【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 材料及設(shè)計(jì)參數(shù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線：彈性模量：195000MPa； 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：1860MPa；抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：1260MPa； 最大張拉控制應(yīng)力：1395MPa；線膨脹系數(shù)：； 松弛率：；一端錨具回縮：6mm；混凝土：主梁混凝土采用C50。力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表41。 C50混凝土力學(xué)指標(biāo)項(xiàng)目C50彈性模量Ec（MPa）34500剪切模量Gc（MPa）13800泊松比υc軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck（MPa）軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk（MPa）t軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd（MPa）軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd（MPa）線膨脹系數(shù)1e005 用戶通過(guò)“文件”下拉式菜單，選擇“新建項(xiàng)目組”或“打開(kāi)項(xiàng)目組”通過(guò)“項(xiàng)目”下拉式菜單選擇“創(chuàng)建項(xiàng)目”，或者在項(xiàng)目組管理窗口，通過(guò)右鍵來(lái)點(diǎn)擊“創(chuàng)建項(xiàng)目”，此時(shí)彈出“創(chuàng)建項(xiàng)目”窗口。 創(chuàng)建項(xiàng)目示意圖輸入項(xiàng)目名稱、通過(guò)點(diǎn)擊“瀏覽”來(lái)選擇存儲(chǔ)路徑，在下拉條中選擇項(xiàng)目類型。創(chuàng)建項(xiàng)目后，程序出現(xiàn)了如圖 4所示的界面。現(xiàn)在用戶就可以根據(jù)事先的準(zhǔn)備，輸入數(shù)據(jù)了。在一個(gè)項(xiàng)目組中，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，或通過(guò)雙擊打開(kāi)一個(gè)既有項(xiàng)目，程序均會(huì)出現(xiàn)如圖 4所示的數(shù)據(jù)文檔窗口，在此窗口輸入或查看所有的計(jì)算原始數(shù)據(jù)。 輸入總體信息 如圖所示，在打開(kāi)數(shù)據(jù)文檔后系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入總體信息輸入界面，用戶可通過(guò)右菜單，或“數(shù)據(jù)”下拉菜單，切換輸入界面。 此界面的最左側(cè)是項(xiàng)目管理窗口。輸入窗口的下部是圖形顯示窗口，用戶可以用右鍵切換顯示信息，以幫助用戶判斷輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，快速了解結(jié)構(gòu)特征。 基本信息 橋梁工程描述、結(jié)構(gòu)備忘描述：用戶可以在此輸入備注性質(zhì)的文字，來(lái)描述本項(xiàng)目的特點(diǎn)，以便于日后查看。計(jì)算類別：用戶根據(jù)不同的需要選擇不同的計(jì)算方式。計(jì)算內(nèi)力、位移：掌握結(jié)構(gòu)的基本受力狀態(tài)；估算配筋面積：得到大致的配筋信息，初步掌握結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算：對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核、修正；優(yōu)化計(jì)算拉索面積：對(duì)斜拉橋的拉索面積、張拉索力進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)用戶選擇了不同的計(jì)算類別之后，程序會(huì)激活或關(guān)閉相應(yīng)的按鍵、選項(xiàng)。如果是初步設(shè)計(jì)階段則選擇估算配筋面積，此時(shí)應(yīng)在結(jié)構(gòu)配筋估算信息對(duì)話框中指定預(yù)配置的鋼筋或鋼束類型等，以便估算的鋼筋面積更接近真值。橋梁環(huán)境：選擇橋梁所處的地理環(huán)境。程序在計(jì)算混凝土構(gòu)件收縮徐變時(shí)使用。用戶可以參考《公橋規(guī)》2004附錄F。濕度：橋梁所處環(huán)境的濕度，在混凝土的收縮變形與徐變計(jì)算中需要該信息，從列表框中選擇。對(duì)《公橋規(guī)》2004。環(huán)境有強(qiáng)烈腐蝕性：在驗(yàn)算15 抗裂性時(shí)需要該信息；計(jì)算內(nèi)容：用戶選擇本次計(jì)算所需要計(jì)算的部分。一般在估算預(yù)應(yīng)力配筋時(shí)不計(jì)結(jié)構(gòu)的收縮徐變；結(jié)構(gòu)的非線性僅在特大跨徑橋梁分析時(shí)使用，通常結(jié)構(gòu)不需計(jì)算。附加信息：指定計(jì)算部分內(nèi)容。包括以下幾點(diǎn)：結(jié)構(gòu)驗(yàn)算單元：在選擇“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”時(shí)，填入需要驗(yàn)算的單元號(hào)，不填則默認(rèn)為全部單元。組合計(jì)算類型：對(duì)應(yīng)于規(guī)范的荷載組合類型。不填則默認(rèn)為全部組合19，包括用戶自定義組合。對(duì)于《公橋規(guī)》2004，各組合的意義參見(jiàn)……計(jì)算活載單元、計(jì)算活載節(jié)點(diǎn)：選擇需要進(jìn)行活載分析的單元、節(jié)點(diǎn)。不填則默認(rèn)為全部單元。 活載加載步長(zhǎng)：進(jìn)行活載影響線加載時(shí)的步長(zhǎng)。填0時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)為1/50的跨徑。步長(zhǎng)越小，活載計(jì)算越精確，速度越慢。對(duì)于某些“沒(méi)有跨徑”的結(jié)構(gòu)（只有一個(gè)約束），程序?qū)o(wú)法進(jìn)行加載，必須由用戶填入加載步長(zhǎng)。 非線性荷載分級(jí)數(shù)：當(dāng)計(jì)算內(nèi)容中選擇了幾何非線性或梁柱非線性時(shí)，此窗口被激活。程序按用戶輸入的分級(jí)數(shù)將荷載分成n級(jí)逐步計(jì)算，每次計(jì)算都進(jìn)行剛度矩陣修正，因此級(jí)數(shù)越高結(jié)果越精確，但計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)。 各個(gè)輸入窗口均有設(shè)置。用戶通過(guò)點(diǎn)擊此按鍵，更新圖形顯示區(qū)域的顯示。幫助：此按鍵在“輸入單元信息”、“輸入鋼束信息”等各個(gè)輸入窗口以及各信息窗口均有設(shè)置。用戶通過(guò)點(diǎn)擊此按鍵，實(shí)時(shí)獲得相應(yīng)窗口的幫助信息。當(dāng)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算時(shí)，計(jì)算類別：只計(jì)算內(nèi)力位移；橋梁環(huán)境：；計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算收縮、計(jì)算徐變、計(jì)算活載；附加信息：無(wú)（按默認(rèn)選擇）；計(jì)算細(xì)節(jié)控制信息：橋面為豎直截面、極限組合記預(yù)二次矩、極限組合設(shè)計(jì)收縮徐變、極限組合設(shè)計(jì)溫度、極限組合設(shè)計(jì)沉降；規(guī)范：中交04規(guī)范；其余總體信息不改變按默認(rèn)狀態(tài)為準(zhǔn)； 3x25m+5x25m+3x25m連續(xù)梁橋建模過(guò)程 根據(jù)橋梁信息，cad作圖導(dǎo)入橋博建立模型 如圖： 計(jì)算細(xì)節(jié)控制生成調(diào)束信息：對(duì)進(jìn)行“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件選擇此命令，可使程序在計(jì)算時(shí)生成調(diào)束信息，便于進(jìn)行調(diào)束工作。調(diào)束階段號(hào)：用戶填入需要產(chǎn)生調(diào)束信息的施工階段號(hào)，不填默認(rèn)為全部階段。在選中“生成調(diào)束信息”時(shí)有效。生成調(diào)索信息：對(duì)進(jìn)行“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”的含有拉索單元的結(jié)構(gòu)選擇此命令，可使程序在計(jì)算時(shí)生成調(diào)索信息，便于進(jìn)行調(diào)索工作。橋面為豎直單元：選擇此命令，將使橋面單元的左右截面為豎直截面。極限組合計(jì)預(yù)應(yīng)力：由用戶指定，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)極限組合計(jì)算的時(shí)候，預(yù)應(yīng)力的作用是否當(dāng)作外力計(jì)入結(jié)構(gòu)。根據(jù)《公橋規(guī)》2004，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的極限強(qiáng)度是不計(jì)預(yù)應(yīng)力的。但對(duì)于一些預(yù)應(yīng)力橋梁中的非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力的作用力卻對(duì)這些構(gòu)件的極限組合內(nèi)力有影響，比如預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)的橋墩等構(gòu)件。極限組合計(jì)二次矩：在按《公橋規(guī)》2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮預(yù)應(yīng)力二次矩。對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁以外的其它結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果將不準(zhǔn)確。極限組合計(jì)收縮、徐變：在按《公橋規(guī)》2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮收縮、徐變。極限組合計(jì)溫度：在按《公橋規(guī)》2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮溫度效應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)升降溫和梯度溫度。極限組合計(jì)沉降：在按《公橋規(guī)》2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮不均勻沉降的影響。 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：在《公橋規(guī)》2004版中，根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性確定的內(nèi)力擴(kuò)大系數(shù)。在《公橋規(guī)》85版中，圬工構(gòu)件也需要此系數(shù)。規(guī)范：用戶選擇計(jì)算適用的規(guī)范。由于《橋梁博士》，在輸入單元材料、單元鋼筋、預(yù)應(yīng)力材料等信息時(shí)，必須使之與適用的規(guī)范相對(duì)應(yīng)。更新顯示：此按鍵在“輸入單元信息”、“輸入鋼束信息”等。 輸入單元信息 單元性質(zhì)：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，橋面單元；截面描述：左截面材料類型為中交新混凝土C50混凝土，左截面材料類型為中交新混凝土C50 混凝土；自重系數(shù)：；加 載齡期：28天。 輸入施工信息： 第一階段：橋梁現(xiàn)澆安裝桿件號(hào)：166邊界條件2號(hào)節(jié)點(diǎn)有水平剛性約束和，2466號(hào)節(jié)點(diǎn)有豎向剛性約束張拉、灌漿鋼束號(hào)14，施工周期：10天 第二階段：橋面鋪裝邊界條件：邊界條件2號(hào)節(jié)點(diǎn)有水平剛性約束和，2466號(hào)節(jié)點(diǎn)有豎向剛性約束施工周期：10天 第三階段： 收縮徐變邊界條件：邊界條件2號(hào)節(jié)點(diǎn)有水平剛性約束和，2466號(hào)節(jié)點(diǎn)有豎向剛性約束施工周期：3650天 輸入使用信息 其他靜荷載：收縮徐變天數(shù)1000天，升溫溫差16℃，降溫溫差16℃。非線性溫度1： 166號(hào)桿件距上緣距離0mm，溫度值為14℃ 166號(hào)桿件距上緣距離100mm，℃ 166號(hào)桿件距上緣距離400mm，溫度值為0℃非線性溫度2： 166號(hào)桿件距上緣距離0mm，溫度值為7℃ 166號(hào)桿件距上緣距離100mm，℃ 166號(hào)桿件距上緣距離400mm，溫度值為0℃ 不均勻沉降：24 . 2 活荷載描述 汽車荷載：公路Ⅰ級(jí)，車道荷載 掛車荷載：不計(jì)掛車荷載 人行荷載： KN / m2 橋面描述：滿人總寬度1m， 無(wú)特殊荷載，無(wú)鐵路荷載 橫向分布調(diào)整系數(shù)：，其余默認(rèn)值 其它信息：自設(shè)沖擊系數(shù)=，連續(xù)梁負(fù)彎矩沖擊系數(shù)=，橋梁特征計(jì)算跨徑為25m。 計(jì)算內(nèi)容輸入數(shù)據(jù)即可完成橋梁模型的建立，使用橋博大致過(guò)程包括以下兩方面：第一方面是估算結(jié)構(gòu)的配筋面積：首先，根據(jù)準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)輸入原始信息（總體信息的輸入、單元信息的輸入、施工信息的輸入、使用階段信息的輸入）；然后，執(zhí)行數(shù)據(jù)診斷及計(jì)算；其次，輸通過(guò)出文本數(shù)據(jù)結(jié)果查看各單元的截面配筋信息；最后根據(jù)配筋信息來(lái)進(jìn)行鋼束信息的輸入。第二方面進(jìn)行全橋安全性驗(yàn)算：首先，進(jìn)行原始信息輸入（總體信息的輸入、單元信息的輸入、鋼束信息輸入、施工信息的輸入、使用階段信息的輸入）；然后執(zhí)行數(shù)據(jù)的診斷和項(xiàng)目的計(jì)算；最后，查看數(shù)據(jù)輸出信息和文本報(bào)告信息是否滿足規(guī)范要求。 估算結(jié)構(gòu)配筋面積點(diǎn)擊項(xiàng)目中的“輸入數(shù)據(jù)診斷”，存盤數(shù)據(jù)并執(zhí)行“數(shù)據(jù)診斷”。 數(shù)據(jù)診斷圖點(diǎn)擊項(xiàng)目中的“執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)算”，存盤數(shù)據(jù)并執(zhí)行“項(xiàng)目計(jì)算”。 項(xiàng)目執(zhí)行計(jì)算圖點(diǎn)擊數(shù)據(jù)中的“輸出文本數(shù)據(jù)結(jié)果”，通過(guò)設(shè)置可輸出單元截面配筋，： 文本輸出圖通過(guò)查看承載能力極限狀態(tài)下和正常使用極限狀態(tài)下單元的配筋面積可大致估算橋梁結(jié)構(gòu)所需的鋼束、鋼筋信息。 結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算根據(jù)配筋估算的面積來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋，然后執(zhí)行計(jì)算后查看驗(yàn)算結(jié)果。 鋼束信息輸入 結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算總體信息圖然后執(zhí)行“數(shù)據(jù)診斷”，無(wú)誤后再“重新執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)算”，即得到橋梁的各種輸出結(jié)果信息，通過(guò)輸出不同的信息或模板來(lái)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的安全性，如可輸出單元結(jié)果里的“極限強(qiáng)度驗(yàn)算”、“使用階段驗(yàn)算”、“施工應(yīng)力驗(yàn)算”；使用結(jié)果里的“承載極限組合”、“使用內(nèi)力組合”來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的安全性。5 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置預(yù)應(yīng)力混凝土的截面配筋，是根據(jù)正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)這兩種極限狀態(tài)的組合結(jié)果，確定截面的受力性質(zhì)，分為軸拉、軸壓、上緣受拉偏壓、下緣受拉偏壓、上緣受拉偏拉、下緣受拉偏拉、上緣受拉偏彎和下緣受拉偏彎8種受力特性，分別按照相應(yīng)的鋼筋估算公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)《預(yù)規(guī)》（JTG D622004）規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階段（即使用階段）的應(yīng)力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強(qiáng)度要求。 按承載能力極限計(jì)算按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求，預(yù)應(yīng)力梁到達(dá)受彎的極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。截面的安全性是通過(guò)截面抗彎安全系數(shù)來(lái)保證的。對(duì)于僅承受一個(gè)方向的彎矩的單筋截面梁，所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量按下式計(jì)算，如下圖：h0xNdfcd ， ， 解上兩式得：受壓區(qū)高度 預(yù)應(yīng)力筋數(shù) 或 式中 —截面上組合力矩；—混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；—預(yù)應(yīng)力筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；—單根預(yù)應(yīng)力筋束截面積； b—截面寬度。若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量，； 承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積（單位 m**2）單元號(hào)左上緣左下緣右上緣右下緣1000205691215182124027293235384144454650545862630640（表中只給出一部分的預(yù)應(yīng)力鋼束的面積，其他由類似計(jì)算得出） 按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)范（JTJ D622004）規(guī)定，截面上的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)大于荷載引起的拉應(yīng)力，預(yù)壓應(yīng)力與荷載引起的壓應(yīng)力之和應(yīng)小于混凝土的允許壓應(yīng)力（為），或?yàn)樵谌我怆A段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，同時(shí)截面上最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力，寫成計(jì)算式為：對(duì)于截面上緣 （51） （52）對(duì)于截面下緣 （53） （54）其中，—由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，W—截面抗彎模量，—混凝土軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。Mmax、Mmin項(xiàng)的符號(hào)當(dāng)為正彎矩時(shí)取正值，當(dāng)為負(fù)彎矩時(shí)取負(fù)值，且按代數(shù)值取大小。一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應(yīng)力不是控制因素，為簡(jiǎn)便計(jì)，可只考慮上緣和下緣的拉應(yīng)力的這個(gè)限制條件(求得預(yù)應(yīng)力筋束數(shù)的最小值)。公式（1）變?yōu)? （55）公式（3）變?yōu)? （56）由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的截面上緣應(yīng)力和截面下緣應(yīng)力分為三種情況討論：截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負(fù)彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產(chǎn)生的壓應(yīng)力分別為： （57） （58）將式（5）、（6）分別代入式（7）、（8），解聯(lián)立方程后得到 （59） （510）令 代入式（9）、（10）中得到