懸臂梁橋分析與設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(已修改)
2025-07-05 18:49 本頁(yè)面
【正文】 懸臂梁橋分析與設(shè)計(jì)說(shuō)明1. 概要本橋?yàn)?0+50+30三跨混凝土懸臂梁橋，其中中跨為掛孔結(jié)構(gòu)，掛孔梁為普通鋼筋混凝土梁，梁長(zhǎng)16m。墩為鋼筋混凝土雙柱橋墩，墩高15m。（注：本例題并非實(shí)際工程，僅作為軟件功能介紹的參考例題。）在簡(jiǎn)化過(guò)程中省略了邊跨合龍段模擬、成橋溫度荷載模擬。通過(guò)本例題重點(diǎn)介紹MIDAS/Civil軟件的施工階段分析功能、鋼束預(yù)應(yīng)力荷載的輸入方法、移動(dòng)荷載的輸入方法和查看分析結(jié)果的方法等。圖1. 分析模型橋梁概況及一般截面橋梁形式：三跨混凝土懸臂梁橋梁長(zhǎng)度：L = 30+50+30 = m，其中中跨為掛孔結(jié)構(gòu)，掛梁長(zhǎng)16m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工方法：懸臂施工T構(gòu)部分，滿堂支架施工邊跨現(xiàn)澆段，邊跨合龍時(shí)，中跨體系轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)支單懸臂結(jié)構(gòu)，拆除施工支架，然后施工中跨掛梁，掛梁與中跨主梁鉸接，施工橋面鋪裝，并考慮3650天收縮徐變。預(yù)應(yīng)力布置形式：T構(gòu)部分配置頂板預(yù)應(yīng)力，邊跨配置底板預(yù)應(yīng)力截面形式如下圖2. 跨中箱梁截面 圖3. 墩頂箱梁截面梁橋分析與設(shè)計(jì)的一般步驟1. 定義材料和截面2. 建立結(jié)構(gòu)模型3. 輸入非預(yù)應(yīng)力鋼筋4. 輸入荷載①. 恒荷載②. 鋼束特性和形狀③. 鋼束預(yù)應(yīng)力荷載5. 定義施工階段6. 輸入移動(dòng)荷載數(shù)據(jù)①. 選擇移動(dòng)荷載規(guī)范②. 定義車(chē)道③. 定義車(chē)輛④. 移動(dòng)荷載工況7. 運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析8. 查看分析結(jié)果使用的材料q 混凝土主梁采用JTG04（RC）規(guī)范的C50混凝土，橋墩采用JTG04（RC）規(guī)范的C40混凝土q 鋼材采用JTG04（S）規(guī)范，在數(shù)據(jù)庫(kù)中選Strand1860荷載q 恒荷載自重，在程序中按自重輸入，由程序自動(dòng)計(jì)算q 預(yù)應(yīng)力鋼束( mm31)截面面積: Au = 4340 mm2孔道直徑: 130 mm鋼筋松弛系數(shù)(開(kāi)),(低松弛)超張拉(開(kāi))預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fpk):1860N/mm^2預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù):管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù):(1/mm)錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值:開(kāi)始點(diǎn):6mm結(jié)束點(diǎn):6mm張拉力:抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%，張拉控制應(yīng)力1395MPaq 徐變和收縮條件水泥種類(lèi)系數(shù)(Bsc): 5 (5代表普通硅酸鹽水泥)28天齡期混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,即標(biāo)號(hào)強(qiáng)度(fcu,f):50N/mm^2長(zhǎng)期荷載作用時(shí)混凝土的材齡:5天混凝土與大氣接觸時(shí)的材齡:3天相對(duì)濕度: 構(gòu)件理論厚度:程序計(jì)算適用規(guī)范:中國(guó)規(guī)范(JTG D622004)徐變系數(shù): 程序計(jì)算混凝土收縮變形率: 程序計(jì)算q 移動(dòng)荷載適用規(guī)范：公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B012003) 荷載種類(lèi)：公路I級(jí)，車(chē)道荷載，即CHCD2. 設(shè)置操作環(huán)境打開(kāi)新文件(新項(xiàng)目)，以 ‘混凝土懸臂梁’ 為名保存(保存)。將單位體系設(shè)置為 ‘KN’和‘m’。該單位體系可根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的種類(lèi)任意轉(zhuǎn)換。文件 / 新項(xiàng)目文件 / 保存 (混凝土懸臂梁 )178。 單位體系還可以通過(guò)點(diǎn)擊畫(huà)面下端狀態(tài)條的單位選擇鍵()來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。工具 / 單位體系 178。長(zhǎng)度 m 。 力KN 191。 圖4. 設(shè)置單位體系3. 定義材料和截面定義材料下面定義模型中所使用的混凝土和鋼束的材料特性。模型 / 材料和截面特性 / 材料178。 同時(shí)定義多種材料特性時(shí)，使用鍵可以連續(xù)輸入。類(lèi)型混凝土 。 規(guī)范 JTG04（RC）數(shù)據(jù)庫(kù) C50 名稱(chēng)〉主梁 191。 178。類(lèi)型混凝土 。 規(guī)范 JTG04（RC）數(shù)據(jù)庫(kù) C40 名稱(chēng)〉橋墩 191。 178。名稱(chēng)(Strand1860 ) 。 類(lèi)型鋼材 。 規(guī)范 JTG04（S）數(shù)據(jù)庫(kù) Strand1860 圖5. 定義材料對(duì)話框定義截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁通常采用箱梁截面，可以使用截面數(shù)據(jù)庫(kù)中的設(shè)計(jì)截面來(lái)定義。首先定義控制位置的一般截面，然后再使用一般截面定義變截面。（注：因?yàn)閷?duì)于主梁要進(jìn)行PSC設(shè)計(jì)和RC設(shè)計(jì)，因此主梁截面必須用設(shè)計(jì)截面來(lái)定義，而墩截面必須用數(shù)據(jù)庫(kù)/用戶截面來(lái)定義。）模型 /材料和截面特性 / 截面/添加截面類(lèi)型設(shè)計(jì)截面 單箱單室截面號(hào) ( 1 ) 。 名稱(chēng) (跨中)按照左圖輸入跨中位置處截面的各控制尺寸，并且打開(kāi)程序自動(dòng)定義剪切驗(yàn)算位置和自動(dòng)搜索腹板厚度功能考慮剪切變形(開(kāi))偏心中上部191。 圖6. 定義跨中位置處截面按照左圖輸入支座位置處截面的各控制尺寸，并且打開(kāi)程序自動(dòng)定義剪切驗(yàn)算位置和自動(dòng)搜索腹板厚度功能考慮剪切變形(開(kāi))偏心中上部191。 圖7. 定義支座位置處截面根據(jù)已定義的等截面定義變截面模型 /材料和截面特性 / 截面/添加截面類(lèi)型變截面 單箱單室截面號(hào) ( 3 ) 。 名稱(chēng) (跨中支座)偏心中上部截面I、J端通過(guò)導(dǎo)入已經(jīng)定義的跨中截面和支座截面來(lái)定義。在變截面I端導(dǎo)入跨中截面，J端導(dǎo)入支座截面截面偏心選擇中上部圖8. 變截面“跨中支座”定義對(duì)話框注：變截面梁實(shí)際的變化規(guī)律以變截面組中定義的規(guī)律為準(zhǔn)。圖9. 變截面“支座跨中”定義對(duì)話框使用“數(shù)據(jù)庫(kù)/用戶”中截面定義橋墩截面截面偏心選擇中心圖10 定義橋墩截面掛梁截面與跨中截面形式一樣，可由跨中截面復(fù)制生成。在材料和截面列表中選擇跨中截面，然后點(diǎn)擊截面列表右側(cè)的復(fù)制命令，生成新的截面，然后再對(duì)新生成的截面修改截面名稱(chēng)即可。 注：對(duì)復(fù)制生成的截面修改截面名稱(chēng)即可。圖11 復(fù)制生成掛梁截面最終全橋截面數(shù)據(jù)如下圖所示——圖12. 截面列表定義材料時(shí)間依存特性并連接施工過(guò)程需要考慮主梁和橋墩的收縮徐變特性，為了考慮徐變、收縮，下面定義混凝土材料的時(shí)間依存特性。材料的時(shí)間依存特性參照以下數(shù)據(jù)來(lái)輸入。216。 標(biāo)號(hào)強(qiáng)度 : fcu,k = 50000 KN/m2 （主梁），fcu,k = 40000 KN/m2（橋墩）216。 相對(duì)濕度 : RH = 70 %216。 理論厚度 : 1m(采用程序自動(dòng)計(jì)算) 216。 拆模時(shí)間 : 3天模型 /材料和截面特性 / 時(shí)間依存性材料(徐變和收縮)名稱(chēng) (主梁收縮徐變) 。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)China(JTG D622004)標(biāo)號(hào)強(qiáng)度 (50000)環(huán)境年平均相對(duì)濕度(40 ~ 99) (70) 178。 截面形狀比較復(fù)雜時(shí)，可使用模型材料和截面特性值修改單元材料時(shí)間依存特性 的功能來(lái)輸入h值。構(gòu)件的理論厚度 (1) 178。 水泥種類(lèi)系數(shù)(Bsc):5開(kāi)始收縮時(shí)的混凝土材齡 (3) 191。 名稱(chēng) (橋墩收縮徐變) 。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)China(JTG D622004)標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度 (40000)環(huán)境年平均相對(duì)濕度(40 ~ 99) (70) 構(gòu)件的理論厚度 (1) 178。 水泥種類(lèi)系數(shù)(Bsc):5開(kāi)始收縮時(shí)的混凝土材齡 (3) 191。 圖13. 定義主梁的徐變和收縮特性 圖14. 定義橋墩的徐變和收縮特性參照?qǐng)D15將一般材料特性和時(shí)間依存材料特性相連接。即將時(shí)間依存材料特性賦予相應(yīng)的材料。模型 / 材料和截面特性 / 時(shí)間依存材料連接時(shí)間依存材料類(lèi)型徐變和收縮主梁徐變和收縮選擇指定的材料材料1:主梁 選擇的材料 時(shí)間依存材料類(lèi)型徐變和收縮橋墩徐變和收縮選擇指定的材料材料2:橋墩 選擇的材料 圖15.
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