道路桥梁常见问题解析.doc

细分招聘专家，精准求职首选：路桥就业网 横梁计算(1) 计算方法概述横梁按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算，考虑长度为6倍顶板厚度的顶底板参与横梁受力，根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、极限承载力计算，按钢筋混凝土构件（钢筋混凝土横梁）/预应力构件（预应力混凝土横梁）验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力是否符合规范要求。(2) 荷载施加方法横梁重量按实际施加，同时将纵向计算时永久作用和除汽车、人群以外的可变作用引起的支反力标准值作为永久荷载平均施加在横梁的各腹板位置，汽车、人群荷载在其实际作用范围按最不利加载。当然，用户可以采用其他的荷载施加方法，不必拘泥于上述内容。 (3) 将纵向一列车的支反力作为汽车横向分布调整系数时（注意城市荷载纵向计算的车道数大于4时，计算剪力时荷载乘1.25，故用多列车支反力除横向分布系数较真实），横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。(4) 每m宽人群纵向支反力作为人群横向系数，人行道宽度为纵向宽度，填1，人群集度填1，加载有效区域按实际填。(5) 满人横向系数与人群相同，满人总宽填1预应力构件中单元应力验算应以主应力控制还是正应力控制？主应力主要用来控制构件腹板内部斜裂缝的，铁路规范明确定义截面重心轴处及翼缘板与腹板交接处需要进行主拉应力验算，桥博的计算结果中虽然也给出了主应力值，但是对于单元顶、底缘的主应力可以不受控制，因为一般主应力在单元内部发生。正应力主要是用来控制单元顶、底缘的。使用刚接板梁计算横向分布系数左板和右板惯矩怎么计算出来的啊？对于小箱梁和T梁，就是将上部结构沿纵桥向取1m，在这1m的范围内上部结构拼接处的悬臂接触面积。以T梁为例，就是图中阴影部分的面积计算惯性矩即可。部分支座的反力为0？Q:桥博计算的收缩支反力中部分支座的反力为0，结构自重在各支座处产生的支反力均不为0，可为何支反力汇总列表中收缩反力为0的支座，支反力汇总也为0。A:程序计算各项反力后，将各作用产生的支反力叠加，若某个支座支反力为负，即出现支座脱空时，程序就将这个支座拆除，在其上反向增加一个外荷载，荷载大小等于除收缩之外其余荷载及作用产生的支反力合力，重新计算其余支座的支反力，在各支座支反力汇总时，被拆除的支反力为0，其余支反力为各作用的合力汇总。桥博能否算先张法，与后张法有何不同？在桥梁博士系统中，与后张法相比，先张法的特殊之处，就在于钢束信息里面，其余没有太大差别。在钢束信息里，比较难处理的地方，就是预应力损失的拟和。1 、由于先张法构件不存在l1,所以，管道摩阻系数和局部偏差系数均设为0。2 、对先张法构件，成孔面积设为0。3 、以下，就考虑预应力的损失： （1）l2：可让程序计算。 （2）l3：不能模拟进结构，需手算。 （3）l4：可模拟进结构，需作分析。 （4）l5：与张拉控制应力有关，待张拉控制应力确定后，该项可由程序计算。 （5）l6：可让程序计算。张拉控制应力的大小，应扣除l3，这样l5的值是会偏小的，此时，可调整松弛率。另外，l4的计算，主要考虑毛截面与换算截面的差异。因为先张法从一开始就是按换算截面算的。所以可按下述方法：（1） 阶段1：张拉钢束1（虚拟钢束，面积同真实钢束，张拉控制应力设为0），目的是为了下阶段使用换算面积。 （2） 阶段2：张拉钢束1（真实钢束，张拉控制应力为扣除l3的值），需调整松弛率修正l3的影响，构件自重也在本阶段计入。 若不考虑毛截面与换算截面的差异，可去掉第一阶段。两种方法，可分别建立模型，对比两种方法下的差异在什么范围内。 另，规范也有说明，“截面性质对计算应力或控制条件影响不大时，也可采用毛截面”，而先张构件，面积一般较大，用毛截面代替换算截面来计算l4，产生的误差是可以接受的。 另外，以上都没考虑锚固长度产生的影响。桥梁博士不支持锚固区内的计算。目前对锚固长度内的应力计算只能人为控制，这一区间内的钢束应力基本上是线性变化的。桥博横向计算原理1、盖梁、横梁计算时桥博模拟的是车轮直接作用在盖梁或横梁上，是一种近似计算的方法，适应于支座比较密集的空心板等。横向分布调整系数一栏填的是纵向一列车作用下的最不利支反力(该值可由纵向计算时，使用阶段支撑反力汇总输出结果里面，汽车MaxQ对应下的竖向支反力，除以纵向计算时汽车的横向分布调整系数来算得)。加载模式如下图：1.jpg(19.31 K)2010-3-8 7:41:262、盖梁、横梁计算与纵向计算不同之处： 第一：加载方式不同，此处为横向计算，桥博自动进行横向最不利布载。 第二：由于一的不同，在活荷载输入时，需要填写“横向加载有效区域”等信息2.jpg(98.31 K)2010-3-8 7:41:263、若是特殊荷载的横梁盖梁计算，应注意我们填入的轴重。为一个轴的重量，而不是一个轮的重量。3.jpg(37.14 K)2010-3-8 7:41:264、若是箱梁的框架分析，则采用横向分布折线系数。4.jpg(37.03 K)2010-3-8 7:41:26折线横向分布计算的依据规范D62的4.1.3条进行计算。5.jpg(24.42 K)2010-3-8 7:41:266.jpg(28.40 K)2010-3-8 7:41:26求折线系数的步骤：1、先求出板的有效工作宽度。桥工P2052、求出折线系数的大小。横向分布系数的计算计算荷载横向分布系数的方法 杠杆法n 刚性横梁法（偏心受压法）n 修正刚性横梁法nn 铰接板（梁）法 比拟正交异性板法n1、 杠杆法适用条件主梁间的横向联系很弱、无中间恒隔板的梁预制桥面的组合梁双主梁多式梁靠近主梁支点的荷载横向分布影响线1.jpg(10.30 K)2010-3-8 7:29:52刚性横梁法（偏心压力法） n 适用条件有中横隔板桥的宽跨比B/L小于0.5在梁的两端跨中或四分点处设置中间横梁，横梁刚度相对纵梁大得多基本假设所有横梁的刚度为无穷大不考虑纵梁的抗扭刚度若考虑纵梁的抗扭刚度则为修正刚性横梁法（仍然是横梁无限刚度的前提下考虑主梁的抗扭影响）。3、 铰接板（梁）法横向连接刚度较弱装配式板桥（用现浇混凝土纵向企口缝连接）如：吊装空心板装配式梁桥（在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接且无中间横隔梁）横向连接只传递剪力，不传递弯矩（相对较小）4、 刚接板（梁）法横向连接传递剪力，也传递弯矩（相对较大），桥面系没有经过构造处理但设有多片内横隔梁，或桥面浇筑成一块整体板的桥跨结构5、比拟正交异性板法（G-M法）计算步骤n 将纵梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别除以纵梁宽b，将横梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别除以横梁宽度a，得到比拟正交异性板。 n 按弹性力学理论，求得跨中单位荷载P=1作用于某一片梁跨中截面的横向挠度曲线 n 每根主梁覆盖的部分挠曲线面积与挠曲线总面积之比就是该梁分配到的荷载 编制实用图表n2.jpg(19.06 K)2010-3-8 7:29:52桥博能横向分布计算的方法：杠杆法、(修正)刚性横梁法（偏心受压法）、修正刚性横梁法、(刚)铰接板（梁）法。桥博计算结果与手算结果基本一致，其中人群的横向分布计算已经包涵宽度的影响。7、边梁与内梁刚度不一致时，不是我们想当然地用线性内插关系，此时的横向分布系数的计算方法与边梁内梁刚度一致的方法是不同的，详细方法可参看范桥梁工程257页，以及公路桥梁荷载横向分布计算有关说明。8、特载横向分布计算，轴重添1/n（n为特载每个轴上面的横向轮数），此时轴距添为轮距。如何设置预拱度？1、规范条文：1.jpg(24.11 K)2010-3-8 7:25:372.jpg(23.22 K)2010-3-8 7:25:372、预拱度的设置：桥博不能自动判断是否需要设置预拱度，需要用户编制报表，计算出短期荷载效应下的长期挠度和预加力产生的长期反拱值。通过比较先判断是否需要设置预拱度，若需要设置，则按规范值进行计算。 同时，挠度值还必须满足规范6.5.3条的要求：3.jpg(12.24 K)2010-3-8 7:25:373、几个系数的取值4.jpg(12.93 K)2010-3-8 7:25:375.jpg(17.57 K)2010-3-8 7:25:374、桥博报表解析荷载短期效应组合长期竖向挠度(mm)1000*(1.55-0.0025*W)/0.95*(ZSUM+ZSUM+0.7*(DU(iN,58).V)+DU(iN,70).V)ZDEC永久荷载产生的荷载施工临时荷载位移汽车最小剪力下的位移人群最小剪力的位移预加应力产生的长期挠度(mm)1000*2*(ZSUM)ZDEC消除结构自重后的挠度(1000/0.95*(0.7*(DU(iN,58).V)+1.0*(DU(iN,70).V)*(1.55-0.0025*W)汽车最小剪力下的位移人群最小剪力的位移对桥博组合位移全部废弃，仅供用户自定义组合的解释1、 对全预应力和A类构件，计算挠度时，按照规范6.5.2条，全截面的抗弯刚度Bo应取0.95EcIo，但桥博直接取的EcIo，所以桥博算出来的单项位移，全界面的抗弯刚度没有进行折减，单项位移、组合位移结果都是是不准确的，全部废弃。1.jpg(37.91 K)2010-3-8 7:16:072.jpg(34.56 K)2010-3-8 7:16:072、 解决方案：用户可以将桥博输出的值加以修整，除以0.95的折减系数，即可得到正确的单项挠度效应。组合位移的值，用户可以采用报表来完成。3、 对于钢筋混凝土构件桥博的挠度计算值无需再进行修正。钢筋硷构件在使用阶段是允许开裂的，挠度验算采用最小刚度原则，即用砖开裂后的最小刚度计算其可能的最大挠度全预应力构件中，普通钢筋输入还是不输入?对结果有多大影响？Q:请教：全预应力构件中，普通钢筋输入还是不输入?对结果有多大影响？A:在老规范中，如果按全预应力设计，普通钢筋用量一般较少，可以不输。新规范下为了满足开裂弯矩的要求，普通钢筋的数量可能比较多，输入与不输入的差异较大。规律倒是没有总结过，只是钢筋量多对截面特性和中性轴高度的影响明显一些，对截面抗力的影响非常显著，按照实际情况输入吧。桥博钢筋估算的两个问题Q、在桥博钢筋估算里面，计算结果可导出，例如上缘、下缘各有钢筋量，但我迷惑的是在布置预应力钢筋时，预应力钢筋并没有通过应该有钢筋量的上缘，但计算结构（验算）时却通过了，难道是混凝土起作用了吗？还是说估算的预应力钢筋只是对跨中的钢筋量？Q、再有做简支梁估算预应力钢筋时输入的横向分布系数只是跨中就可以了吧，然后估计出个大概预应力钢筋量，再验算对吗？不知还有没有其他好招？那连续梁横向分布系数也应该输入跨中横向分布系数吗？（整体截面我明白）A1.如果截面是上缘受压，验算时截面受压区内并不需要配筋的，但规范会规定最小配筋率的，所以估筋时桥博对于钢筋混凝土构件会给出最小配筋率时的钢筋用量。A2、是可以的。但在验算时对于简支梁跨中的横向分布系数和支点的并不同，应该使用折线横向分布系数。具体来讲，跨中横向分布系数计算可以根据结构类型选择不同的方法计算，支点处因为有横梁的存在，可以采用杠杆法计算横梁计算时，其边界约束应该如何控制？Q:在进行5片T形梁组成的桥梁横梁计算时，其边界约束应该如何控制？施工阶段如何输入？请求技术支持！A:端横梁就在支座位置加约束，象连续梁一样，中横梁在每个腹板的位置是弹性约束。横梁看作是支撑在主梁上的连续结构，当力作用于横梁上时，主梁会产生向下的位移。因此主梁应该看作是弹性支撑。横梁的约束应该是弹性约束，具体看范立础的桥梁工程268页。 预应力度的概念Q:预应力度的概念有谁能说明一下吗？桥博里算预应力时结果输出里没有区分A B类构件 总显示裂缝不满足该怎么办 但是按B类算应该可以满足的 这是怎么回是？有详细资料的可以发邮箱吗？A:在现行公路桥规中，对预应力度没有象铁路桥规那样做详细的定义，所以对构件无法使用这一概念进行评估。不过，可以使用规范的限值思想对这一问题进行描述：全预应力构件要求在短期组合下不能出现拉应力；A类构件在短期组合下可以出现拉应力，但不能超过限值，即混凝土不能开裂、长期组合下不能出现拉应力；B类构件在短期组合下可以开裂，但裂缝宽度不能过大。桥博目前是不能计算B类构件的；所以在软件里是看不到报告预应力构件裂缝不满足这样的问题的。我想你看到的估计是开裂弯距不满足，这和是什么预应力构件是两回事。 桥梁特征计算跨径如何获得？Q:桥博使用信息输入时，活载描述中有一项桥梁特征计算跨径，请教大家这个特征计算跨径如何计算？比方说某桥的跨径为190m，那么桥梁特征计算跨径为多大？谢谢。A:桥梁特征计算跨径跟规范上的桥梁计算跨径是一回事，具体数值是两支座之间的距离，城市荷载和公路I、II级荷载中据此确定荷载集度。 桥梁博士能否得到某断面的最不利荷载组合内力的活载加载位置？Q:桥梁博士能否得到某断面的最不利荷载组合内力的活载加载位置。本人在做混凝土斜拉桥主梁节段空间模型计算时遇到这样一个问题，就是需要得到关心断面最不利组合内力下，相应的活载加载位置、节段两个端面的相应内力，以及相应的拉索索力。一般的桥梁程序活载计算都只给出内力包络结果，并给出每个截面发生最大弯矩时相应的剪力和轴力或发生最大轴力时相应的弯矩剪力，或.。midas可以给出每个截面最大内力相应的活载加载位置，也不能给出其他位置相应的内力。但是有活载加载位置就可以按此布载进行一次静力计算，就可以得到其他任一位置的内力了。桥博是否能得到活载加载位置呢？A:可以，在总体信息里指定计算活载单元号，计算完成后在计算文件包里有个文件LoadPos，里面记录着指定单元的加载位置。如果你是采用新公路活载或者城市荷载，使用查看影响线加载是最便捷的方法，因为他们的加载非常简单预应力松弛引起的损失值为什么在各点处的值是定值?Q:在桥博计算中,由预应力松弛引起的损失值为什么在各点处的值是定值?而MADIS里是变值,请问哪个对?A:请你仔细核对一下，如果按新规范计算（松弛率填为0），桥梁博士的松弛损失也是变的，因为每处的钢筋一次损失应力是不同的。当如果是自定义松弛率，那松弛损失全钢束就是一样的，因为这样松弛损失将按照老规范计算，老规范这个松弛损失是不变的。 关于这一点在用户手册上有详细的说明。还有：注意一下松弛率和松弛系数这两个概念上完全不同的参数。双柱盖梁建模Q：用桥梁博士计算混凝土简支梁（板）计算示例集（人民交通出版社） 中的双柱盖梁，计算配筋结果对比，发现控制断面弯矩相差200多KN.n, 问题可能是桥博计算活载横向分布是定义作用范围，而示例中计算活载是由各T板的支点位置为活载作用位置，这样计算应该不会出现这样大的偏差吧？根据JTJ-023-85第4.1.2条按承载能力计算设计时，我觉得软件好象考虑了菏载组合及菏载安全系数；而算例没有考虑菏载组合及菏载安全系数。因而，软件的结果比算例大A：算例中使用的方法和你现在在桥博使用的方法不是一回事，算例中分别用偏心受压法和杠杆法计算的盖梁，而在桥博模型中你使用的是直接影响线加载，当然结果会有差别。如果想使用桥博按照算例的方法加载，需要在盖梁上建立虚拟桥面单元分两个模型处理，模型一用来模拟杠杆法，桥面单元使用简支梁处理。模型二用来模拟偏心受压法，桥梁单元使用连续梁处理（刚度设大）。模型2用来控制悬臂负弯距的设计，模型1用来控制跨中正弯距的设计施工阶段永久荷载产生的钢束应力为什么没有?A:施工阶段永久荷载产生的预应力效应，反映在阶段钢束的预应力弹性压缩损失l4中，即该损失应力中含有施工阶段时间内预应力和外加永久荷载产生的效应。所有的永久荷载作用对钢束来说，都是弹性压缩损失箱型截面的剪应力是如何计算的?Q:请问箱型截面的剪应力计算是如何进行的?闭合截面与开口截面的计算是不一样的，程序是怎样考虑的？A:桥梁博士预应力混凝土剪应力的计算是按规范6.3.3-4公式计算，普通混凝土按开裂体截面公式计算。附加钢筋面积有没有包含原始输入的钢筋面积Q:预应力混凝土梁在安全性验算中，当原始数据输入普通钢筋后，普通钢筋是否参与计算？A:普通钢筋参与计算，并需满足最小配筋率的要求连续梁的横向分布系数A:对于连梁和简支梁计算方法相同，只是刚度取值不同，对于连续梁取等代刚度，具体内容可以看桥梁工程中第四章。平面杆系计算是忽略横向结构和桥面布置的，而计算横向分布系数又必须确定桥面布置，这部分信息放在桥博主程序中显得累赘，所以采取现在这种处理方式截面设计工具中，计算长度如何填写？Q:请问各位高人，桥博说明书中，设计计算工具中截面设计部分，第四个小点中关于计算长度的选取应该如何到值，谢谢！A:该值主要是用来计算偏心距增大系数的。偏心受压构件计算二阶弯矩时用到该值，其取法在材料力学和钢混规范（P33）都有介绍。T梁、箱梁等截面的有效宽度是怎么考虑的？Q:在桥博中，界面的有效宽度是怎么考虑的？如何填写数据？我看了一下桥博的说明书，只有一张不是很清晰的T梁图示，那么，箱梁的有效宽度要如何填写呢？A:有效宽度输入是在截面特征信息描述里。箱梁有效宽度，输入顶缘的bmi之(bm1+bm2+.)或底缘的bmi之和拱桥弯矩折减系数如何实现？Q : 根据D62-2004 第20页4.3.1条，正弯距折减系数需自己考虑，还是系统已经自动考虑？A: 这个需要通过折线横向分布系数自己来考虑。桥梁博士是一个有限元分析软件，因此软件并不知道模型是什么桥，也就无从折减了。钢筋混凝土构件验算时，钢筋应力是如何计算的？Q:简支变连续的结构中，若负弯矩段只用普通钢筋来承担负弯矩，则进行施工应力验算的时候，该截面的应力有些问题请问：钢筋混凝土单元的在施工阶段应力计算是参照了新规范短暂状况应力计算这章节的内容吗（7.2）希望有人能给解释一下，谢谢！A:钢筋混凝土单元短暂状况下的应力是按照规范7.2条计算的。桥梁博士中不均匀沉降对话框中如何填写？Q:现在有五个支座，分别编号为1、2、3、4、5号考虑以下几种情况：1号支座沉降0.005m；2号支座沉降0.005m；3号支座沉降0.005m；1号和2号支座同时沉降0.005m；2号和3号支座同时沉降0.005m.以上情况不同时发生。是不是如下的填写：1.jpg(20.97 K)2010-3-4 14:27:50这样填写后有没有可能5种情况彼此之间进行组合，出现某个支座沉降0.01m。请赐教！A:桥博3.0及以上的版本会将用户填入的几种沉降彼此间按最不利组合。在该例中填写为：关于桥博中活载产生的位移极值后处理输出的说明在桥博中的，活载产生的位移极值输出在使用阶段使用荷载活载弯距、轴力、剪力极值效应表格中，其中：最大、最小弯距表中的转角位移是该截面的最大、最小活载转角位移，该截面的其他两项位移都是产生最大转角位移工况下对应的竖向位移和水平位移。图中显示的是最大、最小转角位移包络图。最大、最小剪力表中的竖向位移是该截面的最大、最小活载竖向位移，该截面的其他两项位移都是产生最大竖向位移工况下对应的转角位移和水平位移。图中显示的是最大、最小竖向位移包络图。最大、最小轴力表中的水平位移是该截面的最大、最小活载水平位移，该截面的其他两项位移都是产生最大水平位移工况下对应的转角位移和竖向位移。图中显示的是最大、最小水平位移包络图。上述活载位移均没有考虑刚度折减和长期荷载效应的影响“开裂弯矩”应如何理解问： 我用桥梁博士V3.0计算了几座预应力连续梁和预应力简支桥，我发现单元承载力极限状态下中有一项是“开裂弯矩”，我算的所有桥在跨中和支点的地方开裂弯矩都不能满足，而且软件提示需要的钢筋量也是相当惊人的，这一项就不能满足规范，但是极限承载力的富余量是足够的，普通钢筋砼构件很好满足。规范中9.1.12中有明确规定，预应力构件承载力要大于开裂弯矩，我个人绝对这条相当难于满足，不知道对于软件中“开裂弯矩”应如何理解，是不是预应力构件设计中必须要满足这个开裂弯矩？答： 关于预应力构件最小配筋率的问题，我国以往的桥梁混凝土规范都没有这个指标的限定，D62新混凝土规范在指定时，针对公路桥梁在过去二十年内出现诸如结构延性低、抗震性能差、裂缝普遍的问题进行了研究，发现我国设计预应力混凝土普通钢筋配筋率普遍偏低，因此这次规范增加了这一强制行条款9.1.12，对普通钢筋的配筋量进行了调整。 开裂弯距是混凝土结构学里面的一个术语（受规范限制，以往桥梁混凝土教材均没有涉及这个概念）, 其含义是当素混凝土截面受拉边缘的混凝土应变达到极限应变时截面上受到的弯距。也就是混凝土受力的第一阶段的末尾。在这个临界条件下，整个截面符合平截面假定的。预应力构件因为有有效预加应力的存在，所以规范里多了这一项。 在混凝土的承载极限强度设计中，为保证适筋破坏，截面的抗力是要大于开裂弯距的。普通钢筋混凝土构件因为没有有效预加应力的问题，所有的规范都是以有效截面百分比的形式表达的。 因为新旧规范在这个问题上差异很大，大多数桥梁工程师对该问题没有理论准备（建筑行业很重视），所以大多数设计者对这个问题感到不好理解。但鉴于本款是强制性条款，建议大家视设计情况还是谨慎对待横向分布调整系数的填入方法一、进行桥梁的纵向计算时：a) 汽车荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数，考虑纵横向折减、偏载后的修正值。例如，对于一个跨度为230米的桥面4车道的整体箱梁验算时，其横向分布系数应为4 x 0.67（四车道的横向折减系数） x 1.15（经计算而得的偏载系数）x0.97（大跨径的纵向折减系数） = 2.990。汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。2多片梁取一片梁计算时按桥工书中的几种算法计算即可，也可用程序自带的横向分布计算工具来算。计算时中梁边梁分别建模计算，中梁取横向分布系数最大的那片中梁来建模计算。 b) 人群荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构人群集度，人行道宽度，公路荷