橋梁通使用說明U臺(tái)計(jì)算與繪圖

1、第6章 重力式U型橋臺(tái)計(jì)算與繪圖6.1概述 重力式U型橋臺(tái)計(jì)算與繪圖模塊是專門用來計(jì)算臺(tái)內(nèi)力和應(yīng)力，并進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算。通常，計(jì)算與繪圖配合使用，先擬定好橋臺(tái)各部尺寸后，選擇繪制U型橋臺(tái)一般構(gòu)造圖，進(jìn)入AutoCAD調(diào)入圖形，在屏幕上觀察橋臺(tái)各部尺寸是否合適，是否有填錯(cuò)的數(shù)據(jù)。當(dāng)圖形各部尺寸無錯(cuò)后，再運(yùn)行橋臺(tái)計(jì)算程序，驗(yàn)算受力、基底應(yīng)力及穩(wěn)定性。然后反復(fù)調(diào)整橋臺(tái)尺寸，使其優(yōu)化。計(jì)算結(jié)束后，再選擇繪圖生成圖形?？紤]到U臺(tái)的特點(diǎn)，僅對(duì)順橋向進(jìn)行分析和驗(yàn)算。重力式U型橋臺(tái)計(jì)算后將輸出一份詳細(xì)的計(jì)算書，包括臺(tái)身各計(jì)算截面的幾何特性計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、偏心距驗(yàn)算、強(qiáng)度驗(yàn)算和基底截面的幾何特性計(jì)算、應(yīng)力計(jì)算

2、、穩(wěn)定性驗(yàn)算，以便用戶能夠進(jìn)行分析和判斷，做出既經(jīng)濟(jì)又安全的設(shè)計(jì)。重力式U型橋臺(tái)繪圖可用于繪制重力式U型橋臺(tái)一般構(gòu)造圖、臺(tái)帽鋼筋構(gòu)造圖。6.2功能驗(yàn)算以下4個(gè)截面 程序?qū)?duì)4個(gè)截面進(jìn)行驗(yàn)算。即臺(tái)身頂截面、臺(tái)身1/2高截面、臺(tái)身底截面和基礎(chǔ)底截面，各截面的編號(hào)分別為：1、2、3、4。當(dāng)驗(yàn)算基礎(chǔ)底截面時(shí)，又按三種情況分別驗(yàn)算，A表示臺(tái)后土壓力算至基頂斷面位置，B表示臺(tái)后土壓力算至基底截面位置，C表示臺(tái)后土壓力算至基底斷面位置并計(jì)入浮力。A用于基底應(yīng)力驗(yàn)算，B、C用于橋臺(tái)穩(wěn)定驗(yàn)算。對(duì)1、2、3號(hào)截面進(jìn)行偏心距和強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)4號(hào)截面進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。單項(xiàng)荷載包括以下14種上部結(jié)構(gòu)重力； 下部結(jié)

3、構(gòu)重力； 土的重力； 土側(cè)壓力；水的浮力； 汽車荷載； 汽車引起臺(tái)后土壓力； 人群荷載；掛車荷載； 掛車引起臺(tái)后土壓力；汽車制動(dòng)力； 溫度影響力 支座摩阻力； 施工荷載。內(nèi)力組合包括以下8種汽車人群恒載； 汽車人群恒載溫度支座摩阻力；汽車人群恒載制動(dòng)力； 汽車人群恒載溫度制動(dòng)力；汽車人群恒載溫度支座摩阻力； 驗(yàn)算荷載恒載；未架梁，臺(tái)后已填土； 施工荷載（含上部）下部恒載。6.2.4布載考慮以下4種臺(tái)后布車最不利，橋上無車；臺(tái)后布車最不利，橋上按車列布載(可能的話)；橋上布車最不利，臺(tái)后無車；橋上布車最不利，臺(tái)后按車列布載(可能的話)。設(shè)計(jì)荷載 人群荷載 汽車荷載：汽車-10級(jí)、汽車-15級(jí)、汽

4、車-20級(jí)、汽車超-20級(jí)、汽車城-A級(jí)、汽車城-B級(jí)或自定義。 驗(yàn)算荷載：履帶-50、掛車-80、掛車-100、掛車-120、特掛-160、特掛-220、特掛-300、特掛-420或自定義。計(jì)算結(jié)果輸出表格有8類，它們分別為截面幾何特性； 單項(xiàng)荷載內(nèi)力；臺(tái)身驗(yàn)算結(jié)果； 基底內(nèi)力組合結(jié)果；基底應(yīng)力計(jì)算結(jié)果；基底應(yīng)力匯總；基底穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果；基底穩(wěn)定驗(yàn)算匯總。 a. 截面幾何特性 該項(xiàng)無條件輸出4個(gè)截面的幾何要素，內(nèi)容如下：截面面積； 截面慣性矩； 截面形心至河心方向邊緣的距離； 截面形心至河岸方向邊緣的距離；截面全高； 截面全寬； 截面凹進(jìn)的高度，矩形截面時(shí)該值為。 截面凹進(jìn)的寬度，矩形截面時(shí)該

5、值為。 b. 單項(xiàng)荷載內(nèi)力 分別輸出每個(gè)截面的彎矩(M)、豎直力(N)、水平力(Q)。單項(xiàng)荷載的內(nèi)容見前述。 c. 臺(tái)身驗(yàn)算結(jié)果 該項(xiàng)無條件輸出1、2、3號(hào)截面的計(jì)算偏心距Ej和容許偏心距(E)，計(jì)算強(qiáng)度Nj、Qj和極限強(qiáng)度N、Q。荷載的組合內(nèi)容見前述。 d. 基底內(nèi)力組合結(jié)果 分別輸出4號(hào)截面的彎矩(M)、豎直力(N)、水平力(Q)。荷載的組合內(nèi)容見前述。 e. 基底應(yīng)力計(jì)算結(jié)果 輸出4號(hào)截面A、B、C三種情況河心、河岸方向邊緣應(yīng)力。荷載組合內(nèi)容見前述。 f. 基底應(yīng)力匯總 4號(hào)截面的應(yīng)力，內(nèi)容包括： 河心方向邊緣最大應(yīng)力和最小應(yīng)力；河岸方向邊緣最大應(yīng)力和最小應(yīng)力。 g. 基底穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果

6、分別輸出4號(hào)截面A、B、C三種情況的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)和最小抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，以及抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)和最小抗滑穩(wěn)定系數(shù)。荷載的組合內(nèi)容見前述。 h. 基底穩(wěn)定驗(yàn)算匯總 該項(xiàng)無條件輸出4號(hào)截面的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)和最小抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，以及抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)和最小抗滑穩(wěn)定系數(shù)。荷載的組合內(nèi)容見前述。臺(tái)身制作材料 石料； 片石砌體； 塊石砌體； 粗料石砌體； 混凝土預(yù)制塊砌體； 混凝土； 片石混凝土砌體。浮力計(jì)算基礎(chǔ)形式：矩形截面，形截面。6.2.10繪圖程序 重力式U型橋臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱U臺(tái))繪圖程序，是專門用來繪制U臺(tái)的一般構(gòu)造圖。它與U臺(tái)設(shè)計(jì)程序配合應(yīng)用，使得整個(gè)U臺(tái)的設(shè)計(jì)工作計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。程序的主要功能綜述如下：

7、 1、正交或任意斜交U臺(tái)均可繪制。 2、基礎(chǔ)截面可采用矩型或U型或L型，基礎(chǔ)階數(shù)為13階。 3、U臺(tái)前墻兩側(cè)的坡度可為直墻或斜坡，也可在U臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置齒形放置橋頭搭板。 4、單向坡或雙向坡。 5、計(jì)算并繪制U臺(tái)的圬工數(shù)量表。包括： 臺(tái)帽體積； 背墻體積； 側(cè)墻上體積； 臺(tái)身體積； 側(cè)墻下體積； 基礎(chǔ)體積。 6、繪圖的比例既可以由用戶輸入，也可程序自動(dòng)計(jì)算。6.3計(jì)算說明6.3.1設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTJ001-97 中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTJ021-89 中華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ022-85 中

8、華人民共和國(guó)交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ024-85斜橋的計(jì)算 以橋孔斜長(zhǎng)為計(jì)算跨徑，按正交橋的方法計(jì)算。 土壓力按斜長(zhǎng)寬度作用計(jì)算。 鈍角處的計(jì)算強(qiáng)度或應(yīng)力的提高值，由用戶酌情考慮。支座傳遞的水平力作用點(diǎn)位置 溫度力及制動(dòng)力作用點(diǎn)按臺(tái)帽頂面+支座墊塊高+支座高/2計(jì)算。 支座摩阻力作用點(diǎn)按臺(tái)帽頂面+支座墊塊高計(jì)算。浮力 設(shè)計(jì)水位僅在計(jì)算浮力時(shí)采用，當(dāng)用戶計(jì)算低水位浮力時(shí)，將低水位值賦給設(shè)計(jì)水位即可。地基土容許承載力提高系數(shù) 應(yīng)力計(jì)算未計(jì)地基土的容許承載力的提高系數(shù)，應(yīng)力匯總按以下提高系數(shù)計(jì)入。荷載組合：k=1.0； 荷載組合、：k=1.25。 荷載組合見公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范。

9、臺(tái)后主動(dòng)土壓力按朗金理論計(jì)算6.3.7墩身正截面直接抗剪驗(yàn)算，其材料的摩擦系數(shù)取0.76.4用戶界面6.5如何進(jìn)行U臺(tái)設(shè)計(jì)6.5.1樣板文件的使用 系統(tǒng)為用戶提供了文件名為ukt1.qlt的樣板文件，編號(hào)為0號(hào)橋臺(tái)的數(shù)據(jù)是完整的，該數(shù)據(jù)文件既可計(jì)算又可繪圖。建立用戶工程文件名有兩種方法，一是在橋梁通主菜單的工程管理下拉式菜單的“創(chuàng)建工程”下建立，另一種是在橋梁通主菜單的“蓋梁計(jì)算與繪圖”下拉式菜單的“打開文件”按鈕下建立。輸入U(xiǎn)臺(tái)尺寸 打開橋梁通主菜單的“橋臺(tái)計(jì)算與繪圖”下拉式菜單的“擴(kuò)基U型橋臺(tái)計(jì)算與繪圖”，彈出“U型橋臺(tái)計(jì)算與繪圖”數(shù)據(jù)輸入窗體，選擇“U臺(tái)計(jì)算”，再點(diǎn)擊“U臺(tái)尺寸”按鈕，彈

10、出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入U(xiǎn)型橋臺(tái)的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢點(diǎn)擊“生成U臺(tái)一般構(gòu)造圖”按鈕，進(jìn)入AutoCAD將該圖顯示(見后面示例)，檢查有無錯(cuò)誤，直到U臺(tái)一般構(gòu)造圖數(shù)據(jù)正確，關(guān)閉該窗體。輸入U(xiǎn)臺(tái)材料點(diǎn)擊“U臺(tái)材料”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入U(xiǎn)臺(tái)材料數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。臺(tái)身制作材料：石料、片石砌體、塊石砌體、粗料石砌體、混凝土預(yù)制塊砌體、混凝土、片石混凝土砌體。臺(tái)身圬工材料的抗壓極限強(qiáng)度、臺(tái)身圬工材料的抗剪極限強(qiáng)度：依據(jù)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范編號(hào)JTJ022-85的第二章材料查取。橋臺(tái)臺(tái)后填土的浮容重(kN/m3)、橋臺(tái)臺(tái)后填土的容重(kN/m3)：點(diǎn)擊該按鈕彈出規(guī)

11、范表格供參數(shù)。臺(tái)帽材料的容重(kN/m3)：一般取25。臺(tái)身材料的容重(kN/m3)：一般取23。橋臺(tái)臺(tái)后填土的摩阻角(度)：點(diǎn)擊該按鈕彈出規(guī)范表格供參數(shù)。施工時(shí)上部所有荷載支反力：指施工階段橋臺(tái)的支反力，應(yīng)計(jì)入梁重(單位:kN)。臺(tái)帽頂至設(shè)計(jì)水位線的距離：當(dāng)不計(jì)浮力時(shí)輸入0?；啄Σ料禂?shù)：一般取0.4。臺(tái)身按U型整體截面計(jì)算極限系數(shù)：磚石規(guī)范規(guī)定取值為0.4。當(dāng)U型橋臺(tái)截面的兩側(cè)墻寬度與同一水平截面前墻全長(zhǎng)的比值大于該值時(shí)按U型整體截面計(jì)算，否則按擋墻計(jì)算。如果強(qiáng)制按實(shí)際截面計(jì)算取值為0。如果強(qiáng)制按擋墻截面計(jì)算取值為1?；A(chǔ)按U型整體截面計(jì)算極限系數(shù)：磚石規(guī)范沒有規(guī)定，可取0.4，當(dāng)U型橋臺(tái)

12、截面的兩側(cè)墻寬度與同一水平截面前墻全長(zhǎng)的比值大于該值時(shí)按U型整體截面計(jì)算，否則按擋墻計(jì)算。該值也可取0，表示強(qiáng)制按實(shí)際截面計(jì)算。如果強(qiáng)制按擋墻截面計(jì)算取值為1。6.5.5 輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體（窗體顯示見樁柱式橋墩計(jì)算與繪圖章節(jié)）。6.5.6 計(jì)算書輸出數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“計(jì)算書輸出數(shù)據(jù)”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入計(jì)算書輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。進(jìn)入設(shè)計(jì)檢查重力式U型橋臺(tái)的尺寸優(yōu)化要由用戶根據(jù)計(jì)算結(jié)果來判斷，它取決于U型橋臺(tái)的尺寸、U臺(tái)高度、上部荷載等，通過打開“U臺(tái)尺寸”、 “U臺(tái)材料”、 “設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”、 “

13、計(jì)算書輸出數(shù)據(jù)”等窗體可進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，然后點(diǎn)擊“U型橋臺(tái)計(jì)算”按鈕進(jìn)行計(jì)算，點(diǎn)擊“瀏覽U型橋臺(tái)計(jì)算結(jié)果”按鈕閱讀計(jì)算書關(guān)鍵內(nèi)容，如臺(tái)身的偏心距、極限強(qiáng)度驗(yàn)算、基底應(yīng)力計(jì)算、基底穩(wěn)定驗(yàn)算是否滿足要求。如果不符合設(shè)計(jì)者的要求，再重復(fù)修改數(shù)據(jù)存盤后進(jìn)行計(jì)算、瀏覽計(jì)算結(jié)果，直到設(shè)計(jì)者滿意。當(dāng)點(diǎn)擊“U型橋臺(tái)計(jì)算”按鈕后，彈出提示框，提供U臺(tái)工程數(shù)量。瀏覽和打印U型橋臺(tái)計(jì)算書點(diǎn)擊“瀏覽U型橋臺(tái)計(jì)算結(jié)果”，選擇工程文件名，這時(shí)，瀏覽結(jié)果窗體被顯示在屏幕中央，設(shè)計(jì)者就可以快速瀏覽U型橋臺(tái)計(jì)算結(jié)果。如果設(shè)計(jì)者想瀏覽基底應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，僅需點(diǎn)擊“應(yīng)力匯總”按鈕，如果想瀏覽基底穩(wěn)定驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果，僅需點(diǎn)擊“穩(wěn)定驗(yàn)算”按鈕。設(shè)計(jì)者還可以打開另一個(gè)工程的計(jì)算結(jié)果，然后點(diǎn)擊橋梁通主菜單的Window下拉式菜單的“平鋪”，兩個(gè)不同計(jì)算結(jié)果可同時(shí)瀏覽、比較。用戶也可點(diǎn)擊打印按鈕將U型橋臺(tái)計(jì)算結(jié)果打印出來存檔、備查。生成U型橋臺(tái)一般構(gòu)造圖 點(diǎn)擊“U臺(tái)繪圖”，再點(diǎn)擊“U臺(tái)尺寸”按鈕，輸入數(shù)據(jù)后存盤，點(diǎn)擊“生成U型橋臺(tái)一般構(gòu)造圖”按鈕，即可完成該圖紙的設(shè)計(jì)，提供U臺(tái)材料數(shù)量表。6.5.10生成U型橋臺(tái)臺(tái)