1、橋梁電算方法,橋梁設(shè)計與建設(shè)程序,“預(yù)可”階段 著重研究建橋的必要性和宏觀經(jīng)濟上的合理性。 “工可”階段 研究制訂技術(shù)標準,提出多個橋型方案,并估算造價,基本落實資金來源和投資回報等問題。 方案設(shè)計_確定設(shè)計方案。 技術(shù)設(shè)計 對重大技術(shù)問題進行探討,完善橋型方案,修正概算。 施工圖設(shè)計 進行詳細的結(jié)構(gòu)計算,繪制施工詳圖, 編制預(yù)算。,畢業(yè)設(shè)計的步驟,一、橋梁設(shè)計方案的比選,橋梁設(shè)計方案的比選和確定可按下列步驟進行。 明確各種標高的要求 橋梁分孔和初擬橋型方案草圖 方案初篩 詳繪橋型方案 編制估算或概算 方案選定和文件匯總,二、結(jié)構(gòu)尺寸擬定,預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋橫截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面（

2、當跨徑超過4060m或更大時）。,二、結(jié)構(gòu)尺寸擬定,單箱單室截面的頂板寬度一般小于20m(圖2-2-41a)；單箱雙室的約為25m左右(圖2-2-41b)；雙箱單室的可達40m左右(圖2-2-41c)。單箱單室截面b:a之比為1(2.53.0)，懸臂長度b一般不大于5m。 箱梁底板厚度隨箱梁負彎矩的增大而逐漸加厚至墩頂。墩頂區(qū)域底板厚度與主跨之比宜為1/1401/170，跨中區(qū)域底板厚度一般為0.22 0.28m。 箱梁在墩頂區(qū)域的腹板較厚，跨中區(qū)域的腹板較薄。,三、變截面連續(xù)梁橋?qū)嵗?位于湖南省道1831線上的湖南益陽市白沙大橋建成于2002年，主橋為四跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋(50+9

3、0+150+90m)，橋梁全長1584.0m，如下圖所示。 白沙大橋立面布置(m),白沙大橋橫截面布置(cm),（一）橋梁結(jié)構(gòu)分析的建模方法,結(jié)構(gòu)離散的基本原則： 計算模型應(yīng)盡量符合實際結(jié)構(gòu)； 保證體系幾何不變，避免出現(xiàn)與實際結(jié)構(gòu)受力不符的多余聯(lián)結(jié)； 在合理模擬的前提下減小不必要的結(jié)點數(shù)目，以縮短計算時間。 桿系單元劃分的原則： 根據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點，實際問題的需要和計算精度要求來決定。,（一）橋梁結(jié)構(gòu)分析的建模方法,結(jié)點的設(shè)置位置： 各關(guān)鍵控制截面處;構(gòu)件交接點、轉(zhuǎn)折點;截面突變處; 不同材料結(jié)合處；所有支承點；施工縫處； 等直截面直桿：自然交結(jié)點處；中間結(jié)點根據(jù)驗算截面的要求以及求影響線時單

4、位力作用點的要求確定； 變截面桿：盡量細分，使折線形模型接近實際結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。,（二）幾種結(jié)構(gòu)的有限元劃分實例,（二）幾種結(jié)構(gòu)的有限元劃分實例,（二）幾種結(jié)構(gòu)的有限元劃分實例,（三）局部構(gòu)造的模擬方法,剛臂的處理 幾個構(gòu)件剛性交會于同一結(jié)點； 構(gòu)件軸線偏心交會； 不同的受力階段，構(gòu)件截面具有不同的幾何特性。,（三）局部構(gòu)造的模擬方法,中間鉸的處理 用特殊單元模擬； 鉸結(jié)端多編一個結(jié)點。,（四）截面幾何特性計算,計算內(nèi)容 截面面積、形心、面積矩、慣性矩、截面模量等。 主要的計算方法 梯形分塊法，三角形分塊法和積分法等。 三角形分塊法 當三角形結(jié)點為逆時針編號時, 計算結(jié)果均為正。反之,如為順時

5、針編號時,則計算結(jié)果均為負。,三角形分塊法,三角形分塊法,結(jié)點編號應(yīng)該沿截面周邊逆時針循序進行,不可以隨意編號。 對于閉口箱形截面,需在每個箱的適當位置作一切口,使閉口截面變成開口截面,以形成一個連續(xù)的周邊。 編號順序可從軸上的任一點開始,沿著開口截面的周邊按逆時針循序進行。 對于帶有曲邊的截面,可用折線來代替曲線,折線段越多,計算結(jié)果越精確。,橋梁計算示例,基本資料 橋型布置：350m等截面連續(xù)梁橋 橋面凈空：凈-920.25m安全帶 設(shè)計荷載：汽車-20級，掛車-100，不計人群荷載 橋面縱坡：0 橋面橫坡：1.5%,橋梁計算示例,材料規(guī)格 主梁： 采用40號混凝土，容重為26kN/m3，

6、彈性模量取3.3107kPa； 橋面鋪裝： 采用防水混凝土，厚度為10cm，容重為25kN/m3； 緣石、欄桿：按5.12kN/m計入恒載； 橫隔板：按每道200kN計入。,橋梁計算示例（荷載計算）,橋面系荷載 緣石、欄桿重：q1=5.12kN/m 橋面鋪裝重：q2=9.00.12522.50kN/m 合計：q=q1+q2=27.62kN/m 將其作為二期恒載以均布荷載的形式作用在主梁上。 主梁自重 按26kN/m3的容重，以計主梁自重的形式計入結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)中。墩頂處主梁設(shè)置的橫隔梁以重量按非結(jié)點荷載計算。,橋梁計算示例（幾何特性計算）,用三形分塊法(GE02程序)計算主梁截面的幾何特性，截面

7、編號和坐標系取用見下圖。 輸入數(shù)據(jù)文件名為D9-1-0.DAT。,橋梁計算示例（結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算）,結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算基本數(shù)據(jù)名稱：D9-1.DAT 不考慮施工過程或一次成橋的情況下，可利用FR2程序進行結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算得： D9-1.OUT (輸入數(shù)據(jù)、恒載作用下主梁的位移、單元桿端力數(shù)據(jù)等) D9-1.FIG (圖形文件) D9-1.DED (恒載內(nèi)力數(shù)據(jù)文件) D9-1.DA2 (影響線數(shù)據(jù)文件),橋梁計算示例（結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算）,利用WORD、EXCEL軟件對計算結(jié)果進行整理。 采用圖形和表格的形式進行整理，如：主梁結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)的計算結(jié)果。 找到結(jié)果文件D9-1.ded。 打開WORD中

8、的插入圖表（如主梁結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)彎矩圖）。,橋梁計算示例(支座變位作用的影響),超靜定結(jié)構(gòu)當考慮由于地基壓密等引起的長期變形影響時，應(yīng)根據(jù)最終位移量計算構(gòu)件的效應(yīng)。 支座變位作用的影響計算可按照下面的步驟進行。假定中間兩橋墩相對兩邊墩下沉20mm。 見數(shù)據(jù)文件d9-1-2.dat。 單獨計算支座變位作用的影響時，應(yīng)不計結(jié)構(gòu)自重和作用在結(jié)構(gòu)上的荷載。,橋梁計算示例(支座變位作用的影響),支座變位作用的影響計算基本數(shù)據(jù)D9-1-2.DAT 只須將原有的D9-1.DAT進行修改后，再利用FR2程序進行計算即得。 D9-1-2.OUT (輸入數(shù)據(jù)、支座變位作用下主梁的位移、單元桿端力數(shù)據(jù)及支座反力等)

9、D9-1-2.FIG (圖形文件) D9-1-2.DED (內(nèi)力數(shù)據(jù)文件),橋梁計算示例(溫度作用的影響),橋梁結(jié)構(gòu)當要考慮溫度作用時，應(yīng)根據(jù)當?shù)鼐唧w情況、結(jié)構(gòu)物使用的材料和施工條件等因素計算由溫度作用引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。 也可利用FR2程序進行計算。 單獨計算支座變位作用的影響時，應(yīng)不計結(jié)構(gòu)自重和作用在結(jié)構(gòu)上的荷載。 只需在D9-1.DAT的基礎(chǔ)上，修改非結(jié)點荷載部分,增加溫度作用產(chǎn)生的等效非結(jié)點荷載。,非結(jié)點荷載,以下列出了11種最基本的非結(jié)點荷載的固端力。固端力的符號規(guī)定與桿端力一致。,非結(jié)點荷載計算,非結(jié)點荷載計算,非結(jié)點荷載計算,橋梁計算示例(溫度作用的影響),表3-2中的第7類荷載為溫

10、度荷載。其中，e0和c的計算原理如下： 在設(shè)計中, 常假定溫度在截面內(nèi)成線性變化。 這種溫度變化引起的固端力為:,橋梁計算示例(溫度作用的影響),式中： 其中：a_材料線膨脹系數(shù); A,I_桿單元截面面積與慣性矩; E_材料彈性模量； h _截面高度; t1,t2_分別為截面上緣和下緣的溫度； y上_截面形心軸距上緣的距離。,橋梁計算示例(溫度作用的影響),令： 則： 其中：e0_形心軸處由溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)變； c_由溫度變化產(chǎn)生的截面曲率變化。 對于非線性溫度梯度的情況,只要按平截面假定求出e0和c后,由此引起的溫度次內(nèi)力也可按該類荷載計算。,斜拉索張拉計算,第6種荷載可以用于斜拉橋中已知斜

11、拉索的張拉延伸量的張拉計算中。 這時,q值為已知的張拉延伸量。 輸入格式為：i,6,-q,0,0,斜拉索張拉計算,如果已知張拉力增量(PV),要計算結(jié)構(gòu)在該索力增量作用下的位移和內(nèi)力增量, 可把它作為一種非結(jié)點荷載的形式來考慮。 將該單元的剛度從結(jié)構(gòu)中去掉, 指定其桿端軸力增量為PV,并將反號作為等效結(jié)點荷載即可。 把這種已知張拉力增量的斜拉索張拉作為第12種荷載。 輸入格式為： i,12,PV,0,0,橋梁計算示例,汽車、人群荷載內(nèi)力計算、作用效應(yīng)組合 可自行編程計算(參照橋梁結(jié)構(gòu)電算程序設(shè)計中的ADLOAD和HZZH程序)； 也可利用EXCEL軟件進行計算。 根據(jù)荷載組合的結(jié)果進行預(yù)應(yīng)力鋼筋配置，并計算預(yù)應(yīng)力損失，求得永存預(yù)加力。 根據(jù)預(yù)應(yīng)力配置和有效預(yù)加力的情況進行預(yù)應(yīng)力效應(yīng)計算。,橋梁計算示例(預(yù)應(yīng)力效應(yīng)計算),通常采用等效荷載法計算; 若單元劃分較細，預(yù)應(yīng)力可按單元長分段，每一段上作用一對沿力束方向的集中力Ny，其大小可取單元范圍內(nèi)的平均有效預(yù)加力。 將單元兩端的Ny移至對應(yīng)結(jié)點上，直接作為結(jié)點荷載，求出整體坐標系下