某大跨预应力混凝土连续梁桥地震力计算

某大跨预应力混凝土连续梁桥地震力计算

论文作者：肖登平

摘要：介绍某大跨预应力混凝土连续梁桥地震力计算情况，根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥，运用midas有限元程序，采用反应谱分析方法计算地震力，以便为大跨预应力混凝土连续梁墩身、基础部分抗震设计提供依据。

关键词：京津城际大跨预应力混凝土连续梁反应谱分析地震力

1、概述

大跨度桥梁与中等跨径相比，因结构的空间性与复杂性，地震反应比较复杂，高阶振型的影响比较明显。目前大跨度桥梁的抗震设计还没有一个统一标准，国内规范没有对大跨度桥梁进行详细规定，抗震计算比较复杂。本文主要介绍了京津城际某大跨预应力混凝土连续梁墩身、基础部分的抗震计算。根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥，运用midas有限元程序，采用反应谱分析方法计算地震力，以便为抗震设计提供依据。

本桥桥面系为无碴桥面预应力混凝土连续箱梁，其横截面为单箱单室截面，选取桥跨（40+64+40）m的预应力混凝土连续梁作为计算模型。混凝土采用C50，梁底下缘按二次抛物线变化；采双线圆端型桥墩，3号墩为制动墩，边墩简支梁固定支座设在4号墩。

图1 全桥模型

图2（a）边墩墩身尺寸图2（b）主墩墩身尺寸

2、动态反应分析

（一）有限元模型建立

结构分析的第一步就是建立模型，模型建立的正确与否，简化的模型是否能反映结构真实的受力情况，直接影响计算结果的正确性。本算例运用桥梁有限元计算软件Midas civil 建立全桥动力模型，模型中主梁、桥墩、承台均采用空间梁单元进行模拟，梁墩之间采用刚性连接释放约束模拟，承台底采用一般弹性支承模拟，将地基及桩基础对结构的作用简化成纵横向转动弹簧施加在承台底，平动刚度以刚性考虑。

转动弹簧计算参数列表

表1 转动弹簧计算参数（）

计算模型

图3 计算模型

㈡抗震验算荷载的选取

连续梁全联质量和桥墩、承台质量通过定义结构自重向X、Y,Z方向转化。边跨简支梁质量，采用施加集中质量单元实现，纵桥向集中施加在4墩墩顶，质量大小为一跨简支梁的质量和二期恒载质量之和；横桥向施加在两边墩墩顶，质量取一跨简支梁的质量和二期恒载质量之和的一半。全梁二期恒载184KN/m。

活载取ZK列车活载进行验算，根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥要求，对于Ⅰ、Ⅱ级铁路，应分别按有车、无车进行计算，当桥上有车时，顺桥向不计活载引起的地震力，横桥向只计50%活荷载引起的地震力，作用点在轨顶以上2m 处。需要分别对桥梁顺桥向及横桥向进行单独验算。

验算荷载列表

表2 验算荷载（KN）

㈢自震特征值分析

图3建立的动力模型，由该模型计算得到桥梁的前100阶振型的频率和周期，同时给出了前10阶振型。由表3可以看出，桥梁基本频率为2.09Hz、基本周期为0.48s。基本振型为顺桥向振动，前几阶振型均为顺桥向和横桥向的整体振动。

表3 大桥前10阶自振频率及其振型描述

图4（a）第1阶振型图4（b）第2阶振型

图4（c）第3阶振型图4（d）第4阶振型

图4（e）第5阶振型图4（f）第6阶振型

图4（g）第7阶振型图4（h）第8阶振型

图4（i）第9阶振型图4（j）第10阶振型

㈣地震荷载计算

伴随着抗震理论的发展，各种抗震分析方法也不断出现在研究和设计领域。在结构设计中，我们需要确定用来进行内力组合及截面设计的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反应谱法，弹性时程分析方法来计算该地震作用值，这三种方法都是弹性分析方法。其中，底部剪力法最简便，适用于质量、刚度沿高度分布较均匀的结构。它的大致思路是通过估计结构的第一振型周期来确定地震影响系数，再结合结构的重力荷载来确定总的水平地震作用，然后按一定方式分配至各层进行结构设计。对较复杂的结构体系则宜采用振型分解反应谱法进行抗震计算，是根据振型叠加原理，将多自由度体系化为一系列单自由度体系的叠加，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而对于特别不规则和特别重要的结构，常常需要进行弹性时程分析，该方法为直接动力分析方法。本桥采用振型分解反应谱法。

⑴地震动反应谱分析

根据震规，桥梁结构的动力放大系数β曲线选取如下图形：

图5 动力放大系数β曲线

本桥设防烈度为7度，Ⅲ类场地，反应谱特征周期分区为二区，地震动反应谱特征周期Tg=0.55，设计地震动峰值加速度Ag=0.15g，多遇地震水平地震基本加速度α=0.05g，根据震规要求，对于特重要的桥梁，在多遇地震作用下，水平地震基本加速度α应乘重要性系数1.4。

①纵桥向分析结果

纵桥向输入反应谱计算结果如图6所示

图6（a）纵向输入面内弯矩图（单位：）

图6（b）纵向输入面内剪力图（单位：）

②横桥向分析结果

横桥向输入反应谱计算结果如图7所示，横桥向按照桥上“无车”情况计算。

图7（a）横向输入面外弯矩图（单位：）

图7（b）横向输入面外剪力图（单位：）

⑵内力汇总

各墩墩底及承台底的地震内力列于表4。

表4 无车时桥墩地震力荷载

（纵向剪力（（横向剪力（

表5 有车时桥墩地震力荷载

（纵向剪力（（横向剪力（

⑶结果分析

由表4至表5可以看出，纵桥向由制动墩承担了连续梁所有的纵向惯性力，因此纵桥向由制动墩控制设计，横桥向则由两个中墩共同承担了横向惯性力。

通过上述计算桥墩地震力计算结果发现，根据新修订的≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥计算所得的地震力荷载与其他荷载的组合控制桥墩身的截面设计。

3、小结

大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作，目前我国的桥梁抗震设计规范还很不完备，现行的铁路工程设计规范还是采用“强度设防”的概念，伴随着抗震理论的发展，我们要加强桥梁结构动力概念设计，选择较理想的抗震结构体系；延性对抗震来说是极其重要的一个性质，要重视延性抗震，要重视支撑连接部位的设计。采取有效抗震措施，进行正确有效的抗震设计，提高大跨度桥梁的抗震能力。

预应力混凝土连续梁桥

一预应力混凝土连续梁桥 1.力学特点及适用范围 连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。 由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。 预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。 2.立面布置 预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题，可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式（图1）。结构形式的选择要考虑结构受力合理性，同时还与施工方法密切相关。 a b a.不等跨不等截面连续梁 b. 等跨等截面连续梁 图1 连续梁立面布置 1．桥跨布置 根据连续梁的受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。当采用三跨或多跨的连续梁桥时，为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等，达到经济的目的，边跨取中跨的0.8倍为宜，当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般取中跨的0.5～0.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需在桥台上设置拉力支座或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航（车）净空及地质条件等因素的限制，并且同时总长度受到制约时，可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合，跨径从中间向外递减，以使各跨内力峰值相差不大。 桥跨布置还与施工方法密切相关。长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁，多采用等跨布置，这样做结构简单，统一模式。等跨布置的跨径大小

连续梁桥课程设计

目录 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定（一）、桥梁总体布置 （二）、桥孔分跨 （三）、截面形式 （四）、上部结构尺寸拟定 （五）、计算模型 第二章结构内力计算 （一）、恒载内力计算 1.第一期恒载（结构自重） 2.第二期恒载(桥面二期荷载） (二)、活载内力计算 （三）、支座位移引起的内力计算（四）、温度引起的次内力计算：（五）、上述各种力的分类 第三章荷载组合 （一）、作用和作用效应

（二）、承载能力极限状态下的效应组合 （三）、正常使用极限状态下的效应组合 1.作用短期效应组合 2.作用长期效应组合 （四）、荷载组合表汇总： 第四章预应力钢束的估算与布置 （一）、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求（二）、按照正截面抗裂要求计算预应力钢筋数量（三）、预应力钢束的布置 第5章截面的验算 （一）施工阶段正截面法向应力验算 （二）受拉区钢筋的拉应力验算 （三）使用阶段正截面抗裂验算 （四）使用阶段斜截面抗裂验算 （五）使用阶段正截面压应力验算 （六）使用阶段斜截面主压应力验算

（七）使用阶段正截面抗弯验算 （八）使用阶段斜截面抗剪验算 （九）使用阶段抗扭验算 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 本设计方案采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，全长105m。设计相等长度的三跨，每跨长度为35m。 支架现浇施工方案：搭设满堂脚手架，浇筑箱梁混凝土，待混凝土强度达到 设计强度的100%后进行预应力张拉，然后拆除脚手架，浇筑防撞护栏，铺设桥 面钢筋网，浇筑桥面铺装混凝土。 （二）、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨的，也有做成多跨的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求

连续梁桥设计毕业设计

连续梁桥设计毕业设计公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

目录 第一章绪论................................................................ 第一节桥梁概述.................................................... 第二节方案比选 (3) 一、比选方案的主要标准.......................................... 二、方案编制.................................................... 第二章结构尺寸拟定............................................... 第一节结构尺寸拟定 (7) 一、桥梁横向布置................................................ 二、细部尺寸.................................................... 第二节截面几何特性................................................ 一、毛截面面积 ................................................. 二、惯性矩及刚度参数 ........................................... 第三章主梁内力计算............................................... 第一节横向分布系数的计算.......................................... 第二节恒载内力计算................................................ 一、单元化分.................................................... 第三节活载内力计算................................................ 一、冲击系数()u+1的计算......................................... 二、活载布载 (20) 第四章次内力计算 ................................................. 第一节基础位移引起的次内力计算.................................... 第二节温度应力引起的次内力计算. (24) 第三节混凝土收缩徐变引起的次内力计算.............................. 第五章作用效应组合Ⅰ............................................. 第一节承载力极限状态作用效应组合 (28) 第二节正常使用状态作用效应组合.................................... 第六章预应力筋的估算............................................. 第一节计算原理....................................................

预应力混凝土连续梁桥结构设计

预应力混凝土连续梁桥结构设计 第一章绪论 第一节桥梁设计的基本原则和要求 一、使用上的要求 桥梁必须适用。要有足够的承载和泄洪能力，能保证车辆和行人的安全畅通；既满足当前的要求，又照顾今后的发展，既满足交通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求；在通航河道上，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求，考虑综合利用。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维护。 二、经济上的要求 桥梁设计应体现经济上的合理性。一切设计必须经过详细周密的技术经济比较，使桥梁的总造价和材料等的消耗为最小，在使用期间养护维修费用最省，并且经久耐用；另外桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅能降低施工费用，面且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。 三、设计上的要求 桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺利新的设计思想，认真研究国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成果，把国外的先进技术与我们自己的独创结合起来，保证整个桥梁结构及其各部分构件在制造、运输、安装和使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 四、施工上的要求 桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。 五、美观上的要求 在满足上述要求的前提下，尽可能使桥梁具行优美的建筑外型，并与周围的景物相协 调，在城市和游览地区，应更多地考虑桥梁的建筑艺术，但不可把美观片面地理解为豪华的细部装饰。 第二节计算荷载的确定 桥梁承受着整个结构物的自重及所传递来的各种荷载，作用在桥梁上的计算荷载有各种不同的特性，各种荷载出现的机率也不同，因此需将作用荷载进行分类，并将实际可能同时出现的荷载组合起来，确定设计时的计算荷载。 一、作用分类与计算 为了便于设计时应用，将作用在桥梁及道路构造物上的各种荷载，根据其性质分为：

桥梁专业设计技术规定07第四章 预应力混凝土连续梁桥

4 预应力混凝土连续梁桥 4.1一般规定 4.1.1 预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联，每联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则，在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。 4.1.2主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式，主梁长度宜控制在120m左右，当确实需要设置长分联时，可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案，设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接，但对主梁截面及配筋应做加强处理。 4.1.3对于匝道桥，为增大刚度、减小扭矩，有条件时尽可能采用墩梁固结或双支座形式。 4.1.4桥梁截面形式可根据桥宽、跨径、施工条件、使用要求等确定为箱形（简称箱梁）或T形（简称T梁）。箱形截面可设计为单箱单室或单箱多室。箱梁翼板长度的确定应以桥面板正、负弯矩相互协调为原则，T梁悬臂长度宜为1.0~1.5m，箱梁悬臂长度宜为1.5~2.5m。当主、引桥结构形式不同时，悬臂板长度宜取得一致。 4.1.5箱梁腹板宽度应由主梁截面抗剪、抗扭、混凝土保护层、预应力钢筋孔道净距和满足混凝土浇筑等要求确定。预应力钢筋净保护层和净距除满足规范外，应考虑纵向普通钢筋和箍筋的占位以及混凝土浇筑的孔隙等因素。箱梁腹板宽度最小值应符合下列要求：

箱梁腹板宽度最小值一览表 4.1.6 悬臂板厚度应视悬臂长度、桥上荷载及防撞护栏碰撞力验算结果而定。根部厚度宜取0.30～0.55m，悬臂板端部厚度一般不应小于0.12m（对有特殊防撞要求的结构，悬臂板端部厚度适当增加，如使用PL2型防撞护栏时悬臂板端部厚度不应小于0.2m）。当悬臂板长度较长时应适当加强悬臂板沿主梁方向钢筋的配置。 4.1.7主梁翼板和顶、底板厚度应根据梁距和箱宽计算确定。同时应满足箱梁顶板厚度不小于0.2m，底板厚度不小于0.18m；T梁顶板厚度不小于0.16m。 4.1.8中支点横梁和端横梁宽度由计算确定，但中支点横梁宽度不应小于2m，端横梁宽度不应小于1.1m，端横梁宽度还应考虑伸缩缝预留槽等构造要求。 4.1.9主梁腹板与顶、底板相接处应设1︰5加腋，箱形截面与支点横梁相接处应设渐变段加厚。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m抹角。 4.1.10箱梁底板必须设置排水孔，腹板必须设置通风孔，直径均宜取D=0.1m左右。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。 4.1.11连续梁桥必须设置端横梁及中支点横梁。直线连续箱梁桥跨径小于30m的桥孔可不设跨间横梁；跨径在30～40m之间的桥孔宜设一道跨间横梁；跨径大于40m时宜设三道跨间横梁。曲线连续箱梁桥应根据曲线半径、跨径大小确定跨间横梁个数。连续T梁桥跨径大于25m

悬臂与连续体系梁桥基本概念

1、 悬臂梁桥：将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。 悬臂梁桥的结构类型：悬臂梁桥有单悬臂梁和双悬臂梁两种。单悬臂梁是简支梁的一端从支点伸出以支承一孔吊梁的体系。双悬臂梁是简支梁的两端从支点伸出形成两个悬臂的体系。 悬臂梁桥的构造特点： （1）立面布置：单悬臂梁桥一般做成三跨，中间带挂梁边孔成为锚孔。双悬臂梁桥有单孔悬臂梁桥和多孔悬臂梁桥。单孔悬臂梁桥桥头两端不设桥台，仅设搭板完成主桥与路堤的衔接，多用于人行天桥；多孔悬臂梁桥需每隔一孔设挂梁。 （2）横截面形式：与等截面简支梁不同，悬臂梁桥锚跨跨中承受正弯矩，支点附近承受较大负弯矩，故支点截面底部受压区需大面积加强，通常采用的横截面形式为T 形截面和箱形截面。 悬臂梁桥的优缺点：悬臂梁桥一般为静定结构，结构内力不受地基变形影响，对基础要求较低。悬臂梁桥虽然在力学性能上优于简支梁桥，可适用于更大跨径的桥梁方案，但由于悬臂梁桥的某些区段同时存在正、负弯矩，无论采用何种主梁截面形式，其构造较为复杂；而且跨径增大以后，梁体重量快速增加，不易采用装配式施工，往往要在费用昂贵、速度缓慢的支架上现浇。 悬臂梁桥的计算： （1）恒载内力计算：恒载包括主梁自重内力1G S 和二期恒载（栏杆、灯柱等）引起的内力2G S 。 1()()G L S g x y x dx =??， 式中1G S 为主梁自重内力（弯矩或剪力），()g x 为主梁自重集度，()y x 为相应主梁内力影响线坐标。 （2）活载内力计算： (1()c k i k i S m q m P y =+μ)ξΩ+ 式中m 为悬臂梁桥的荷载横向分布系数，y 为内力影响线竖标，其他分别为冲击系数、荷载折减系数、车道荷载等。

连续梁桥计算

第一章混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算 第一节结构恒载内力计算 一、恒载内力计算特点 对于连续梁桥等超静定结构，结构自重所产生的内力应根据它所采用的施工方法来确定其计算图式。 以连续梁为例，综合国内外关于连续梁桥的施工方法，大体有以下几种： （一）有支架施工法； （二）逐孔施工法； （三）悬臂施工法； （四）顶推施工法等。 上述几种方法中，除有支架施工一次落梁法的连续梁桥可按成桥结构进行分析之外，其余几种方法施工的连续梁桥，都存在一个所谓的结构体系转换和内力（或应力）叠加的问题，这就是连续梁桥恒载内力计算的一个重要特点。 本节着重介绍如何结合施工程序来确定计算图式和进行内力分析以及内力叠加等问题，并且仅就大跨径连续梁桥中的后两种的施工方法——悬臂浇筑法和顶推施工法作为典型例子进行介绍。理解了对特例的分析思路以后，就可以容易地掌握当采用其它几种施工方法时的桥梁结构分析方法了。 二、悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算 为了便于理解，现取一座三孔连续梁例子进行阐明，如图1-1所示。该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工，从大的方面可归纳为五个主要阶段，现按图分述如下。 （一）阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土 首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段（称零号块件），并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固，然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。此时桥墩上支座暂不受力，结构的工作性能犹如T型刚构。对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。 此时结构体系是静定的，外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂，其弯矩图与一般悬臂梁无异。 （二）阶段2 边跨合龙 当边跨梁体合龙以后，先拆除中墩临时锚固，然后便可拆除支架和边跨的挂篮。 此时由于结构体系发生了变化，边跨接近于一单悬臂梁，原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除，相当于结构承受一个向上的集中力P挂。 （三）阶段3 中跨合龙 当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时，该段混凝土的自重q及挂篮重量2P 将以2个集中力 挂 R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。

桥梁博士连续梁桥设计建模步骤与桥博建模技巧知识分享

一、桥梁博士连续梁建模步骤 一、Dr.Bridge系统概述 Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。该系统适用于钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁形式的设计与计算分析，不仅能用于直线桥梁的计算，同时还能进行斜、弯和异型桥梁的计算，以及基础、截面、横向系数等的计算。在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化程度较高等特点，对于提高桥梁设计能力起到了很好的作用。 利用本系统进行设计计算一般需要经过：离散结构划分单元，施工分析，荷载分析，建立工程项目，输入总体信息、单元信息、钢束信息、施工阶段信息、使用阶段信息以及输入优化阶段信息（索结构），进行项目计算，输出计算结果等几个步骤。 二、离散结构与划分单元 1、在进行结构计算之前，首先要根据桥梁结构方案和施工方案，划分单元并对单元和节点编号，对于单元的划分一般遵从以下原则： (1)对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号； (2)构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号； (3)不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号； (4)施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；

(5)当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式； (6)边界或支承处应设置节点； (7)不同号单元的同号节点的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂； (8)对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应。对于索单元一根索应只设置一个单元。 2、本例为3x30m的三跨连续梁，截面在支座处加大以抵抗较大建立，同时利于端部锚固区的受力，所以该变截面点处取为单元节点，端点也应取为节点，每跨跨中是取为节点，其余节点是根据计算的精度要求定取。 本例共33个节点，划分为32个单元，离散图如下所示： 三、模型的建立 1、项目的建立

南工大连续梁桥课程设计.

薛学长寄语： 希望南工大学弟学妹能够按照模板自己算一遍，会有收获的。 Midas——civil在这次课程设计中很重要，尽量把大部分时间花在软件上。 预祝各位拿个好等地 目录 第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 （二）、桥孔分跨 （三）、截面形式 （四）、上部结构尺寸拟定 （五）、计算模型 第二章结构内力计算 （一）、恒载内力计算 1.第一期恒载（结构自重） 2.第二期恒载(桥面二期荷载） (二)、活载内力计算 （三）、支座位移引起的内力计算 （四）、温度引起的次内力计算： （五）、上述各种力的分类 第三章荷载组合

（一）、作用和作用效应 （二）、承载能力极限状态下的效应组合 （三）、正常使用极限状态下的效应组合 1.作用短期效应组合 2.作用长期效应组合 （四）、荷载组合表汇总： 第四章预应力钢束的估算与布置 （一）、按承载能力极限计算时满足正截面强度要求 （二）、按照正截面抗裂要求计算预应力钢筋数量 （三）、预应力钢束的布置

第五章截面的验算 （一）施工阶段正截面法向应力验算 （二）受拉区钢筋的拉应力验算 （三）使用阶段正截面抗裂验算 （四）使用阶段斜截面抗裂验算 （五）使用阶段正截面压应力验算 （六）使用阶段斜截面主压应力验算 （七）使用阶段正截面抗弯验算 （八）使用阶段斜截面抗剪验算 （九）使用阶段抗扭验算

第一章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 （一）、桥梁总体布置 本设计方案采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构，全长105m。设计相等长度的三跨，每跨长度为35m。 支架现浇施工方案：搭设满堂脚手架，浇筑箱梁混凝土，待混凝土强度达到设计强度的100%后进行预应力张拉，然后拆除脚手架，浇筑防撞护栏，铺设桥面钢筋网，浇筑桥面铺装混凝土。 （二）、桥孔分跨 连续梁桥有做成三跨或者四跨的，也有做成多跨的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质与水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。此次桥梁设计采用三等跨设计，每跨35m，根据设计任务书来确定，其跨度组合为：3 35米。 （三）、截面形式 1.立截面 此次连续梁桥跨径并不是很大，综合受力和弯矩，经济等方面，最后决定采用等截面预应力梁桥。 在采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工的桥梁，由于施工的需要，一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是：在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来抵抗较大的负弯矩，材料用量多，但是其优点是结构构造简单、

预应力混凝土连续梁桥分析

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目录 概要 (1) 桥梁概况及一般截面 (2) 预应力混凝土梁的分析顺序 (3) 使用的材料及其容许应力 (4) 荷载 (5) 设置操作环境 (6) 定义材料和截面 (7) 定义截面 (8) 定义材料的时间依存性并连接 (9) 建立结构模型 (11) 定义结构组、边界条件组和荷载组 (12) 输入边界条件 (15) 输入荷载 (16) 输入恒荷载 (17) 输入钢束特性值 (18) 输入钢束形状 (19) 输入钢束预应力荷载 (22) 定义施工阶段 (24) 输入移动荷载数据 (29) 运行分析 (33) 查看分析结果 (34) 通过图形查看应力 (34) 定义荷载组合 (38) 利用荷载组合查看应力 (39) 查看钢束的分析结果 (43) 查看荷载组合条件下的内力 (46)

概要 本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应 力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法， 以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的 步骤和方法。 图1. 分析模型

桥梁概况及一般截面 分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。 桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m 图2. 立面图和剖面图

预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。 1.定义材料和截面 2.建立结构模型 3.输入荷载 恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 4.定义施工阶段 5.输入移动荷载数据 6.运行结构分析 7.查看结果

midas连续梁桥设计专题

Midas 建模专题 Bridging Your Innovation to Reality fdggdf fdgg qddfvg 2011/5/18

midas Civil 2010 培训例题连续梁桥设计专题 目录 1 桥梁概况 .......................................................................................................................................................... - 1 - 1.1主要设计指标 (1) 1.2相关计算参数 (1) 1.3相关设计依据 (1) 1.4一般构造及钢束布置 (2) 1.4.1 一般构造 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.4.2 钢束布置 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.5施工过程 (4) 2 建模分析 ........................................................................................................................................................... - 6 - 2.1模型概述 (6) 2.2建模要点 (6) 2.2.1 定义材料与截面 ............................................................................................................................ - 6 - 2.2.2 定义节点、单元及边界条件........................................................................................................ - 8 - 2.2.3 定义时间依存材料特性................................................................................................................ - 9 - 2.2.4 定义静力荷载工况 ...................................................................................................................... - 10 - 2.2.5 定义预应力荷载 .......................................................................................................................... - 11 - 2.2.6 定义移动荷载 .............................................................................................................................. - 12 - 2.2.7 定义支座沉降 .............................................................................................................................. - 14 - 2.2.8 定义施工阶段 .............................................................................................................................. - 15 - 2.2.9 定义结构质量 .............................................................................................................................. - 15 - 2.2.10 定义梁的有效宽度 .................................................................................................................... - 16 - - 1 -

现浇预应力混凝土连续梁桥多联同步施工

现浇预应力混凝土连续梁桥多联同步施工 张忠效 （中交通力建设股份有限公司西安 710000） 【摘要】受钢束张拉空间和单端允许张拉长度的影响，现浇预应力混凝土连续梁分段施工问题，一直困扰着广大桥梁工作者。经过不断的摸索、总结和改进，勤劳智慧的桥梁工作者已经发展、创造出多种分联、分跨施工方案，并最终创造性地实现了多联桥同步施工的目标，带来了显著的社会和经济效益。本文在回顾连续梁桥同步施工技术发展历程的基础上，客观地分析了各方案间的优缺点，并着重对钢束张拉端内置、端横梁二次浇筑、内卡式千斤顶槽内张拉、多联同步施工方案进行了较为详细地介绍，指出了设计中的一些重点和难点。 【关键词】现浇连续梁；同步施工；顶部张拉；内卡式千斤顶；槽内张拉 一、概述 在桥梁上部结构施工时，尽管预制吊装施工具有工厂化、机械化、标准化程度高的诸多优点，受客观条件制约，采用支架、模板进行现浇施工仍被广泛采用[1]。与预制吊装相比，现浇施工普遍被认为施工周期长、造价高，如何有效缩短工期、降低造价成为横亘在广大桥梁工程师面前的一道难题。经过不断的摸索、积累和创新，随着内卡式千斤顶、钢束连接器等一批工具、设备的发明和改进，先后创造性地出现了梁顶集中张拉、逐孔浇筑、内卡式千斤顶槽内张拉等施工方案，基本实现了现浇预应力混凝土连续梁多联同步施工的伟大设想。 二、现浇连续梁桥同步施工发展历程 关于同步施工，国内主要经过了以下几个发展过程： 1、90年代，为加快施工进度，缩短施工周期，节约建设投资，设计者将钢束经平、竖弯后锚固于梁端顶部（如图一所示），创造出梁顶局部开槽、集中张拉的施工方法，可以在一定条件下做到多联同步施工，大大缩短了施工周期。 图一 目前，部分设计院仍在沿用此方法，但该方法的局限性也很明显，主要表现在： ⑴钢束过于集中于梁顶，梁底成为薄弱点，极易受拉开裂，危及结构安全，故一般不建议在梁高大于1.5 米时采用。 ⑵锚头在桥面下埋设较浅，汽车冲击不仅对钢束锚固不利，桥面铺装也容易在反射应力下破坏。 ⑶桥面渗水容易对锚具的耐久性产生影响。 2、90年代末和本世纪初，随着钢束连接器的推广应用，发展出逐孔施工方案，避免了顶部开槽、集中张拉的弊端，适用于各种梁高，且可靠性得到保证。该方法设计要点主要有： ⑴从桥梁一端向另一端，或从桥梁中间向两端逐孔支架现浇主梁，支架可周转使用。 ⑵于每跨主梁正负弯矩变化点附近（距桥墩中心线约0.15～0.2倍跨径处）设施工缝，钢束在施工缝处半数断开，浇筑下一孔时用连接器接长断开的钢束。如此，钢束单端张拉长度可控制在允许范围内，不致产生过大的预应力损失。 ⑶设连接器处腹板厚度等应满足连接器设置要求。

连续梁桥设计word版

目录 1 前言 ......................................................................... - 1 - 1.1 桥梁工程发展的意义...................................................... - 1 - 1.2 桥梁建设的现状.......................................................... - 1 - 1.3 设计过程中要解决的问题和采用的手段、方法................................ - 1 - 1.4 设计成果及意义.......................................................... - 1 - 2 设计资料 ..................................................................... - 2 - 2.1 工程概况 ............................................................... - 2 - 2.2 技术标准 ............................................................... - 2 - 2.3 地质条件 ............................................................... - 2 - 2.4 构思宗旨 ............................................................... - 2 - 3 方案比选 ..................................................................... - 3 - 3.1 设计方案 ............................................................... - 3 - 3.2 方案比选 ............................................................... - 4 -4上部结构设计.................................................................. - 4 - 4.1 尺寸拟定 ............................................................... - 4 - 4.2 结构自重作用效应计算.................................................... - 7 - 4.3 汽车荷载作用效应计算................................................... - 14 - 4.4 预应力钢束估算及布置................................................... - 27 - 4.5 预应力损失及有效预应力计算............................................. - 31 - 4.6 截面演算 .............................................................. - 36 - 5 下部结构设计 ................................................................ - 39 - 5.1 桥墩设计 .............................................................. - 39 - 5.2 基础设计（刚性扩大基础）............................................... - 42 - 6 施工方案 .................................................................... - 43 - 7 结束语 ...................................................................... - 45 -参考文献 ...................................................................... - 46 -致谢 ......................................................................... - 47 -

预应力混凝土等截面连续梁桥设计毕业论文用

预应力混凝土等截面连续梁桥 设计原始资料 1.地形、地貌、气象、工程地质及水文地质、地震烈度等自然 情况 （1）气象：天津地区气候属于暖温带亚湿润大陆性季风气候区，部分地区受海洋气候影响。四季分明，冬季寒冷干旱，春季大风频繁，夏季炎热多雨，雨量集中，秋季冷暖变化 显著。年平均气温12.20C，最冷月平均气温-40C，七月平 均气温26.40C。 （2）工程地质：天津地铁一号线经过地区处于海河冲积平原上，地形平坦，地势低平，地下水位埋深较浅，沿线分布 了较多的粉砂、细砂、粉土，均为地震可液化层，局部地 段具有地震液化现象。沿线地层简单，第四系地层广泛发 育，地层分布从上到下依次为人工堆积层、新近沉积层、 上部陆相层、第一海相层、中上部陆相层、上部及中上部 地层广泛发育沉积有十几米厚的软土。 a.人工填土层，厚度5m，?k=100KP a； b.粉质黏土，中密，厚度15m，?k=150 KP a； c.粉质黏土，密实，厚度15m，?k=180KP a；

d.粉质黏土，密实，厚度10m，?k=190KP a。 第一章方案比选 一、桥型方案比选 桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。任选三种作比较，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。 桥梁设计原则 1．适用性 桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。 2．舒适与安全性 现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 3．经济性 设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。

预应力混凝土连续梁桥的设计尺寸拟定

预应力混凝土连续梁桥的设计 1.1总体布置 结构总体设计主要包括桥梁跨径分配、主梁截面形式的拟定以及梁高等方面的内容。 1.1.1跨径布置 目前，设计工程师认为预应力混凝土连续梁桥的最大理论跨度为250～300m，经济跨度为100～240m。 –布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求 –不等跨布置——大部分大跨度连续梁边中跨比为0.5～0.8，最好为0.65 –等跨布置——中小跨度连续梁 –短边跨布置——特殊使用要求 1.1.2主梁截面 –板式截面——实用于小跨径连续梁 –肋梁式——适合于吊装 –箱形截面——适合于节段施工 –其它

1.1.3箱梁梁高 梁高——与跨径、施工方法有关 等高度梁——实用于中、小跨径连续梁，一般跨径在50～60米以下变高度梁——实用于大跨径连续梁，100米以上，90%为变高度连续梁 桥型 公路桥铁路桥 支点梁高(m)跨中梁高(m)支点梁高(m)跨中梁高(m) 等高梁(1/15～1/25)l(1/16～1/18)l 变高（折线） 梁(1/16～ 1/20)l (1/22～ 1/28)l (1/12～ 1/16)l (1/22～ 1/28)l 变高（曲线） 梁(1/16～ 1/25)l (1/30～ 1/50)l (1/12～ 1/16)l (1/30～ 1/50)l 对于变高梁，一般对于公路桥，支点梁高是跨中梁高的2～3倍；对于铁路桥，支点梁高是跨中梁高的1.5～2倍。 1.2细部设计 主梁细部设计包括顶板、底板、腹板等部位尺寸的拟定，横隔板的设置，齿块和承托等构件的设计等。 1.2.1顶板、底板及腹板 箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。当悬臂施工时，箱梁底板特别是靠近桥墩附近的底板将承受很大的压应力。在发生变号弯矩的截面中，顶板和底板也都应各自发挥承压的作用。 （1）顶板 顶板厚度一般考虑两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求；满足布置纵向预应力钢束和横向预应力钢束的构造要求。另外传统的设计理念认为，顶板厚度与腹板间距相关。桥面板的悬臂长度也是调节板内弯矩的重要参数，在布置横向预应力时可考虑桥面板的横向坡度和板截面的变高度，以发挥预应力束的偏心效应。中跨跨中顶板厚度一般要求大于d/30（d为箱梁腹板净距）。 （2）底板

预应力混凝土连续梁桥

6.2 预应力混凝土连续梁桥 6.2.1力学特点及适用范围 连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构，温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。 由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂，能充分发挥高强材料的特性，促使结构轻型化，预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力，加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点，所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。 预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。 6.2.2立面布置 预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题，可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式（图6.1）。结构形式的选择要考虑结构受力合理性，同时还与施工方法密切相关。 a b a.不等跨不等截面连续梁 b. 等跨等截面连续梁 图6.1 连续梁立面布置 1．桥跨布置 根据连续梁的受力特点，大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置，但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。当采用三跨或多跨的连续梁桥时，为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等，达到经济的目的，边跨取中跨的0.8倍为宜，当综合考虑施工和其他因素时，边跨一般取中跨的0.5～0.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨，会在边跨支座上产生拉力，需在桥台上设置拉力支座或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航（车）净空及地质条件等因素的限制，并且同时总长度受到制约时，可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合，跨径从中间向外递减，以使各跨内力峰值相差不大。 桥跨布置还与施工方法密切相关。长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁，多采用等跨布置，这样做结构简单，统一模式。等跨布置的跨径大小主要取决于经济分跨和

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目录 1 桥梁概况 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1主要设计指标 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2相关计算参数 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3相关设计依据 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.4一般构造及钢束布置................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.4.1 一般构造 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.4.2 钢束布置 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.5施工过程 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2 建模分析 ............................................................................................................................ 错误！未定义书签。 2.1模型概述 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2建模要点 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.1 定义材料与截面 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2 定义节点、单元及边界条件......................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3 定义时间依存材料特性................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.4 定义静力荷载工况 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.5 定义预应力荷载 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.6 定义移动荷载 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.7 定义支座沉降 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.8 定义施工阶段 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.9 定义结构质量 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 定义梁的有效宽度 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3分析控制定义 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.1 定义施工阶段分析控制................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.2 定义移动荷载分析控制................................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.3 定义特征值分析控制 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.4 定义主控数据 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 3 结合规范进行设计............................................................................................................ 错误！未定义书签。 3.1定义荷载组合 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 3.2定义PSC设计 ............................................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.1 定义PSC设计参数 ........................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.2 定义PSC设计材料 ........................................................................................... 错误！未定义书签。