1-2720.621.825负弯矩钢束10各参数的说明如下:在本例题中预应力钢束的编号处理有两类，分别是AtBC和EDtF两类，具体表示如下：AtBC：A表示第几跨；B表示该跨的第几根主梁，主梁编号从桥梁纵向左侧开始编号，最右为1，以次及彼；C表示第几根预应力索，索编号从Z向由上到下编号，总共3根索。EDtGF：ED表示：E是第E跨和D是第D跨，ED表示的是E跨和D跨两跨相联；G表示该跨的第几根主梁，主梁编号同AtBC类；4-8F表

9、示第几根索，其中1表示主梁右侧的索，2表示主梁左侧的索正弯矩钢束7表示的是7j15.24，正弯矩钢束8表示的是8j15.24，正弯矩9表示的是9j15.24，负弯矩钢束10表示的是1015.24。在本例题中，表中仅列出了正负弯矩的各跨中的最典型的部分，其余的钢束坐标如下：正弯矩部分钢束，每跨的钢束只是横向坐标不同，其余坐标相同，横向坐标即为各主梁的横向坐标；负弯矩部分钢束，每根主梁的钢束只是横向坐标不同，横向坐标差即为各主梁之间的横向坐标差。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-CD4-9分析与设计步骤分析与设计步骤预应力混凝土梁

10、桥的分析与设计步骤如下。1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据选择规范定义车道定义车辆移动荷载工况7.运行结构分析8.查看分析结果4-10设置操作环境设置操作环境打开新文件(新项目新项目)，以 简支变连续简支变连续 为名保存(保存保存)。将单位体系设置为 tonftonf和m m 。该单位体系可根据输入数据的种类任意转

11、换。文件文件 / / 新项目新项目文件文件 / / 保存保存 ( ( PSCPSC BeamBeam ) )工具工具 / / 单位体系单位体系 长度长度 m m ; ; 力力tonftonf 图图4.4. 单位体系设定单位体系设定单位体系还可以通单位体系还可以通过点击画面下端状态过点击画面下端状态条的单位选择键条的单位选择键( () )来进行转换。来进行转换。4-11定义材料和截面特性定义材料和截面特性定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。模型模型 / / 材料和截面特性材料和截面特性 / / 材料材料类型类型 混凝土混凝土 ; ; 规范规范 JTG04（RC）数据库数据库 C50C50 名

12、称名称(Strand1860(Strand1860 ) ) ; ; 类型类型 钢材钢材 ; ; 规范规范 JTG04（S）数据库数据库 Strand1860Strand1860 图图5.5. 定义材料对话框定义材料对话框同时定义多种材料同时定义多种材料特性时，使用特性时，使用键可以连续输入。键可以连续输入。4-12定义截面定义截面本例题的桥梁结构的截面型式采用的是比较简单的预应力T梁结构，本结构采用的T梁的中间16m是等截面部分，而在两端各8m的范围内是变截面。定义左端截面定义左端截面模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性 / / 截面截面数据库数据库/ /用户用户 截面号截面号 (1)

13、(1) ; ; 名称名称 ( (端部变截面左端部变截面左) ) 截面类型截面类型 变截面变截面PSC-PSC-工形工形尺寸尺寸对称对称:(:(开开) )拐点：拐点： JL1(JL1(开开) )尺寸尺寸I IS1S1自动自动( (开开),), S2S2自动自动( (开开),), S3S3自动自动( (开开),), T T自动自动( (开开) )HL1:0.20HL1:0.20 ; HL2:0.06HL2:0.06 ;HL2-1:;HL2-1: 0 0 ; HL3:1.15HL3:1.15 ; HL4:0.19HL4:0.19 ; HLHL5:0.405:0.40 BL1:0.24BL1:0.24

14、 ; BL2:1.25BL2:1.25 ; BL2-1:0.69BL2-1:0.69 ; BL4:0.33BL4:0.33 ;尺寸尺寸J JS1S1自动自动( (开开),), S2S2自动自动( (开开),), S3S3自动自动( (开开),), T T自动自动( (开开) )HL1:0.20HL1:0.20 ; HL2:0.06HL2:0.06 ;HL2-1:;HL2-1: 0 0 ; HL3:1.28HL3:1.28 ; HL4:0.17HL4:0.17 ; HLHL5:0.295:0.29 BL1:0.12BL1:0.12 ; BL2:1.25BL2:1.25 ; BL2-1:0.69B

15、L2-1:0.69 ; BL4:0.27BL4:0.27 ;X X轴变化：一次方程轴变化：一次方程Y Y轴变化：一次方程轴变化：一次方程考虑剪切变形考虑剪切变形( (开开) )偏心偏心 中中- -下部下部 图图6.6. 端部变截面截面数据端部变截面截面数据4-134-14定义跨中等截面定义跨中等截面模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性 / / 截面截面数据库数据库/ /用户用户 截面号截面号 (2)(2) ; ; 名称名称 ( (跨中等截面跨中等截面) ) 截面类型截面类型PSC-PSC-工形工形截面名称截面名称:None:None对称对称:(:(开开) ) ; 变截面拐点变截面拐点:

16、 : JL1(JL1(开开) ) ; ;剪切验算剪切验算: : Z1Z1自动自动:(:(开开) ); Z2Z2自动自动: : ( (开开) )抗剪用最小腹板厚度抗剪用最小腹板厚度 t1:t1:自动自动( (开开) ); t2:t2:自动自动( (开开) ); t3:t3:自动自动( (开开) )抗扭用抗扭用: : ( (开开) )HL1:0.20HL1:0.20 ; HL2:0.06HL2:0.06 ; HL3:1.28HL3:1.28 ; HL4:0.17HL4:0.17 ; HL5:0.29HL5:0.29 BL1:0.12BL1:0.12 ; BL2:1.25BL2:1.25 ; BL2

17、BL21 1：0.690.69；BL4:0.27BL4:0.27 ;考虑剪切变形考虑剪切变形( (开开) )偏心偏心 中中- -下部下部 图图7.7. 跨中等截面跨中等截面4-15定义右端截面定义右端截面模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性 / / 截面截面数据库数据库/ /用户用户 截面号截面号 (3)(3) ; ; 名称名称 ( (端部变截面右端部变截面右) ) 截面类型截面类型 变截面变截面PSC-PSC-工形工形尺寸尺寸对称对称:(:(开开) )拐点：拐点： JL1(JL1(开开) )尺寸尺寸I IS1S1自动自动( (开开),), S2S2自动自动( (开开),), S3S3

18、自动自动( (开开),), T T自动自动( (开开) )HL1:0.20HL1:0.20 ; HL2:0.06HL2:0.06 ;HL2-1:;HL2-1: 0 0 ; HL3:1.28HL3:1.28 ; HL4:0.17HL4:0.17 ; HLHL5:0.295:0.29 BL1:0.12BL1:0.12 ; BL2:1.25BL2:1.25 ; BL2-1:0.69BL2-1:0.69 ; BL4:0.27BL4:0.27 ;尺寸尺寸J JS1S1自动自动( (开开),), S2S2自动自动( (开开),), S3S3自动自动( (开开),), T T自动自动( (开开) )HL1:

19、0.20HL1:0.20 ; HL2:0.06HL2:0.06 ;HL2-1:;HL2-1: 0 0 ; HL3:1.15HL3:1.15 ; HL4:0.19HL4:0.19 ; HLHL5:0.405:0.40BL1:0.24BL1:0.24 ; BL2:1.25BL2:1.25 ; BL2-1:0.69BL2-1:0.69 ; BL4:0.33BL4:0.33 ;X X轴变化：一次方程轴变化：一次方程Y Y轴变化：一次方程轴变化：一次方程考虑剪切变形考虑剪切变形( (开开) )偏心偏心 中中- -下部下部 图图8.8. 端部变截面右端部变截面右4-16定义端部横梁定义端部横梁模型模型 /

20、 /材料和截面特性材料和截面特性 / / 截面截面数据库数据库/ /用户用户 截面号截面号 (4)(4) ; ; 名称名称 ( (端部横梁端部横梁) ) 截面类型截面类型 变截面变截面PSC-TPSC-T形形尺寸尺寸对称对称:(:(开开) )左侧左侧HL1:0.2HL1:0.2 ;HL3:;HL3: 1.8;1.8; BL1:0.15BL1:0.15 ;BL3:;BL3: 1.8501.850 ; ; BL4:BL4: 2 2考虑剪切变形考虑剪切变形: : ( (开开) )剪切验算剪切验算:Z1:Z1自动自动( (开开);); Z3Z3自动自动( (开开) )抗剪用最小腹板厚度抗剪用最小腹板厚

21、度:t1:t1自动自动( (开开);); t2t2自动自动( (开开);); t3t3自动自动( (开开) )抗扭用抗扭用: : 自动自动( (开开) )偏心偏心 中中- -下部下部 图图9.9. 端部横梁端部横梁4-17定义中横梁定义中横梁模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性 / / 截面截面数据库数据库/ /用户用户 截面号截面号 (5)(5) ; ; 名称名称 ( (中部横梁中部横梁) ) 截面类型截面类型 变截面变截面PSC-TPSC-T形形尺寸尺寸对称对称:(:(开开) )左侧左侧HL1:0.2HL1:0.2 ; ; HL3:HL3: 1.8;1.8; BL1:0.09BL1

22、:0.09 ; ; BL3:BL3: 1.911.91 ; ; BL4:BL4: 2 2考虑剪切变形考虑剪切变形: : ( (开开) )剪切验算剪切验算:Z1:Z1自动自动( (开开);); Z3Z3自动自动( (开开) )抗剪用最小腹板厚度抗剪用最小腹板厚度:t1:t1自动自动( (开开);); t2t2自动自动( (开开);); t3t3自动自动( (开开) )抗扭用抗扭用: : 自动自动( (开开) )偏心偏心 中中- -下部下部 图图10.10. 中部横梁中部横梁4-18调整截面特性参数调整截面特性参数在梁格法分析中，端横梁和中横梁的质量只有其横梁部分的质量，在梁格法分析中，端横梁和中

23、横梁的质量只有其横梁部分的质量，所以需要对其的质量参数进行调整。所以需要对其的质量参数进行调整。调整端横梁截面特性调整端横梁截面特性模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性/ /截面特性调整系数截面特性调整系数截面截面 端部横梁端部横梁调整系数调整系数: :面积面积 1 1 ; ; AsyAsy：1 1 ；AszAsz：1 1 ；IxxIxx：1 1；：；： IyyIyy：1 1；IzzIzz：1 1；自重：自重：0.4030.403图图11.11. 调整端横梁截面特性调整端横梁截面特性4-19调整中横梁截面特性调整中横梁截面特性模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性/ /截面特性调

24、整系数截面特性调整系数截面截面 中部横梁中部横梁调整系数调整系数: :面积面积 1 1 ; ; AsyAsy：1 1 ；AszAsz：1 1 ；IxxIxx：1 1；：；： IyyIyy：1 1；IzzIzz：1 1；自重：自重：0.2880.288图图12.12. 调整中横梁截面特性调整中横梁截面特性4-20定义材料时间依存特性并连接定义材料时间依存特性并连接为了考虑混凝土材料的徐变、收缩对结构的影响，下面定义材料的时间依存特性。 材料的时间依存特性参照以下数据来输入。 28天强度 : fck = 5000 tonf/m2 相对湿度 : RH = 70 % 理论厚度 : 1m(采用程序自动计

25、算) 水泥种类：普通硅酸盐水泥 5 开始收缩时的混凝土材龄 : 3天模型模型 / /材料和截面特性材料和截面特性 / / 时间依存性材料时间依存性材料( (徐变和收缩徐变和收缩) )名称名称 (Shrink(Shrink andand Creep)Creep) ; ; 设计标准设计标准China(JTGChina(JTG D62-2004)D62-2004)2828天材龄抗压强度天材龄抗压强度 (5000)(5000)环境年平均相对湿度环境年平均相对湿度(40(40 99)99) (70)(70) 构件的理论厚度构件的理论厚度 (1)(1) 水泥种类系数水泥种类系数(Bsc):5(Bsc):5

26、开始收缩时的混凝土材龄开始收缩时的混凝土材龄 (3)(3) 图图13.13. 定义材料的徐变和收缩特性定义材料的徐变和收缩特性截面形状比较复杂时，截面形状比较复杂时，可使用可使用模型模型 材料和截面特材料和截面特性值性值 修改单元材料时间依修改单元材料时间依存特性存特性 的功能来输入的功能来输入h h值值。理论厚度与结构模型理论厚度与结构模型有关，只有在建立了结构有关，只有在建立了结构模型后才能确定理论厚度模型后才能确定理论厚度，所以此处先设定一个，所以此处先设定一个1m1m的厚度，在建立结构目新的厚度，在建立结构目新后再对其进行修正。后再对其进行修正。相对湿度根据结构所相对湿度根据结构所处的

27、实际环境来确定，此处的实际环境来确定，此处设定为处设定为7070。4-214-22参照图参照图1313将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存材料特性赋予相应的材料。材料特性赋予相应的材料。模型模型 / / 材料和截面特性材料和截面特性 / / 时间依存材料连接时间依存材料连接时间依存材料类型时间依存材料类型 徐变和收缩徐变和收缩 徐变和收缩徐变和收缩选择指定的材料选择指定的材料 材料材料1:C501:C50 选择的材料选择的材料 图图14.14. 时间依存性材料连接时间依存性材料连接4-23建立结构模型建立结构模型采用建立节点和

28、建立单元的常规步骤来建立结构模型采用建立节点和建立单元的常规步骤来建立结构模型建立纵梁建立纵梁建立节点建立节点点格点格(开开) ; 捕捉点捕捉点(关关) ; 捕捉轴线捕捉轴线(关关) 单元单元( (开开) ) 正面正面 ; 自动对齐自动对齐 模型模型 节点节点 建立节点建立节点坐标坐标 (0,0,0)(0,0,0) 复制次数复制次数:0:0距离距离: : 0 0 0 0 0 0图图15.15. 建立节点建立节点4-24建立节点建立节点模型模型 节点节点 移动移动/ /复制节点复制节点形式形式: :复制复制复制和移动复制和移动: :任意间距任意间距方向方向:X:X ( (开开) ) ; ; 间距

29、间距: : 8 8 1616 8 8 8 8 1616 8 8 8 8 1616 8 8 图图16.16. 复制形成全桥节点复制形成全桥节点4-25建立单元建立单元模型模型 单元单元 建立单元建立单元单元类型单元类型: :一般梁一般梁/ /变截面梁变截面梁材料材料: :号号 1 1 名称名称 C50C50截面截面: :号号 3 3 名称名称 端部变截面右端部变截面右 截面截面: :号号 2 2 名称名称 跨跨中等截面中等截面节点连接节点连接: : 1 1 2 2 节点连接节点连接:2:2 3 3截面截面: :号号 1 1 名称名称 端部变截面端部变截面 截面截面: :号号 3 3 名称名称 端

30、部端部变截面右变截面右节点连接节点连接: : 3 3 4 4 节点连接节点连接:4:4 5 5截面截面: :号号 2 2 名称名称 跨中等截面跨中等截面 截面截面: :号号 1 1 名称名称 端端部变截面部变截面节点连接节点连接: : 5 5 6 6 节点连接节点连接:6:6 7 7截面截面: :号号 3 3 名称名称 端部变截面右端部变截面右 截面截面: :号号 2 2 名称名称 跨中等截面跨中等截面节点连接节点连接: : 7 7 8 8 节点连接节点连接:8:8 9 9截面截面: :号号 1 1 名称名称 端部变截面左端部变截面左 节点连接节点连接: : 9 9 1010图图17.17.

31、最右边纵向最右边纵向T T梁梁4-26分割单元分割单元 现在建立的每个单元长度都很长，现在对单元进行分割，分割的标准是根据结构的实际布置来确定。单元单元/ /分割单元分割单元分割分割/ /分割类型分割类型: : 线单元线单元( (开开) )任意间距任意间距( (开开) )X:0.55,1.45,2,2(X:0.55,1.45,2,2(选择选择1 1号单元号单元) )图图18.18. 分割分割1 1号单元号单元4-27分割单元分割单元(2)(2)单元单元/ /分割单元分割单元分割分割/ /分割类型分割类型: : 线单元线单元( (开开) )等间距：等间距：X X方向分割数量方向分割数量(8)(8

32、)(选择选择2 2、5 5、8 8号单元号单元) )X X方向分割数量方向分割数量(4)(4) ( (选择选择3 3、4 4、6 6、7 7、9 9号单元号单元) )任意间距：任意间距：X:1.45(X:1.45(选择选择2323、3838、5353号单元号单元) )X:0.55(X:0.55(选择选择4 4、7 7号单元号单元) )图图19.19. 分割其余单元分割其余单元4-28建立变截面组建立变截面组 对于目前的结构，每跨对于目前的结构，每跨T T梁的端部是变截面的。梁的端部是变截面的。单元单元/ /变截面组变截面组组名组名: :第一跨变截面左第一跨变截面左( (选择选择1 1 10to

33、1310to13单元单元) )组名组名: :第一跨变截面右第一跨变截面右( (选择选择3 3 21to2421to24单元单元) )组名组名: :第二跨变截面左第二跨变截面左( (选择选择4 4 25to2825to28单元单元) )组名组名: :第二跨变截面右第二跨变截面右( (选择选择6 6 36to3936to39单元单元) )组名组名: :第三跨变截面左第三跨变截面左( (选择选择7 7 40to4340to43单元单元) )组名组名: :第三跨变截面右第三跨变截面右( (选择选择9 9 51to5451to54单元单元) )Z Z轴轴: : 线性线性; ; y y轴轴: : 线性线性

34、图图20.20. 建立变截面组建立变截面组4-29复制单元复制单元 全桥为全桥为5 5片片2.5m2.5m的的T T梁组成梁组成, ,所以在建立好一片所以在建立好一片T T梁的基础上采用复制的方法建梁的基础上采用复制的方法建立剩余的四片主梁。立剩余的四片主梁。单元单元: :移动移动/ /复制复制形式形式: : 复制复制( (开开) )等间距：等间距： dx,dy,dz:0,2.5,0dx,dy,dz:0,2.5,0复制次数复制次数:4:4 全选全选, , 图图21.21. 复制单元复制单元4-30建立横梁建立横梁在本结构中对结构进行简化处理后，设定两种横梁：端横梁和中横梁在本结构中对结构进行简

35、化处理后，设定两种横梁：端横梁和中横梁，端横梁为各跨的端部，中横梁为除端横梁以外的部分横梁。，端横梁为各跨的端部，中横梁为除端横梁以外的部分横梁。建立端横梁建立端横梁模型模型 单元单元 建立单元建立单元单元类型单元类型: :一般梁一般梁/ /变截面梁变截面梁材料材料: :号号 1 1 名称名称 C50C50截面号截面号:4:4 名称名称: : 4:4:端部横梁端部横梁交叉分割交叉分割: : 节点节点 ( (开开) ) 单元单元( (开开) )节点连接节点连接: : (11(11 222)222) (25(25 250)250) (29(29 228)228) (40(40 262)262) (

36、44(44 234)234) (55(55 274)274)图图22.22. 建立端部横梁建立端部横梁4-31建立中横梁建立中横梁模型模型 单元单元 建立单元建立单元单元类型单元类型: :一般梁一般梁/ /变截面梁变截面梁材料材料: :号号 1 1 名称名称 C50C50截面号截面号:4:4 名称名称: : 5:5:中部横梁中部横梁交叉分割交叉分割: : 节点节点 ( (开开) ) 单元单元( (开开) )节点连接节点连接: : (13(13 240)240) (27(27 252)252) (42(42 264)264) 图图21.21. 建立中横梁建立中横梁图图23.23. 建立中部横梁建

37、立中部横梁4-32复制中横梁复制中横梁模型模型 单元单元 移动移动/ /复制单元复制单元单元类型单元类型: :一般梁一般梁/ /变截面梁变截面梁形式形式: : 复制复制( (开开) )移动和复制移动和复制: :等间距等间距( (开开) ) dx,dx, dy,dy, dz:4,dz:4, 0,0, 0 0 复制次数复制次数:6:6交叉分割交叉分割: : 节点节点 ( (开开) ) 单元单元( (开开) )复制节点属性复制节点属性( (开开) )，复制单元属性，复制单元属性( (开开) )选择选择:295to306:295to306单元单元 图图24.24. 复制建立全部中横梁复制建立全部中横梁

38、4-33定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组 为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段(construction stage)所要激活和钝化的单元、边界条件和荷载定义为组，并利用组来定义施工阶段。建立结构组建立结构组 组组 结构组结构组 新建新建定义结构组定义结构组 名称名称( (先简支先简支) ) 定义结构组定义结构组 名称名称( (合拢段合拢段) ) 定义结构组定义结构组 名称名称( (横梁横梁) )定义结构组定义结构组 名称名称( (纵梁左边纵梁左边) )定义结构组定义结构组 名称名称( (纵梁右边纵梁右边) ) 图图25.25. 建立结构组建立结构组

39、4-34建立边界组建立边界组 组组 边界组边界组 新建新建定义边界组定义边界组 名称名称( (两端临时支座两端临时支座) ) 定义边界组定义边界组 名称名称( (两端永久支座两端永久支座) ) 定义边界组定义边界组 名称名称( (中跨永久支座中跨永久支座) )定义边界组定义边界组 名称名称( (中跨临时支座中跨临时支座)()(后缀后缀1to2)1to2) 图图26.26. 建立边界组建立边界组4-35建立荷载组建立荷载组 组组 荷载组荷载组 新建新建定义荷载组定义荷载组 名称名称( (自重自重) ) 定义荷载组定义荷载组 名称名称( (二期恒载二期恒载) ) 定义荷载组定义荷载组 名称名称(

40、(预应力预应力1)1)定义荷载组定义荷载组 名称名称( (预应力预应力2)2) 图图27.27. 建立荷载组建立荷载组4-36建立钢束组建立钢束组 组组 钢束组钢束组 新建新建定义钢束组定义钢束组 名称名称( (正弯矩正弯矩7)7) 定义钢束组定义钢束组 名称名称( (正弯矩正弯矩8)8) 定义钢束组定义钢束组 名称名称( (正弯矩正弯矩9)9)定义钢束组定义钢束组 名称名称( (负弯矩负弯矩10)10) 图图28.28. 建立钢束组建立钢束组4-37定义结构组定义结构组 组组 结构组结构组 单元号单元号 (on)(on)窗口选择窗口选择: : (1to3(1to3 5to221by545to

41、221by54 6to222by546to222by54 8to238to23 25to3825to38 40t40to57o57 62to7762to77 79to9279to92 94to11194to111 116to131116to131 133to146133to146 148to165148to165 170t170to185o185 187to200187to200 202to219202to219 224to239224to239 241to254241to254 256to270)256to270)组组 结构组结构组 先简支先简支 ( (拖拖& &放放) )窗

42、口选择窗口选择: : (4to220by54(4to220by54 7to223by547to223by54 24to240by5424to240by54 39to255by39to255by54)54)组组 结构组结构组 合拢段合拢段 ( (拖拖& &放放) )窗口选择窗口选择: : (271to378)(271to378)组组 结构组结构组 横梁横梁 ( (拖拖& &放放) )窗口选择窗口选择: : (217to270)(217to270)组组 结构组结构组 纵梁左边纵梁左边 ( (拖拖& &放放) )窗口选择窗口选择: : (1to54)(

43、1to54)组组 结构组结构组 纵梁右边纵梁右边 ( (拖拖& &放放) )图图29.29. 定义结构组定义结构组4-38输入边界条件输入边界条件输入两端临时支座输入两端临时支座 组组 边界组边界组模型模型 / /边界条件边界条件 / / 一般支承一般支承窗口选择窗口选择 (11(11 5757 167167 222)222)边界组名称边界组名称: : 两端临时支座两端临时支座支承条件类型支承条件类型 Dx,Dx, Dy,Dy, RxRx ( (开开) )窗口选择窗口选择 (112)(112)边界组名称边界组名称: : 两端临时支座两端临时支座支承条件类型支承条件类型 Dx,D

44、x, RxRx ( (开开) )窗口选择窗口选择 (55(55 109109 219219 274)274)边界组名称边界组名称: : 两端临时支座两端临时支座支承条件类型支承条件类型 Dx,Dx, Dy,Dy, RxRx ( (开开) )窗口选择窗口选择 (164)(164)边界组名称边界组名称: : 两端临时支座两端临时支座支承条件类型支承条件类型 Dx,Dx, RxRx ( (开开) )图图30.30. 输入两端临时支座输入两端临时支座4-39输入两端永久支座输入两端永久支座 组组 边界组边界组模型模型 / /边界条件边界条件 / / 一般支承一般支承窗口选择窗口选择 (11(11 57

45、57 167167 222)222)边界组名称边界组名称: : 两端永久支座两端永久支座支承条件类型支承条件类型 DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (112)(112)边界组名称边界组名称: : 两端永久支座两端永久支座支承条件类型支承条件类型 Dy,Dy, DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (55(55 109109 219219 274)274)边界组名称边界组名称: : 两端永久支座两端永久支座支承条件类型支承条件类型 DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (164)(164)边界组名称边界组名称: : 两端永久支座两端永久支座支承条件类型支承条件类型 Dy,D

46、y, DzDz ( (开开) )图图31.31. 输入两端永久支座输入两端永久支座4-40输入中跨临时支座输入中跨临时支座1 1 组组 边界组边界组模型模型 / /边界条件边界条件 / / 一般支承一般支承窗口选择窗口选择 (25(25 2929 6363 8585 173173 195195 228228 250)250)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座1 1支承条件类型支承条件类型 DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (118(118 140)140)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座1 1支承条件类型支承条件类型 Dy,Dy, DzDz (

47、(开开) )窗口选择窗口选择 (40(40 4444 6969 9797 179179 207207 234234 262)262)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座1 1支承条件类型支承条件类型 DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (124(124 152)152)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座1 1支承条件类型支承条件类型 Dy,Dy, DzDz ( (开开) )图图32.32. 跨中临时支座跨中临时支座1 14-41输入中跨临时支座输入中跨临时支座2 2 组组 边界组边界组模型模型 / /边界条件边界条件 / / 一般支承一般支承窗口选择窗

48、口选择 (25(25 4040 8585 9797 195195 207207 250250 262)262)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座2 2支承条件类型支承条件类型 DyDy ( (开开) )窗口选择窗口选择 (118)(118)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座2 2支承条件类型支承条件类型 Dx,Dx, RxRx ( (开开) )窗口选择窗口选择 (29(29 4444 6363 6969 173173 179179 228228 234)234)边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座2 2支承条件类型支承条件类型 DyDy (

49、(开开) )窗口选择窗口选择 (124(124 ) )边界组名称边界组名称: : 跨中临时支座跨中临时支座2 2支承条件类型支承条件类型 Dx,Dx, RxRx ( (开开) )图图33.33. 中跨临时支座中跨临时支座2 24-42输入中跨永久支座输入中跨永久支座 组组 边界组边界组模型模型 / /边界条件边界条件 / / 一般支承一般支承窗口选择窗口选择 (4(4 6262 172172 227)227)边界组名称边界组名称: : 中跨永久支座中跨永久支座支承条件类型支承条件类型 DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (117)(117)边界组名称边界组名称: : 中跨永久支座中跨永

50、久支座支承条件类型支承条件类型 Dy,Dy, DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (7(7 6868 178178 233)233)边界组名称边界组名称: : 中跨永久支座中跨永久支座支承条件类型支承条件类型 DzDz ( (开开) )窗口选择窗口选择 (123)(123)边界组名称边界组名称: : 中跨永久支座中跨永久支座支承条件类型支承条件类型 Dx,Dx, Dy,Dy, DzDz ( (开开) )图图34.34. 输入跨中永久支座输入跨中永久支座4-43修改单元的理论厚度修改单元的理论厚度模型模型/ /材料和截面特性材料和截面特性/ /修改单元的材料时间依存特性修改单元的材料时间

51、依存特性选项选项 添加添加/ /替换替换单元依存材料特性单元依存材料特性 构件的理论厚度构件的理论厚度自动计算自动计算( (开开) )规范规范 中国标准中国标准公式为：公式为：a(0.5)a(0.5)图图35.35. 修改理论厚度修改理论厚度4-44PSCPSC截面钢筋输入截面钢筋输入结构PSC截面的钢筋的数量见下表:表表2.PSC2.PSC截面钢筋截面钢筋截面直径数量Ref.YY(m)Ref.ZZ(m)间距(m)I1d2225中央0上部0.060.1跨中等截面I2d226中央0下部0.060.1I1d2225中央0上部0.060.1I2d226中央0下部0.060.1J1d2225中央0上部

52、0.060.1梁端变截面左J2d226中央0下部0.060.1I1d2225中央0上部0.060.1I2d226中央0下部0.060.1J1d2225中央0上部0.060.1梁端变截面右J2d226中央0下部0.060.1说明: 实际结构中PSC截面的钢筋数量在不同的截面位置有所不同，但是本例题中做了简化处理，认为其钢筋布置相同。在本设计中箍筋数量不作考虑，仅仅以纵向主筋来考虑。4-45PSCPSC截面钢筋输入方法如下截面钢筋输入方法如下模型模型 材料和截面特性材料和截面特性PSCPSC截面钢筋截面钢筋截面列表截面列表 跨中等截面跨中等截面纵向钢筋纵向钢筋(i,j)两端钢筋信息相同(开)I I

53、端端1 直径(d22) 数量(25) Ref.Y(中央) Y(0) Ref.Z(上部) Z(0.06) 间距(0.10)2 直径(d22) 数量(6) Ref.Y(中央) Y(0) Ref.Z(下部) Z(0.06) 间距(0.10)图图36.36. PSCPSC截面钢筋输入截面钢筋输入注:其余的钢筋输入同图36，具体的参数见表1。4-46输入荷载输入荷载输入施工阶段分析中的荷载(自重、二期恒载和预应力荷载)和非施工阶段的荷载(温度荷载)。输入荷载工况荷载荷载/ / 静力荷载工况静力荷载工况名称名称 ( (自重自重) ) 类型类型 ( (施工阶段荷载施工阶段荷载(cs)(cs) 名称名称 (

54、(二期恒载二期恒载) ) 类型类型 ( (施工阶段荷载施工阶段荷载(cs)(cs)名称名称 ( (预应力预应力1)1) 类型类型 ( (施工阶段荷载施工阶段荷载(cs)(cs) 名称名称 ( (预应力预应力2)2) 类型类型 ( (施工阶段荷载施工阶段荷载(cs)(cs) 名称名称 ( (系统温度升系统温度升) ) 类型类型 ( (温度荷载温度荷载(T)(T)名称名称 ( (系统温度降系统温度降) ) 类型类型 ( (温度荷载温度荷载(T)(T)名称名称 ( (节点温度节点温度) ) 类型类型 ( (温度荷载温度荷载(T)(T)名称名称 ( (单元温度单元温度) ) 类型类型 ( (温度荷载温

55、度荷载(T)(T)名称名称 ( (梁截面温度梁截面温度) ) 类型类型 ( (温度梯度温度梯度(TPG)(TPG)图图37.37. 定义荷载工况定义荷载工况4-47输入恒荷载输入恒荷载使用 自重自重 功能输入恒荷载。荷载荷载 / / 自重自重荷载工况名称荷载工况名称 自重自重荷载组名称荷载组名称 自重自重自重系数自重系数 Z Z (-1)(-1) 图图38.38. 输入自重输入自重4-48输入二期恒载输入二期恒载使用 梁单元荷载梁单元荷载 功能输入二期恒载。荷载荷载 / / 梁单元荷载梁单元荷载( (连续连续) )荷载工况名称荷载工况名称 二期恒载二期恒载荷载组名称荷载组名称 二期恒载二期恒载

56、荷载类型荷载类型 均布荷载均布荷载荷载作用的单元荷载作用的单元 两点间直线两点间直线方向方向 整体坐标系整体坐标系Z Z 投影投影 否否( (开开) )数值数值 相对值相对值( (开开) ) X1(0)X1(0) W(-1.2)W(-1.2) X2(1)X2(1)加载区间加载区间( (两点两点)(1)(1 10)10)复制荷载复制荷载( (开开) ) 方向方向:y(:y(开开) ) 距离距离: : 42.542.5图图39.39. 输入二期恒载输入二期恒载4-49输入预应力荷载输入预应力荷载输入钢束特性值输入钢束特性值输入正弯矩钢束输入正弯矩钢束7(77(7j15.24)j15.24)荷载荷载

57、/ / 预应力荷载预应力荷载 / / 预应力钢束的特性值预应力钢束的特性值预应力钢束的名称预应力钢束的名称 (Tendon1)(Tendon1) ; ; 预应力钢束的类型预应力钢束的类型 内部内部( (后张后张) )材料材料2:2: Strand1860Strand1860 钢束总面积钢束总面积 (0.00098)(0.00098) 或者或者 钢铰线公称直径钢铰线公称直径15.2mm(1x7)15.2mm(1x7) 钢铰线股数钢铰线股数 ( ( 7)7) 导管直径导管直径 (0.08)(0.08) ; ; 钢束松弛系数钢束松弛系数( (开开) )：JTG04JTG04 0.30.3 超张拉超张

58、拉( (开开) )预应力钢筋与管道壁的摩擦系数预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: : 0.00660.0066（1/m1/m）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: :开始点开始点:0.006m:0.006m结束点结束点:0.006m:0.006m粘结类型粘结类型 粘结粘结 图图40.40. 钢束特性值钢束特性值1 14-50输入正弯矩钢束输入正弯矩钢束8(88(8j15.24)j15.24)荷载荷载/ / 预应力荷载预应力荷载 / / 预应力钢束的特性值预应力钢束的特性值预应力钢束的名称预应力

59、钢束的名称 (Tendon2)(Tendon2) ; ; 预应力钢束的类型预应力钢束的类型 内部内部( (后张后张) )材料材料2:2: Strand1860Strand1860 钢束总面积钢束总面积 (0.00112)(0.00112) 或者或者 钢铰线公称直径钢铰线公称直径15.2mm(1x7)15.2mm(1x7) 钢铰线股数钢铰线股数 ( ( 8 8 ) ) 导管直径导管直径 (0.08)(0.08) ; ; 钢束松弛系数钢束松弛系数( (开开) )：JTG04JTG04 0.30.3 超张拉超张拉( (开开) )预应力钢筋与管道壁的摩擦系数预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3:0.3

60、管道每米局部偏差对摩擦的影响系数管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: : 0.00660.0066（1/m1/m）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: :开始点开始点:0.006m:0.006m结束点结束点:0.006m:0.006m粘结类型粘结类型 粘结粘结 图图41.41. 钢束特性值钢束特性值2 24-51输入正弯矩钢束输入正弯矩钢束9(99(9j15.24)j15.24)荷载荷载/ / 预应力荷载预应力荷载 / / 预应力钢束的特性值预应力钢束的特性值预应力钢束的名称预应力钢束的名称 (Tendon3)(Tendon3) ; ; 预应力钢束的类型预应力钢束的类型 内部内部( (后张后张) )材料材料2:2: Strand1860St