桥梁工程毕业设计桥梁结构电算教案ppt课件

1、2021.05.05主要内容n桥梁电算的内容及施工方法确定桥梁电算的内容及施工方法确定n桥梁单元划分桥梁单元划分n施工计算阶段确实定施工计算阶段确实定n预应力钢束的输入预应力钢束的输入n桥梁计算结果的复核桥梁计算结果的复核桥梁电算的内容及施工方法确定n桥梁电算的内容n恒载内力n活载内力n支座沉陷、温度变化引起的附加内力n预应力n变形n应力桥梁电算的内容及施工方法确定n施工方法n支架法、悬臂施工法、缆索吊装法等n特别提示:n 不同的施工方法对桥梁的最终内力的影响是不一样的。n施工方法：悬臂施工n节段划分：根据挂篮设计分量确定节段长度，通常为35mn合龙段：普通为2mn现浇段：根据底板预应力束锚固

2、位置划分长度桥梁单元划分杆件相交处杆件相交处截面突变处截面突变处衔接处为铰包括主从节点衔接处为铰包括主从节点施工阶节段的分界点施工阶节段的分界点约束位置暂时约束、永久约束等约束位置暂时约束、永久约束等需求输出的截面影响线位置需求输出的截面影响线位置施工阶段单元与节点构造离散应遵照的原那么 符合实践构造的构造与受力特点，反映构符合实践构造的构造与受力特点，反映构造的真实受力必要时需引入刚臂；造的真实受力必要时需引入刚臂； 离散后应坚持几何不变体；离散后应坚持几何不变体； 本构关系应反映资料的性质。本构关系应反映资料的性质。刚臂单元及其运用 适用场所 节点衔接处有一个刚性域如桁架拱，P30 几个杆

3、件的节点不能重合在一同如延续刚构桥中的零号块域桥墩，见教材P31 留意：在有限元分析中，是用杆件的形心来表示单元的。 桥梁博士处置方法：采用一样的节点编号，不同的节点坐标，程序自动处置为刚臂。刚臂单元运用举例延续刚构桥模型延续梁桥模型施工计算阶段确定 1、延续刚构桥悬臂施工主要过程 施工过程：浇筑桥墩、施工0#块延续梁桥暂时锚固、拼装挂篮、浇筑1#块混凝土、张拉预应力钢束、挪动挂篮、浇筑2#块、张拉预应力钢束中间某个时段支架施工边跨现浇直至悬臂施工完成、边跨合拢、中跨合拢、施工桥面系。施工计算阶段确定 2、施工阶段的划分 对1个混凝土阶段，实践包括：挪动挂篮撤除挂篮、安装挂篮、挂篮加载、挂篮转

4、移锚固预应力张拉3个过程。 留意：在第一个节段，只需挂篮安装，无挂篮撤除。 根据以上1、2两点，即可确定施工计算阶段数。预应力钢束的计算 步骤步骤1：按照预定的施工过程，计入挂篮，模拟施工过程，：按照预定的施工过程，计入挂篮，模拟施工过程，计算各个截面的内力；计算各个截面的内力； 步骤步骤2：计算活载和其它影响下的内力；：计算活载和其它影响下的内力； 步骤步骤3：荷载组合；：荷载组合； 步骤步骤4：根据规范要求，估算出各个截面的预应力束数；：根据规范要求，估算出各个截面的预应力束数； 步骤步骤5：计算有效预应力；：计算有效预应力； 步骤步骤6：预应力布束需满足间距、最小弯曲半径的要：预应力布束

5、需满足间距、最小弯曲半径的要求；求； 步骤步骤7：分别验算各个截面的应力，当不满足时，调束，：分别验算各个截面的应力，当不满足时，调束，反复步骤反复步骤5、6、7。预应力钢束的输入 方法：导线点法、非导线点法 参考点的选取：以方便输入为根本原那么 竖弯束：照例输入 平弯束：照例输入 空间束：竖弯、平弯同时进展。要求：竖弯、平弯的特征点x坐标一致。拱桥计算方法 手册法 有限元法拱桥计算步骤 细化构造尺寸细化构造尺寸 将拱、拱上建筑离散为杆系单元，留意将拱、拱上建筑离散为杆系单元，留意刚臂单元、主从节点的合理运用刚臂单元、主从节点的合理运用 计算恒载内力计算恒载内力 计算活载内力：汽车、人群、温差

6、、地计算活载内力：汽车、人群、温差、地基沉陷等基沉陷等 内力组合，截面强度、稳定性内力组合，截面强度、稳定性拱桥计算步骤 施工阶段的计算与主拱资料、施工方法施工阶段的计算与主拱资料、施工方法有关有关 1) 石拱桥，只需验算裸拱形状下的内力石拱桥，只需验算裸拱形状下的内力 2) 缆索吊装的钢筋混凝土拱桥，应验算缆索吊装的钢筋混凝土拱桥，应验算安装阶段的主拱承载力安装阶段的主拱承载力 3) 钢管拱，需求验算其承载力、稳定钢管拱，需求验算其承载力、稳定 绘制构造图绘制构造图拱桥单元划分原那么 遵照前面的离散原那么 控制截面拱脚、L/8、L/4、3L/8、拱顶等 其他假设有本卷须知施工计算阶段确定 施

7、工过程：主拱圈施工、拱上立柱、吊杆横梁施工、桥面系施工等。 施工阶段： 粗略：按以上施工过程划分； 精细：以上施工过程再细分。结果的复核 技巧：技巧： 先定性判别，再定量分析；先定性判别，再定量分析； 分段建模，逐渐添加单元；分段建模，逐渐添加单元； 图形显示；图形显示； 擅长判别，擅长总结；擅长判别，擅长总结； 先运转桥博自检。先运转桥博自检。 常见错误：常见错误： 约束自在度不够或多余；约束自在度不够或多余； 暂时约束不恰当施加、撤除；暂时约束不恰当施加、撤除； 施加单元错误；施加单元错误； 预应力施加错误；预应力施加错误； 荷载施加错误。荷载施加错误。斜拉桥计算步骤 细化截面尺寸细化截面

8、尺寸 确定施工方法前支点挂篮、后支点挂确定施工方法前支点挂篮、后支点挂篮篮 计算自重、活载作用下斜拉索成桥索力计算自重、活载作用下斜拉索成桥索力 反算斜拉索初始张拉索力反算斜拉索初始张拉索力 模拟施工过程，进展前进分析模拟施工过程，进展前进分析 验算、绘图验算、绘图三 主梁作用效应组合 最后将永久作用和几种可变作用按规定组合起来，以求得各个控制截面的最大弯矩和最大剪力值。 按4.1.6条规定，承载才干极限形状的根本组合，其公式为1.21.2* *恒荷载恒荷载+1.4+1.4* *汽车荷载汽车荷载1.21.2* *恒荷载恒荷载+1.4+1.4* *汽车荷载汽车荷载+0.8+0.8* *1.41.

9、4* *人群荷载人群荷载1.21.2* *恒荷载恒荷载+1.4+1.4* *汽车荷载汽车荷载+ + 0.7 0.7* *1.41.4* *人群荷载人群荷载+1.1+1.1* *风荷载风荷载1.21.2* *恒荷载恒荷载+1.4+1.4* *汽车荷载汽车荷载 +0.6 +0.6* *1.41.4* *人群荷载人群荷载+1.1+1.1* *风荷载风荷载+1.4+1.4* *土压力土压力1.21.2* *恒荷载恒荷载+1.4+1.4* *汽车荷载汽车荷载+0.5+0.5* *1.41.4* *人群荷载人群荷载 +1.1 +1.1* *风荷载风荷载+1.4+1.4* *土压力土压力+1.4+1.4*

10、*汽车制动力汽车制动力 按4.1.7条规定，正常运用极限形状的作用短期效应组合,其公式为： 按4.1.7条规定，正常运用极限形状的作用长期效应组合,其公式为： 三. 预应力钢束的估算及其布置 根据规定，预应力梁应满足正常运用极限形状的应力要求和承载才干极限形状的强度要求。 一跨中截面钢束的估算和确定 1.按正常运用极限形状的应力要求估算钢束数 对于简支梁带马蹄的T形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制是，那么钢束数n的估算公式： 式中： 耐久形状运用荷载产生的跨中弯矩规范组合值 与荷载有关的阅历系数，对于公路二级， 取用0.565 一股钢绞线截面积1()KPp KsPMnCAfkeKM1CPA2

11、. 按承载才干极限形状估算钢束数 根据极限形状的应力计算图式，受压区混凝土到达极限强度 , 应力图式呈矩形，同时预应力钢束也到达设计强度 ,那么钢束数的估算公式为： 式中： 承载才干极限形状的跨中最大弯矩 阅历系数，普通采用0.750.77 预应力钢绞线的设计强度dpdPMnhfAdMpdfcdfp df针对新规范关于荷载组合的处置 承载才干极限形状组合：组合I：根本组合，按规范JTG D60-2019第4.1.6条规定；组合IV：撞击组合，按规范JTG D60-2019第4.1.6条规定；组合VI：地震组合；其他组合不用。 正常运用极限形状内力组合：组合I：长期效应组合，按规范JTG D60

12、-2019第4.1.7条规定；组合II：短期效应组合，按规范JTG D60-2019第4.1.7条规定；组合V：施工组合；其他组合不用。针对新规范关于荷载组合的处置 应力组合：组合I：长期效应组合，按规范JTG D60-2019第4.1.7条规定；组合II：短期效应组合，按规范JTG D60-2019第4.1.7条规定；组合III：规范组合，一切应力组合时各种荷载的分项组合系数都为1.0，参与组合的荷载类型为规范JTG D60-2019第4.1.7条中短期效应组合中规定的一切荷载类型；组合IV：撞击组合；组合V：施工组合；组合VI：不用。 六.主梁截面承载力与应力验算 一耐久情况承载才干极限形

13、状承载力验算 在承载才干极限形状下，预应力混凝土梁沿正截面和斜截面都有能够破坏，应验算以下两类截面的承载力。 1.主截面承载力验算确定混凝土受压区高度验算正截面承载力 按5.2.2条，其公式为：式中： 桥梁构造的重要性系数，按5.1.5条取用002dc dfxMfbh0验算最小配筋率 按9.1.2条规定，其公式为：2.斜截面承载力验算1斜截面抗剪承载力验算 5.2.6条规定为:距支座中心h/2处截面受拉区弯起钢筋起点处截面锚于受拉区的纵向钢筋开场不受力处的截面箍筋数量或间距改动处的截面构件腹板宽度变化处的截面2 斜截面抗弯承载力验算二耐久情况正常运用极限形状抗裂验算 长期以来，桥梁预应力构件的

14、抗裂验算，都是以构件混凝土的拉应力能否超越规定的限值来表示的，分为正截面抗裂和斜截面抗裂验算。 1.正截面抗裂验算 据6.3.1条，其公式为：2.斜截面抗裂验算据6.3.1条，其公式为：三 耐久情况构件的应力验算 按耐久情况设计的预应力混凝土受弯构件，应计算其运用阶段正截面混凝土的法向压应力受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力，并不得超越规范规定的限制。计算时荷载取其规范指，汽车荷载应思索冲击系数。 1.正截面混凝土压应力验算 据7.1.5条，其公式为：式中： 在作用规范效应组合下混凝土的法向压应力，按下式计算： 由预应力产生的混凝土法向拉应力，按下式计算： 规范效应组合的弯矩值0 .5

15、k cp tc kf11gkgk cn so sMMMWWpPptnnsNMAWkcptkM2.预应力筋拉应力验算 据7.1.5条，其公式为：式中： 预应力筋扣除全部预应力损失后的有效预应力 在作用规范效应组合下受拉区预应力筋产生的拉应力，按下式计算： 分别为钢束重心到截面净轴的间隔，即 在作用规范效应组合下预应力筋重心处混凝土的法向拉应力 预应力筋与混凝土的弹性模量比0 .6 5p cpp kf11kgogk cnoMMeMII,nnxiooxieya eyapE pk tpcp,noe ektE p3.截面混凝土主压应力验算 按7.1.6条，其公式为：式中： 有作用规范效应组合和预应力产生

16、的混凝土主压应力，按下式计算：式中： 在计算主应力点，由荷载规范组合和预应力产生的混凝土法向应力 在计算主应力点，由荷载规范组合和预应力产生的混凝土剪应力0.6cpckf2211124()c xc xc ppKgPc xnOnnOgnkgOnnonNMMMyYAIIVSVVSVSIbIbIbcpcx四短暂情况构件的应力验算 桥梁构件的短暂情况，应计算其在制造、运输及安装等施工阶段混凝土截面边缘的法向应力。1.预加应力阶段的应力验算 据7.2.8条，施工阶段正截面应力应符合以下要求：式中： 预加应力阶段混凝土的法向压应力、拉应力，按下式计算： 与构件制造运输安装各施工阶段混凝土立方体抗压强度 相应的抗压强