砼箱梁横向框架分析

目 录1.1项目概况 . . 21.2主要参考规范 . . 22.1 模型建立 . . 2 2.1.1 模型概况 . . 2 2.1.2 施工阶段划分 . . 3 2.2 正常使用极限状态验算 . . 3 2.2.1 裂缝宽度验算 . . 3 2.3 短暂状况应力验算 . . 4 2.4 承载能力极限状态验算 . . 6 2.4.1 正截面抗弯验算 . . 6 2.4.2 斜截面抗剪验算 . . 6 2.5 小结 . . 6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 B01-20032 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-20043 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-20042.1 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。2 3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 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:1028. 030321fk +=dE C C C W s ssC 1 钢筋表面形状系数,对于带肋钢筋, C 1=1.0; C 2 作用长期效应影响系数, slN N C 5. 012+=; 其中, N l 和 N s 分别为按照长期和短期效应组合计算的内力值; C 3 板式钢筋混凝土构件 C 3=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4C 1=1.0。 C 2由程序自动计算。 C 3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 裂 缝 宽 度 (m m 节点图 2 桥面板顶缘裂缝宽度验算(左侧半结构 裂 缝 宽 度 (m m 节点 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 0.75f sk =0.75*335=251.25Mpa钢 筋 应 力 M p a节点图 4 钢筋应力验算5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 D62-2004 7.2.4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*f ck =22.736Mpa; 砼 压 应 力 M p a节点图 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 0.8f tk =2.12Mpa;M p a节点图 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。8 月份桥梁 TS 技术考核习题 2.4 承载能力极限状态验算 2.4.1 正截面抗弯验算 180 150 弯矩 KN.m 正弯矩设计内力 抗弯承载能力 负弯矩设计内力 120 90 60 30 0 -30 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 节点 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： Vd 0.625 10 3 2 f td b h0 所以前面板抗剪钢筋仅需按照构造要