鋼-混凝土組合梁橋

一 組合結(jié)構(gòu)計(jì)算原理1 組合截面形成過程中的應(yīng)力累加2 組合截面應(yīng)力計(jì)算方法3 虛擬荷載法計(jì)算混凝土板降溫效應(yīng)4 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng)二 鋼 混凝土組合橋梁分析實(shí)例1 項(xiàng)目簡介2 單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面3 邊界及施工荷載4 設(shè)置施工階段及施工階段聯(lián)合截面5 使用階段 活載及沉降 1 組合截面形成過程中的應(yīng)力累加 架設(shè)鋼箱自重效應(yīng) 注 1 此階段僅架設(shè)鋼箱 內(nèi)力及應(yīng)力僅與鋼箱本身的截面特性有關(guān) 2 查看結(jié)果時(shí)選擇part1即可 1 組合截面形成過程中的應(yīng)力累加 橋面板濕重 注 1 此階段混凝土橋面板在鋼箱上澆筑 混凝土濕重作為外荷載作用在鋼箱上 內(nèi)力及應(yīng)力僅與鋼箱本身的截面特性有關(guān) 2 此法施工應(yīng)注意定義材料時(shí)將混凝土材料的自重修改為0 避免重復(fù)加載 1 組合截面形成過程中的應(yīng)力累加 疊合截面形成后應(yīng)力 注 1 顯然至此混凝土橋面板不受力 僅鋼箱梁承受混凝土及鋼的自重效應(yīng) 2 橋面板形成后二期荷載等后續(xù)荷載將有全截面承擔(dān) 2 組合截面應(yīng)力計(jì)算 換算截面特性計(jì)算 2 組合截面應(yīng)力計(jì)算 換算截面特性計(jì)算 2 組合截面應(yīng)力計(jì)算 換算截面特性計(jì)算 2 組合截面應(yīng)力計(jì)算 二期荷載效應(yīng) 注 1 換算為鋼材后 計(jì)算混凝土應(yīng)力需要除彈模比 2 應(yīng)力結(jié)果通過選擇 應(yīng)力部分 查看鋼及混凝土的應(yīng)力 3 實(shí)際結(jié)構(gòu)為了校核聯(lián)合后截面特性查看二期荷載的應(yīng)力比較方便 2 組合截面應(yīng)力計(jì)算 累計(jì)荷載效應(yīng) 小結(jié) 1 顯然疊合梁的最終應(yīng)力與施工工藝直接相關(guān) 2 通過施工階段設(shè)置中分離變量形式可以容易得到單項(xiàng)荷載的效應(yīng) 3 組合截面應(yīng)力及內(nèi)力查看需選擇 部分 3 虛擬荷載法計(jì)算混凝土板升降溫后應(yīng)力 注 1 僅混凝土板升降溫 應(yīng)力計(jì)算相對(duì)簡單 可以通過上述過程非常容易得到其效應(yīng) 2 收縮徐變與混凝土板降溫效應(yīng)相當(dāng) 可通過同樣方法得到 僅計(jì)算集中力P0方法不同 3 虛擬荷載法計(jì)算混凝土板升降溫后應(yīng)力 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 1 混凝土收縮應(yīng)變 注 1 理論厚度h 2A u A為混凝土橋面板的截面積 u為混凝土橋面板與大氣接觸的周邊長度 2 表中混凝土齡期取為7天 表示混凝土澆筑完成至開始受力的時(shí)間 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 1 混凝土收縮應(yīng)變 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 2 混凝土折減剛度 注 1 鋼 混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范 給出了明確的有效彈模比的計(jì)算方法 2 其中混凝土的徐變系數(shù)可以通過查表內(nèi)插方法方便得到 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 3 有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮效應(yīng) 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 3 有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮效應(yīng) 注 1 顯然從虛擬荷載法本身考慮 完全可以將收縮效應(yīng)通過溫度梯度的方法計(jì)算 2 模型計(jì)算有效彈性模量的溫度梯度效應(yīng)需做如下修改 修改材料的彈性模量為有效彈性模量輸入溫度梯度荷載時(shí)應(yīng)按有效彈性模量 3 基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮 徐變效應(yīng) 3 有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮效應(yīng) 注 1通過修改彈性模量及持續(xù)時(shí)間可得到相應(yīng)的收縮應(yīng)變值 2 最終收縮應(yīng)力與理論值基本一致 誤差是由于總的收縮量不一致造成 3 收縮徐變終值與截面本身無關(guān) 可以通過臨時(shí)替換混凝土截面查看 組合截面不能輸出此值 4 程序計(jì)算名義收縮系數(shù)按 04混規(guī) 得到 上圖輸入數(shù)據(jù)均為了對(duì)比方便輸入 3 有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算徐變效應(yīng) 注 1 理論上可以用有效荷載法計(jì)算徐變效應(yīng) 僅P0M0的計(jì)算方法與收縮不同 2 由于徐變效應(yīng)不同于收縮效應(yīng) 與受力后的應(yīng)變直接相關(guān) 實(shí)際結(jié)構(gòu)各截面受力不同從而徐變效應(yīng)不同 3 Civil程序分析相對(duì)簡單 只需要將混凝土的彈性模量修改為有效彈性模量即可 與收縮有效彈性模量不同 本章小結(jié) 1 組合結(jié)構(gòu)的最終應(yīng)力狀態(tài)與施工階段相關(guān) 通過各階段累加可以得到最終效應(yīng) 但各階段的截面特性因根據(jù)具體的施工工藝確定 2 混凝土橋面板升降溫可以通過等效荷載法計(jì)算 3 混凝土收縮同樣可以根據(jù)等效荷載法計(jì)算 但需計(jì)算混凝土有效彈性模量 4 從校核計(jì)算結(jié)果考慮可以用混凝土降溫模擬收縮效應(yīng) 5 Civil程序計(jì)算有效剛度下的收縮 徐變效應(yīng)僅需將混凝土彈性模量修改為有效彈性模量 本章小結(jié) 1 組合結(jié)構(gòu)的最終應(yīng)力狀態(tài)與施工階段相關(guān) 通過各階段累加可以得到最終效應(yīng) 但各階段的截面特性因根據(jù)具體的施工工藝確定 2 混凝土橋面板升降溫可以通過等效荷載法計(jì)算 3 混凝土收縮同樣可以根據(jù)等效荷載法計(jì)算 但需計(jì)算混凝土有效彈性模量 4 從校核計(jì)算結(jié)果考慮可以用混凝土降溫模擬收縮效應(yīng) 5 Civil程序計(jì)算有效剛度下的收縮 徐變效應(yīng)僅需將混凝土彈性模量修改為有效彈性模量 1 項(xiàng)目簡介 本橋?yàn)槟掣咚俾仿?lián)絡(luò)線匝道橋中的一聯(lián) 橋梁全寬10 5m 本聯(lián)上部結(jié)構(gòu)采用 38 33 5 37 5 m鋼混組合連續(xù)梁 下部結(jié)構(gòu)橋墩為柱式 基礎(chǔ)為承臺(tái)接灌注樁 橋臺(tái)為肋板式 基礎(chǔ)為承臺(tái)接灌注樁 主梁為單箱雙室 梁高2米寬10 22m 預(yù)制高1 65m 鋼箱底板厚30mm 上翼板厚25mm 腹板厚16mm 鋼材均采用Q345qD 分4段預(yù)制后現(xiàn)場采用高強(qiáng)螺栓拼接 鋼箱頂部混凝土橋面板厚0 27m 采用C50無收縮混凝土現(xiàn)澆 頂板混凝土預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線 管道采用金屬波紋管成型 設(shè)計(jì)摩阻系數(shù) 0 25 孔道偏差系數(shù)K 0 0015 2 單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面 建立單元節(jié)點(diǎn) 注 1 曲線橋梁可以通過導(dǎo)入CAD線形的方法建立單元節(jié)點(diǎn) 2 導(dǎo)入技巧 節(jié)點(diǎn)位置 支撐線 截面變化位置 加載荷載位置 隔板 橫梁等 CAD根據(jù)上述內(nèi)容分層 Civil程序可根據(jù)圖層將導(dǎo)入內(nèi)容分組 節(jié)點(diǎn)最終位置通過連接節(jié)點(diǎn)位置得到 Civil程序不能識(shí)別圓曲線 導(dǎo)入CAD圖形的繪制單位應(yīng)與Civil一致 可繪制輔助線 支撐線 加載點(diǎn)等 一并或分批導(dǎo)入便于后續(xù)操作 2 單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 2 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 1 2 3 2 單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 2 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 4 5 6 2 單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 2 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 7 8 9 2 單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 2 SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面 10 11 1 邊界 注 1 永久邊界應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)置約束方向 固定支座 單向固定支座 雙向固定支座 一般橡膠支座 2 復(fù)制支座上下節(jié)點(diǎn)時(shí) 可通過點(diǎn)選輔助單元確定任意復(fù)制方向 3 彈性連接為單元坐標(biāo) SDx為支座抗壓 拉 剛度 4 臨時(shí)邊界要保證施工階段分段幾何不可變 不是機(jī)動(dòng)體系 3 邊界及施工荷載 2 荷載 注 1 荷載工況 查看單項(xiàng)內(nèi)力結(jié)果荷載組合2 荷載組 施工階段調(diào)用 3 利用輔助單元很容易得到隔板位置 橫梁位置 支撐線位置等等 便于加載 3 邊界及施工荷載 3 邊界及施工荷載 注 1 荷載工況 查看單項(xiàng)內(nèi)力結(jié)果荷載組合2 荷載組 施工階段調(diào)用 3 利用輔助單元很容易得到隔板位置 橫梁位置 支撐線位置等等 便于加載 4 設(shè)置施工階段及施工階段聯(lián)合截面 注 1 施工階段聯(lián)合截面設(shè)置以截面為對(duì)象進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置 2 施工階段設(shè)置的材料理論厚度齡期的優(yōu)先級(jí)高于定義單元時(shí)賦予的值 3 一般截面類型根據(jù)激活施工階段不同程序可以自動(dòng)識(shí)別同樣截面不同的單元 4 混凝土濕重模擬橋面板形成過程注意將材料的容重改為0 5 定義收縮徐變函數(shù)時(shí)注意標(biāo)號(hào)強(qiáng)度為Nmm單位體系 5 使用階段荷載 溫度 注 1 組合截面整體升降溫即使連續(xù)梁也有自應(yīng)力 2 溫度梯度要綜合考慮截面寬度的變化以及溫度梯度折線的變化 3 不同材料應(yīng)分別輸入其彈性模量及膨脹系數(shù) 4 注意溫度梯度一般輸入的參考位置是頂 5 使用階段 活載及沉降 注 1 車道數(shù)量根據(jù)規(guī)范表4 3 1 3及行車道寬度確定 2 一般結(jié)構(gòu)考慮內(nèi)偏外偏及中載計(jì)算足以 3 直