基于梁格法的预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计.doc

1、 北京迈达斯技术有限公司 预应力混凝土 连续 T梁桥 的分析 与设计 (梁格法 ) 4-2 目 录 概 要 . 3 设 置操作 环 境 .错误 !未定义书签。 定 义 材料和截面 .错误 !未定义书签。 建立 结构 模型 .错误 !未定义书签。 PSC截面 钢 筋 输 入 .错误 !未定义书签。 输 入荷 载 .错误 !未定义书签。 定 义 施工 阶 段 . 60 输 入移 动 荷 载数 据 .错误 !未定义书签。 输 入 支座沉降 .错误 !未定义书签。 运 行 结构 分析 .错误 !未定义书签。 查 看分析 结 果 .错误 !未定义书签。 PSC设计 .错误 !未定义书签。 4-3 概要

2、梁格法是 目前桥梁结构分 析中应用的比较多的 在本例题中将 介绍采用梁格法建立一般梁桥结构的 分析模型的方法、施工阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的方法和 PSC设计的方法。 本例题中的桥梁模型如图 1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为 32m。 图 1. 简支变连续分析模型 4-4 桥梁的基本数据 为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型 预应力 T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。 本例题的基本参数如下： 桥梁形式：三跨连续梁桥 桥梁等级： I级 桥梁全长： 332 96m 桥梁宽度： 15m 设计车道： 3车道 图 2. T型梁跨中截面图

3、 图 3. T梁端部截面图 4-5 分析 与设计 步骤 预应力混凝土梁 桥 的分析 与设计 步骤如下。 1. 定义材料和截面 特性 材料 截面 定义时间依存性材料 (收缩和徐变 ) 时间依存性材料连接 2. 建立结构模型 建立结构模型 修改单元依存材料特性 3. 输入 PSC截面钢筋 4. 输入荷载 恒荷载 (自重和二期恒载 ) 预应力荷 载 钢束特性 值 钢束布置 形状 钢束预应力荷载 温度荷载 系统温度 节点温度 单元温度 温度梯度 梁截面温度 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 选择规范 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 7. 支座沉降 定义支座沉降组 定义支座沉降荷载工况 8.

4、 运行结构分析 9. 查看 分析 结果 10. PSC设计 PSC设计参数确定 PSC设计参数 PSC设计材料 PSC设计截面位置 运行设计 查看设计结果 4-6 使用材料以及容许应力 混凝土 采用 JTG04（ RC）规范的 C50混凝土 普通钢筋 普通钢筋采用 HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既 HRB系列 ) 预应力钢束 采用 JTG04（ S）规范，在数据库中选 Strand1860 钢束 ( 15.2 mm)（规格分别有 6束、 8束、 9束和 10束四类） 钢束类型为 :后张拉 钢筋松弛系数 (开 ),选择 JTG04和 0.3(低松弛 )

5、超张拉 (开 ) 预应力钢筋抗拉强度标准值 (fpk):1860N/mm2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数 :0.3 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 :0.0066(1/m) 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% 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/mm2 长期荷载作用时混凝土的材龄 : ot 5天 混凝土与大气接触时的材龄 : st 3天 相对湿度 : %70=RH 大气或养护温度 : C20=T

6、构件理论厚度 :程序 计算 适用规范 :中国规范 (JTG D62-2004) 徐变系数 : 程序计算 混凝土收缩变形率 : 程序计算 4-7 荷载 静力荷载 自重 由程序内部自动计算 二期恒载 桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等 具体考虑： 桥面铺装层 ： 厚度 80mm的钢筋混凝土和 60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的 重力密度 为 25kN/m3, 沥青混凝土的 重力密度 为 23kN/m3。每片 T梁宽 2.5m，所以铺装层的单位长度质量为： （ 0.08 25+0.06 23） 2.5=8.45kN/m2. 护墙、栏杆和灯杆荷载：以 3.55kN/m2计。 二期恒载桥面铺装护墙

7、、栏杆和灯杆荷载 8.45+3.55 12kN/m2。 4-8 预应力荷载 分成正弯矩钢束和负弯矩钢束 典型几束 钢束的具体数据 ： 钢束 名称 坐 标 钢束 名称 坐 标 X Y Z R X Y Z R 1t1-1 0 0 1.72 0 1t1-2 0 0 1.36 0 7.6 0 0.22 40 6.8 0 0.17 40 23.85 0 0.22 40 24.65 0 0.17 40 31.45 0 1.72 0 31.45 0 1.36 0 1t1-3 0 0 0.96 0 2t1-1 32.55 0 1.76 0 5.9 0 0.12 40 40.15 0 0.22 40 25.55

8、 0 0.12 40 55.85 0 0.22 40 31.45 0 0.96 0 63.45 0 1.76 0 2t1-2 32.55 0 1.36 0 2t1-3 32.55 0 0.96 0 40.15 0 0.17 40 40.15 0 0.12 40 55.85 0 0.17 40 55.85 0 0.12 40 63.45 0 1.36 0 63.45 0 0.96 0 3t1-1 64.55 0 1.76 0 3t1-2 64.55 0 1.36 0 72.15 0 0.22 40 72.15 0 0.17 40 88.4 0 0.22 40 88.4 0 0.17 40 96

9、0 1.76 0 96 0 1.36 0 3t1-3 64.55 0 0.96 0 12t1-1 24 -0.62 1.825 72.15 0 0.12 40 40 -0.62 1.825 88.4 0 0.12 40 12t1-2 24 0.62 1.825 96 0 0.96 0 40 0.62 1.825 23t1-1 56 -0.62 1.825 23t1-2 56 0.62 1.825 72 -0.62 1.825 72 0.62 1.825 在本例题中预应力钢束的编号处理如下 AtB C： A表示第几跨； B表示该跨的第几根主梁，主梁编号从桥梁纵向右侧开始编号，最左为 1，以次及彼

10、； C表示第几根预应力索，索编号从 Z向由上到下编号。 在本例题中，表中仅列 出了正负弯矩的各跨中的最典型的部分，其余的钢束坐标如下：正弯矩部分钢束，每跨的钢束只是横向坐标不同，其余坐标相同，横向坐标即为各主梁的横向坐标； 负弯矩部分钢束，每根主梁的钢束只是横向坐标不同，横向坐标差即为各主梁之间的横向坐标差。 移动荷载 适用规范： 公路工程技术标准 (JTG B01-2003) 荷载种类： 公路 I级，车道荷载，即 CH-CD 4-9 设置操作环境 打开新文件 ( 新项目 )，以 简支变连续 为名保存 ( 保存 )。 将单位体系设置为 tonf 和 m 。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。 文件 / 新项目 文件 / 保存 ( PSC Beam ) 工具 / 单位体系 长度 m ; 力 tonf 图 4. 单位体系 设定 单位体系还可以通过点击画面 下端状态条的单位选择键 ( )来进行转换。 4-10 定义材料和截面特性 定义 结构 所使用的混凝土和钢束的材料特性。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 类型 混凝土 ; 规范 JTG04（ RC） 数据库 C50 名称 (Strand1860 ) ; 类型 钢材 ; 规范 JTG04（ S） 数据库 Strand1860 图 5. 定义材料对话框 同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。