砼箱梁横向框架分析.doc

8月份桥梁TS技术考核习题目 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7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。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11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：C1 钢筋表面形状系数，对于带肋钢筋，C1=1.0；C2 作用长期效应影响系数，；其中，Nl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C1=1.0。C2由程序自动计算。C3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D62-2004 裂缝最大限值为0.2mm图2 桥面板顶缘裂缝宽度验算（左侧半结构）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=251.25Mpa图4 钢筋应力验算所以，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；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标准值midas Civil设定为0.8ftk =2.12Mpa;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。2.4 承载能力极限状态验算2.4.1 正截面抗弯验算图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：所以前面板抗剪钢筋仅需按照构造要求配置即可。2.5 小