砼箱梁横向框架分析.doc

1、目 录1.1 项目概况 .21.2 主要参考规范 .22.1 模型建立 .22.1.1 模型概况 .22.1.2 施工阶段划分 .32.2 正常使用极限状态验算 .32.2.1 裂缝宽度验算 .32.3 短暂状况应力验算 .42.4 承载能力极限状态验算 .62.4.1 正截面抗弯验算 .62.4.2 斜截面抗剪验算 .62.5 小结 .78 月份桥梁 TS 技术考核习题2钢筋砼箱梁横向框架结构验算1.1 项目概况公铁立交桥位于内蒙古省道 307 线锡林浩特至巴拉嘎尔高勒段上，横跨大唐铁路。其上部结构采用（25m+35m+25m）等截面预应力砼现浇箱梁结构，桥梁全长 85m。桥梁具体结构详见一

2、般构造图 、 预应力钢束布置图 、 普通钢筋布置图、 桥梁下部结构施工图 。桥梁主要技术标准：1）横向布置：单幅桥，单向 3 车道；2）公路等级：一级公路；3）设计荷载：公路级；4）桥梁全宽 12.5m：0.5m（护栏）+11.5m（行车道） +0.5m（护栏） ；1.2 主要参考规范1） 公路工程技术标准 （JTG B01-2003）2） 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）3） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）2.1 模型建立2.1.1 模型概况本章以进行箱梁横向框架分析。构件类型为普通钢筋混混凝土构件。其设计安全等级为一级。构件制作方法

3、为现浇。跨中箱梁横断面划分成平面框架模型，建立 207 个单元，206 个节点。其结构离散图见图 1。几何尺寸简图 2.同时模型的边界条件模拟，采用简支结构，在箱梁腹板底端施加约束。8 月份桥梁 TS 技术考核习题3图 1 平面框架有限元示意图图 2 横断面几何形状2.1.2 施工阶段划分罕台川大桥主桥采用支架现浇施工。为了对模型进行预应力混凝土截面设计，定义一个全结构施工阶段，见表 1。表 1 施工阶段划分施工阶段 周期（天） 说明1 1全截面框架结构激活；防撞护栏，桥面铺装，不计收缩徐变和温度荷载2.2 正常使用极限状态验算2.2.1 裂缝宽度验算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

4、JTG D62-2004中（6.4.3节）规定矩形截面钢筋混凝土构件最大裂缝宽度： 1028.321fkdECWsC1 钢筋表面形状系数，对于带肋钢筋，C 1=1.0；C2 作用长期效应影响系数， ；slN5.02其中，N l 和 Ns 分别为按照长期和短期效应组合计算的内力值；C3 板式钢筋混凝土构件 C3=1.15;本报告中采用的桥面板受力主筋为公称直径 16mm，HRB335 带肋钢筋，取8 月份桥梁 TS 技术考核习题4C1=1.0。C 2 由程序自动计算。C 3 由于程序给出的为 1.0，所以在计算裂缝宽度结果数据里面得人为乘以 1.15 作为修正。本桥处于 I 类型环境，根据公桥规

5、 D62-2004 裂缝最大限值为 0.2mm04812162024283236404485256606468-0.8-.40.40.8.120.6.20.4.28裂缝宽度 （m节 点顶 缘 最 大 裂 缝 宽 度允 许 最 大 裂 缝 宽 度图 2 桥面板顶缘裂缝宽度验算（左侧半结构）04812162024283236404485256606468-0.8-.40.40.8.120.6.20.4.28裂缝宽度 （m（节 点底 缘 最 大 裂 缝 宽 度底 缘 允 许 裂 缝 宽 度图 3 桥面板底缘裂缝宽度验算（左侧半结构）所以，正常使用阶段桥面板的裂缝宽度都在规范限值以内。2.3 短暂状况

6、应力验算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004中 7.24 节规定短暂状况构件的受拉钢筋应力不得超过钢筋抗拉强度标准值的 0.75 倍。本计算中采用普通钢筋为 HRB335，因此限值应力为 0.75fsk=0.75*335=251.25Mpa0481216202428323640448525606468-20204060钢筋应力 Mpa节 点施 工 阶 段 下 层 钢 筋 应 力施 工 阶 段 上 层 钢 筋 应 力图 4 钢筋应力验算8 月份桥梁 TS 技术考核习题5所以，施工阶段中钢筋的应力明显小于限值应力，符合规范的要求。公桥规 D62-20047.2.4 规

7、定短暂状况受压区混凝土边缘压应力不得超过施工过程中当前混凝土抗压强度标准值的 0.8 倍。midas Civil 默认规定当前混凝土强度标准值为 0.8 倍的 28 天强度标准值。即混凝土压应力不许超过 0.64 倍的28 天强度标准值，本计算中取 C50 混凝土，因此限值为 0.64*fck=22.736Mpa；04812162024283236404485256606468.0.51.01.52.02.5砼压应力 Mpa节 点图 5 施工阶段受压区混凝土边缘压应力公桥规 7.2.5 节规定施工阶段受弯构件中性轴处主拉应力不得超过混凝土当前抗拉强度标准值。C50 混凝土的施工阶段当前抗拉强度

8、标准值 midas Civil 设定为 0.8ftk =2.12Mpa;04812162024283236404485256606468-0.1-0.50.0.50.10.15中性轴处主拉应力 Mpa节 点Sig_MAX (N/m2)LW图 6 施工阶段中性轴处主拉应力显然它小于 2.12Mpa，符合规范要求。8 月份桥梁 TS 技术考核习题62.4 承载能力极限状态验算2.4.1 正截面抗弯验算04812162024283236404485256606468-30306090120150180弯矩 KN.m节 点正 弯 矩 设 计 内 力抗 弯 承 载 能 力 负 弯 矩 设 计 内 力图 7 正截面抗弯承载能力验算2.4.2 斜截面抗剪验算经过 midas Civil 验算，发现横向桥面板满足： 0td23d165.0hbfV所以前面板抗剪钢筋仅需按照构造要求配置即可。2.5 小结利用 midas Civil 软件对一单箱双室箱梁桥面板基于平面框架模型进行了结构安全性验算。验算结果标明该设计图纸中的结构符合公桥规 D62-2004 以及通规D60-2004 的要求。