45+80+45三跨预应力混凝土变截面连续箱梁计算书

1、.三跨预应力箱型连续梁桥分析与设计学院专业年级班别学号学生姓名指导教师2010年6月2日.目录1.概 要21.1 桥梁基本数据以及一般截面22.设定建模环境33.桥梁分析43.1 定义材料和截面43.2 建立结构模型63.3 建立荷载组93.4 输入荷载103.5 定义并建立施工阶段113.6 分析143.7 分析运行结果14.三跨预应力箱型连续梁桥分析与设计1.概 要本桥为 45+80+45 三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，采用悬臂法施工。在此利用 MIDAS 进行分析与设计，其分析模型如图1 所示：图 1 分析模型 (竣工后 )1.1 桥梁基本数据以及一般截面1.桥梁基本数据如下：桥梁类型

2、:三跨预应力箱型连续梁桥桥梁长度:L =45.0 + 80.0 + 45.0 = 170.0 m桥梁宽度:B = 35.0 m斜交角度:105?2. 桥梁一般截面桥梁纵向剖面图与标准截面图分别如图 2、3所示：.图2 纵向剖面.图3 标准截面2设定建模环境文件 / 新建项目文件 / 保存（连续梁桥）工具 / 单位体系长度 m；力 KN图 4 设定单位体系3.桥梁分析3.1 定义材料和截面.模型 / 材料与截面特性 / 材料（输入结果如图5 所示）1.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。2.钢材：采用 JTG04（S

3、）规范，在数据库中选Strand1860。3.截面：箱梁截面尺寸为截面尺寸如图 4所示，墩采用实腹轨道型截面，其尺寸为： H=12m、H=3.5m。.图 5 定义材料及截面3.2 建立结构模型参照图 6(a)建立预应力箱型梁模型。将每个桥梁段看作一个梁单元，以零号块和桥墩的交点、 桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元。满堂支架法区段应考虑下部钢束的锚固位置分割单元。1.建立结构单元模型 / 节点 / 建立（如图 6(b)）将每个桥梁段看作一个梁单元， 以零号块和桥墩的交点、 桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元。 满堂支架法区段应考虑下部钢束的锚固位置分割单元。 其总节点数为 73，总单元数为 7

4、0。对于桥墩模型的建立，采用复制预应力箱型梁的节点后使用扩展单元功能建立。.图 6(a) 桥梁段的划分图 6(b) 建立结构单元2.建立结构组模型 / 组 / 定义结构组（如图7）.图 7 定义结构组3.定义边界组及输入边界条件模型 / 组/ 定义边界组（如图8）图 8 定义边界组模型 / 边界条件 / 一般支撑；弹性支撑根据墩底固结、 墩顶弹性连接和支架处设滚动支座， 输入边界条件。 建立的结构模型如图 9所示：.图9（a）体系转换前图9（b）体系转换后图 9（ c）不变边界约束图 9（ d）最终边界约束3.3 建立荷载组1.将各荷载工况定义为施工阶段荷载类型荷载 / 静力荷载工况 (如图

5、10)图 10 定义荷载条件.2. 定义各荷载工况所属的荷载组模型 / 组 / 定义荷载组 (如图 11)图 11 定义荷载组3.4 输入荷载荷载 / 自重；钢束预应力荷载；节点荷载；梁单元荷载1.恒荷载 ：自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算。22.预应力 ：钢束 ( 15.2 mm17)，截面面积 : Au =2380 mm ；钢束 (15.22mm 21) ，截面面积 : Au =2940 mm ；孔道直径 : 100 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 :1860N/mm2；预应力钢筋与管道壁的摩擦

6、系数:0.25；管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 :0.003(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： 3232MPa/3992MPa（如图 12 所示）。3.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；长期荷载作用时混凝土的材龄 : t0 =5 天；混凝土与大气接触时的材龄 :t s =3 天；相对湿度 : RH 70%。构件理论厚度 :程序计算.适用规范 :中国规范 (J

7、TG D62-2004)徐变系数 : 程序计算混凝土收缩变形率 : 程序计算4.挂篮荷载挂篮自重如下 :M=P e=70 2.0=140tonf.0m（如图 13 所示）图 12 预应力钢束特性值3.5 定义并建立施工阶段1.定义施工阶段施工阶段是根据施工顺序划分为12 阶段，其施工顺序如图PMe图 13 挂篮自重14 所示：.图 14 施工顺序图荷载 / 施工阶段数据分析数据 / 定义施工阶段（输入结果如图15 所示）图 15(a) 定义施工阶段.图 15(b) 建立施工阶段 1（CS1）图 15(c) 建立施工阶段 2（CS2）图 15(d) 建立施工阶段 3（CS3）图 15(e) 建立

8、施工阶段 4（CS4）.图 15(f) 建立施工阶段 5（CS5）图 15(g) 建立施工阶段 6（CS6）图 15(h) 建立施工阶段 7（ CS7）图 15(i) 建立施工阶段 8（CS8）图 15(j) 建立施工阶段9（CS9）图 15(k) 建立施工阶段10（CS10）.图 15(l) 建立施工阶段 11（CS11）图 15(m) 建立施工阶段 12（CS12）3.6 分析分析 / 施工阶段分析控制数据（分析数据分别如图16 所示）图 16 施工阶段分析控制数据分析 / 运行分析3.7 分析运行结果结果 / 内力 / 梁单元内力图1.桥梁内力图如图 17 所示：.图 17(a) 桥梁弯

9、矩图 (My)图 17(b) 桥梁剪力图 (Fz)2.桥梁应力图如图 18 所示：.图 18(a) 桥梁正应力图图18(b) 桥梁剪应力图3.桥梁在活载作用下的变形图如图 19 所示：.图19 桥梁变形图4.桥梁支座反力图如图 20所示图20 支座反力图结果 / 分析结果表格 / 梁单元内力5. 查看各施工阶段应力变化如图 21 所示.图 21 各施工阶段应力表格6. 查看预应力钢束坐标 如图 22 所示结果 / 分析结果表格 / 预应力钢束 / 预应力钢束坐标图 22 钢束坐标表格7查看钢束伸长量如图 23 所示结果 / 分析结果表格 / 预应力钢束 / 预应力钢束伸长量.图23 钢束伸长量表格8查看预应力的损失如图 24 所示施工阶段 CS12结果