波形钢腹板桥梁课程设计

1、波形钢腹板桥梁课程设计钢一混凝土组合结构桥梁课程设计学院:土木工程学院专业班级：桥梁1301姓名：唐瑞龙学号：201301010128指导老师：刘志文2017年1月2日摘要：钢一混凝土组合结构桥梁是目前桥梁工程 中应用十分广泛的一种结构，与混凝土桥梁、钢 桥并列齐名！在欧美、日本等国家，钢一混凝土 组合桥梁的应用十分广泛，国内最近几年开始逐 渐关注并建设。由于传统PC箱梁桥有跨中下挠、梁体开裂等缺点，经过大量的研究，波形钢腹板 桥梁得到了极大的发展， 本次课设就是运用Midas软件对波形钢腹板简支梁桥进行建模、分 析，让我们熟悉波形钢腹板桥的变形及力学性 关键词：波形钢腹板；内力分析；迈达斯目

2、录一：技术参数及设计内容 .2二：材料及截面 .3-5三：简支梁建模过程.5-8四：运行结果.9-11一：技术参数1. 荷载及公路等级：公路-II 级，两车道, 二级公路；2. 设计车速：80km/h。2. 结构形式：简支梁；3. 计算跨径：L=40.0m ;桥宽：B=12.0m4. 防撞护栏采用新泽西护栏（宽度 50cm, 高100cm，具体重量请根据自己拟定的 图纸计算）；5. 桥面铺装采用：1cm 厚的沥青改性防水 层，9cm 厚的沥青混凝土；6. 材料：混凝土：主梁顶、底板采用 C50 混凝土；钢 材：波形钢腹板采用 Q345C （屈服 应力：345MPa ;设计荷载作用下允许剪应力为

3、 120MPa）；预应力钢束：15.2高强度低松弛钢绞线（抗拉强度标准值为fpk=1860MP a抗拉强 度设计值ftk=1260M P，正常允许拉应力ftk-1209M P a）7.施工方法：满堂支架施工。设计及计算内容1.根据所给技术参数拟定波形钢腹板PC预应力混凝土简支梁桥相关参数（主梁、波形钢腹板以及顶、底板预应力钢束、体外束等）;2.计算结构在自重（一期恒载+二期恒载）作用下支座反力和截面内力（弯矩、剪力）；3.计算结构在公路-II 级荷载作用下的内力包络图（弯矩、剪力）；4.对正常使用极限状态下跨中截面混凝 土顶、底板外缘应力进行验算；提示：根据公路钢筋混凝土及 预应力混凝土桥涵设

4、计规范 第 7.1.5 条, 使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面 混凝土最大压应力应符合下式规定：二kc；pt乞0.5fck其中： “kc为荷载标准组合下截面边缘 混凝土的压应力；Cpt为由预加力产生的混 凝土拉应力。5.对正常使用极限状态下支点截面波形钢腹板的剪应力进行验算。提示：设计荷载作用下波形钢腹板的剪应力应根据下式验算:d 其中：5 设计荷载下（标准 荷载）波形钢腹板的剪应力，d=。T,Q为由竖向剪力引起的剪应力，T为由 扭矩引起的剪应力，此处简化暂令=120MPa:材料及截面1.定义材料T= 0.0；ht其中Q为竖向剪力,波形钢腹板的高度,厚度）；t为波形钢腹板的2.定义截面波形钢

5、腹板的厚度一般为 8mm22mm, 借鉴 Cognac 桥，高跨比一般为 1/20 左右，因此 梁高取 2.3m钢腹板中，h/a 般在 0.40.6,直板段与斜板段 宽度相等。故取 a=0 46m, b=0 4m, h=0 23m新泽西防护栏设计:混凝土标号采用 C30,通过计算配筋，截面积 A=0.2642m2:建模建模过程：（1）建立项目（2）建立节点，建立单元，建立节点单元可以直接在迈达斯里面建立，也可以通过建立节点单元表格然后导入。（3）设置材料，组合结构材料， 混凝土 C50，钢腹板 Q345，钢绞线 I860.（4） 截面特性设置，有两种方法，可以通过 设计截面的设计用数值截面导入

6、导入 CAD 的 dxf 格式，也可以直接输入尺寸（外部，内部轮廓尺寸）（5） 建立约束条件。（ 6）施加荷载条件，包括自重，二期恒载，预应力荷载。（7）运行分析。梁单元第 10 页边界条件（一侧固定铰支座，一侧活动铰支座）施加荷载条件已知桥面铺装采用 1cm 厚的沥青改性防水层，容重取 12KN/m3，9cm 厚的沥青混凝土，容重22KN/m3, C30 钢筋混凝土容重为26KN/m3，所以二期恒载q恒 2=：0.01 120.09 22120.2642 24 =31.5408KN / m ： 31.5KN/m第 11 页二期恒载:横隔板简化为集中力钢束特性值ISECXJOU/rv Z品电丙

7、仁甘序前甲蛉拾*nIOIFQ.flK$旺豆ii尹?H径材冲匸僧蒋应力訓冏用搏定话誉说 t 沁尢破勻包芝妙摩93二习二钢束形状第 12 页四：运行分析自重作用下的内力图:弯矩图第 13 页越 僦置I单元諏衰Sin （A）雾ItoZO类型嘯涓吵I億改1冈束特性值I复制和移罰导出DXF(E).Mi Oi)剪力图一心g 严2 卸沖帥血严;支座反力为 2528KN.公路 II 级荷载下内力包络图弯矩包络图1#购舟诅亠0-00.0 Q（W U.D 0.0 D.D 0D.O D.D -J.Q 0.0Q.0-J.剪力包络图:第 14 页.04.0353和沦仲炉匚沁解碑锵嘟2 90而耳気乐应力验算正常使用状态下

8、跨中截面的应力板顶应力；最大应力为-7377KPa板底应力；最大应力为 6285KPa第 15 页2氏2 59活91-9 Xi5.41S0.4196预应力的应力图：iTEI川IWHT严 E 血 T沁节臣*K-12r-o z=o第 16 页板顶应力：由图最大应力为 297KPa296.7 295.4 2923 289.2 289.2 292.3 295.4 296.7板底应力：由图最大应力为-8493KPaT引詞sdP田3根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范第 7.1.5 条，使用阶段预应力混 凝土受弯构件正截面混凝土最大压应力应 符合下式规定：二kc ，pt乞0.5fck其中：-c为

9、荷载标准组合下截面边缘混凝土的压 应力；匚为由预加力产生的混凝土拉应力；fck- 32. 4MP第 17 页根据公式40. 5fck板顶、板底应力是否符合要求板顶应力验算： 二kc=-7377KPa =-7.38MPa二戌- -297KPa - -0.297M Pa二kc亠pt=7.5MPa 0.5 32.4 =16.2MPa； 故符合要求.板底应力验算二kc=6285KPa =6.29MPa-pt8493KPa二-8.5MPa二kc；pt=14.8MPa 0.5 32.4 =16.2MPa；故符合要求.正常使用极限状态下支点截面波形钢腹板的剪 应力进行验算：正常使用下的剪力:第 18 页设计荷载作用下波形钢腹板的剪应力应根据下 式验算：d盯其中:设计荷载下 （标准荷载） 波形钢腹板的 剪应力，d=Q T，-Q为由竖向剪力引起的剪应力，T