桥梁博士-各种桥梁结构模型-例题

桥梁博士V3.0上海同豪土木工程咨询有限公司例题演示新规范的学习一、三种设计状况与两种极限设计状态规范总则规定：桥涵设计应考虑三种设计状况和两种极限设计状态三种设计状况是：持久状况、短暂状况、偶然状况，分别对应桥梁的使用阶段、施工阶段和桥梁可能遇到的地震、撞击等状况。可以看出，设计状况是为了考虑桥梁在不同时间、环境、不同结构体系的不同情况。两种极限状态的概念大家都比较清晰：即正常使用极限状态和承载能力极限状态。正常使用阶段控制的是结构在正常使用阶段的安全性，具体来讲包括两部分：抗裂和刚度验算，理论基础是经典弹性理论；就是规范第六章规定的内容；承载能力极限状态控制的是桥涵或构件达到最大承载能力（抗力、变形、变位）的安全性。它的理论基础是塑性理论，即不论什么结构或构件，混凝土受拉区材料已经开裂、材料屈服，即将进入垮塌状态。具体就是规范第五章规定的内容规范规定：持久状况下：共性：都要做正常使用阶段抗裂、刚度验算和承载能力极限状态强度验算。不同：预应力构件还要做应力验算。短暂状况下：只作应力验算（属承载能力极限状态范畴）偶然状况下：承载能力极限状态强度验算。设计规范学习设计规范学习1、短暂状态应力验算施工阶段最大应力（D62第7.2.4－8、第6.1.3条）钢筋混凝土≤0.8f‘ck（桥博组合Ⅴ）预应力混凝土≤0.7f‘ck（桥博组合Ⅴ）钢筋及预应力钢筋应力（桥博组合Ⅴ）2、持久状态下正常使用阶段抗裂指标（D62第6.3条）1）、正截面抗裂性（最小拉应力）FPC：效应短期组合下≥0；（桥博组合Ⅱ）PPC-A:效应短期组合下≥0.7ftk；（桥博组合Ⅱ）但在荷载长期组合下≥0；（桥博组合Ⅰ）2）、斜截面抗裂性（最小主拉应力）预制FPC：效应短期组合下≥0.6ftk；(桥博组合Ⅱ）现浇FPC:效应短期组合下≥0.4ftk；(桥博组合Ⅱ）设计规范学习预制PPC-A:效应短期组合下≥0.7ftk(桥博组合Ⅱ）现浇PPC-A:效应短期组合下≥0.5ftk(桥博组合Ⅱ）3）、钢筋混凝土构件提供了裂缝验算结果，能够自动考虑截面的形状和受力特性（（桥博组合Ⅱ）4、持久状态应力验算1）、混凝土压应力（D62第7.1.5)最大正压：效应标准值组合下≤0.5fck；（桥博组合Ⅲ）最大主压：效应标准值组合下≤0.6fck；（桥博组合Ⅲ）2）、预应力钢铰线最大拉应力≤0.65fpk；（桥博组合Ⅲ）设计规范学习4、持久状态下正常使用阶段挠度指标（D62第6.5条）1）、刚度：系统计算时采用了全截面刚度，未按规范考虑折减；未考虑长期系数。可以采用自定义报表进行自动计算输出2）、系统中位移组合已不能用。用户不能采用组合的数据。建议用户根据对规范的理解采用自定义报表输出。3）、预应力反拱值的输出：在程序自动输出窗口中，没有专门输出，使用自定义报表进行对施工阶段中预应力单项效应求和输出：公式：{2000*(ZSUM[DS(iN,4,iS).V],iS=sgjd)}(sgjd代表1-最后施工阶段号）4)、成桥预拱度:建议用户根据对规范的理解采用自定义报表输出。设计规范学习5、承载能力极限状态：荷载组合：基本组合（组合Ⅰ）偶然（地震）组合（组合Ⅳ）撞击组合（组合Ⅵ）验算内容：1）、正截面强度:R≥S(第5.1.5条）2）、相对受压区高度:·≥ξb(第5.2.1条）（使用自定义报表输出）3）、最小配筋率：(第9.1.12条）A、钢筋混凝土最小配筋面积B、预应力构件：MR≥Mcr（若不满足，桥博给出需要钢筋面积）PPC还要满足≥0.003bh04)、受弯构件斜截面抗剪强度（抗剪模块解决）例一：普通钢筋混凝土连续箱梁纵向计算结构简介跨径及桥面布置：3×18m钢筋混凝土箱梁，桥面宽12m；截面类型：单箱双室整体箱梁单元初始龄期：28天施工荷载：横梁荷载：8KN/道、二期恒载：15KN/m;施工方法：一次落架施工阶段：分两个施工阶段1、一次落架2、二期铺装3、收缩徐变完成汽车荷载及车道数：公路Ⅰ级，四车道，温度荷载：整体：升温20°降温20°梯度(非线性）：正温差如右图负温差减半箱梁构造立面图100075971800037823450437690635059881800090618000350100090675029062300650横断面配筋图300030001255850430015025550050871287150030003000125585043001502555005087128715002300650建模过程模型建立：直线编辑器操作:17*2m=54m截面输入（包括有效分布宽度）普通钢筋操作介绍:1、添加、删除、替代2、钢筋高度(若有主附截面，高度参考为总截面高度）注：对第6.4.3条中焊接钢筋骨架的纵向受拉钢筋直径d需要乘1.3系数，程序无法处理；用户需根据等代直径换算（1.3d),面积相等的原则进行根数换算。施工阶段设置汽车横向调整系数输入:3.082钢筋混凝土梁的后处理施工阶段应力验算的查看使用荷载的查看裂缝的查看强度的查看斜截面强度的计算结构简介跨径及桥面布置：2×30m简支变连续小箱梁结构、桥面宽12.75m；单元初始龄期：20天施工荷载：横梁荷载：8KN/道、二期恒载：15KN/m;施工方法：一次落架；施工阶段：6个施工阶段第一阶段预制、张拉正弯距束30天第二阶段墩顶后浇带施工（附加截面计自重）2天第三阶段合拢负弯距束的张拉（附加截面受力）10天第四阶段模拟跨中后浇带的施加受力10天第五阶段跨中后浇带受力和二期恒载施加10天第六阶段模拟收缩徐变完成3650天汽车荷载及车道数：公路Ⅰ级，四车道，横向分布系数取0.62温度荷载：整体：升温20°降温20°梯度(非线性）：正温差如右图负温差减半例二：预应力混凝土简支变连续梁结构结构模型立面图结构横断面布置图快速建模结构分析模型建立截面输入施工阶段附加截面信息设置使用阶段信息预应力连续梁结构其他关键信息设定1、单元信息设定：有效长度、自重系数、加载龄期等2、钢束信息设定：回缩量、松弛率等3、施工阶段输入操作4、使用阶段系数输入预应力连续梁后处理的查看后处理的输出方式：1、图形编辑器2、报告生成器3、调束（索）效应显示查看内容：单项效应图内力、应力包络图抗力包络图例题三：变高度连续箱梁结构简介桥梁类型:三跨预应力箱型连续梁桥桥梁长度:L=90+132+90=312.0m桥梁宽度:B=15.2m(4车道)斜交角度:90°(正桥)T1T2HB3B2B-2(B3+B2)B2B3B1B参数意义及变化规律：B:顶板宽；B1:底板宽；B2:腹板厚；H:梁高；T1:顶板厚；T2:底板厚；不作变量输入尺寸：顶板翼缘倒角：1400×350mm底板翼缘倒角：1500×500mm建模过程结构建模前分析使用直线建立1/3结构单元、快捷编辑单元信息使用通用截面输入截面使用导线点输入钢束、调束模块输入其他钢束施工阶段信息设置：1、挂蓝信息的设置2、施工时间坐标系的设置3、边界条件的设置4、钢束信息的设置5、竖向预应力筋的设置悬臂施工阶段模拟要点及步骤：一个块段的施工一般可以模拟成一下几个工况：1、挂蓝前移、就位2、绑扎块段钢筋、立模3、浇注块段混凝土，养护混凝土4、张拉预应力筋在桥博软件中有几种挂蓝操作方式，其中介绍二种方法:一、基本方法：第N块段施工：1、n阶段：模拟挂蓝安装帮扎钢筋、立模、浇注混凝土。如果不是第一次安装挂蓝，可以同时在这个阶段中拆除上一阶段的挂蓝。如果本阶段不是第一个施工阶段，对于现浇梁，本阶段的施工时间要大于加载龄期（真实时间）2、新建n+1阶段：挂蓝加载，以模拟混凝土的浇注；输入单元号和单元自重系数。3、新建n＋2阶段：转移锚固，同时安装块段单元，张拉本阶段预应力钢束，模拟张拉脱模的工况。本块段操作完毕，重复n～n+2阶段的内容，进行N＋1块段的施工。二、简便方法：第N块段施工：n阶段：进行挂蓝安装、如果不是第一次安装挂蓝，可以同时在这个阶段中拆除挂蓝，n+1阶段：安装N块段单元，以模拟混凝土的浇注n＋2阶段：张拉本阶段预应力钢束本块段操作完毕，重复n～n+2阶段的内容，进行N＋1块段的施工。只要掌握了基本原理，摸清施工步骤的关键环节，可以灵活设置施工阶段，以节省计算时间。例四：桥梁结构横向计算1、横梁建模简介1、框架模型（单位m宽）桥梁结构横向调整系数P值计算横向加载中汽车横向调整系数P值的计算和填法P:对于传力的横梁为单列汽车产生的活载最大支反力横向加载演示对于箱梁横向框架来说为车辆荷载中最大重轴进行分布计算后的轮载集度例题五：曲线梁计算桥梁上部结构为四跨等截面连续曲线箱梁，其平面线型为圆弧曲线，曲率半径R=300.00m，桥梁跨径组合沿弧线展开为18.00m+18.00m+18.00m+18.00m，剖分等效梁格剖分后截面单元信息设定：扭距系数：单元重心到单元轴线距离，面对单元左端到右端的轴线，如果重心在轴线以外为负，以内为正。施工阶段信息设置预应力信息设置使用阶段信息设置例题六：上承式拱桥结构简介桥梁类型:单跨80米混凝土箱拱桥面类型:16m简支板梁桥梁宽度:B=12m(4车道)