钢桥课程设计-两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计

1、钢桥课程设计设计题目： 两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计课程名称：钢桥学院：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程班级：土木133学 号：学生姓名：指导教师：2016年12月9日设计成绩评语年月日目录Content TOC o 1-5 h z 一、钢桥课程设计要达到的目的 1二、设计资料及设计要求 1三、建模过程介绍 2四、给模型施加荷载过程介绍 11五、运行分析模型过程介绍 16六、后处理分析模型过程介绍 17七、后处理分析模型的最后一个阶段，结果分析过程介绍20 两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计一、钢桥课程设计要达到的目的现代钢桥按主梁划分为钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥和组合梁 桥，按结构传力形式及

2、桥型可分为斜拉桥、悬索桥和拱桥，这些都是 现代钢桥的主要对象。这些桥的受力复杂，所以其全寿命周期设计必 须依赖于计算机辅助（CAD完成，目前主要是采用 Midas/civil 进 行辅助设计，所以学习Midas/civil的基本使用是本课程设计的主要目标。另外，以简单的两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计，就可以基 本涵盖建模、施加荷载、运行分析、结果查看和对照规范进行设计等 环节，也会体现Midas/civil 设计过程中的前处理和后处理的要求， 所以本课程的设计时“麻雀虽小五脏俱全”。要求使用Midas/civil 主要设计与分析该桥主梁，把设计的理论思想和具体使用软件的步骤 表述清楚，做到原理

3、明白、思路清晰、操作具体和数据明确等设计要 求。二、设计资料及设计要求桥梁简介及设计参数本课程设计依托的是工程实例某市一座两跨连续钢箱梁人行天 桥，跨径布置为25.75+21.65米。桥梁的设计参数主要有以下几点， 没有提及的按规范推荐取用或合理按照工程经验选取。（1）钢箱梁桥的几何信息：根据给定的CAD文件，桥最外围宽 度是4000mm因两侧设有栏杆，宽度为250mm所以桥面全宽3500mm 天桥为两跨连续箱形截面梁，跨径为 257500+216500mm截面为单梁 双室箱形截面，箱梁钢板厚度为 50mm双轴对称矩形截面，连腹板 净高1100mm全高1200mm如图1所示。图1钢箱梁截面几何

4、尺寸（2）钢箱梁桥的材料信息：根据 CAD给定的图纸可知，该桥主 梁选用Q345钢。（3） 钢箱梁桥的荷载信息：考虑人群荷载为 5.0kN/m2。自重是 默认必须加以考虑的荷载，另外为了更符合工程实际情况，可自主考 虑桥面系铺装荷载和温度荷载。桥梁设计要求按照给定的CAD图纸将该桥模型在MIDAS/Civil中建立有限元模 型，其中可以只建出梁体，不建立墩柱模型，并按照要求施加相应的 荷载进行计算分析。三、建模过程介绍建模过程为了贯彻原理明白、思路清晰、操作具体等要求，所以 对建模的操作步骤进行分点叙述，在每一个操作步骤前对该操作进行原理解释，没有解释价值的操作步骤省略原理解释。如下：（1）

5、打开并运行 Midas Civil软件，点击新项目（或快捷键Ctrl+N ）。操作步骤为：打开文件保存文件命名文件名（命名为“两 跨的钢箱梁桥的梁设计”）点击保存。（2）为了使从CAD中导入Midas Civil的DXF文件图形的单位统一，所以需要设置单位，同时，单位体系设置也是建模必不可少的 一步，体现前处理的设置要求。具体操作步骤为：将单位体系设置为“ N ”和“ mr”。（3）接下来设置材料特性，其地位同样是建模前处理的主要步骤。具体操作步骤为：从主菜单中选择特性 材料特性值（弹出“材 料和截面”对话框，如图2所示）材料。材料截面I移动荷载移动荷载规范选择China，点击交通车道线弹出“

6、车道” 对话框，点击添加弹出“车道”对话框，车道名称输入“人行天桥道 面”，车辆荷载的分布选择“车道单元”，车轮间距输入“ 3500”，桥 梁跨度输入“47400”,选择“两点”分别为(0,0,0)和(47400,0,0)， 点击确定并关闭“车道”对话框，如图 20所示。图20人群荷载范围的添加人群荷载规范的选择。点击按钮“车辆”弹出“车辆”对话框,选择用户定义（U）弹出“用户定义的车辆荷载”对话框，荷载类型选择“人群荷载”，规范选择“新公路人群荷载类型”，车辆荷载名称输入“人群荷载”，如图21所示。图21人群荷载规范的选择和数值的输入人群荷载的添加。具体操作步骤为：选择“移动荷载工况”添加，

7、荷载工况名称输入“人群荷载”，点击添加弹出“子荷载工况”，将“人行天桥道面”添加到“选择的车道”中，点击确定，如图22所示。图22人群荷载的添加通过以上5个步骤，荷载的定义和添加已经完成。接下来解释运 行分析和查看结果的后处理工作了五、运行分析模型过程介绍模型的前处理工作全部完成后，剩下的工作就是后处理。由于运行模型主要是软件自动进行的大量计算，实际上只需要进行简单的操 作即可。这一步主要是计算机的工作量比较大。具体操作步骤如下： 选择主菜单中的分析 运行分析。荷载的组合是设计的一大关键，需选择组合方式和依据的规范， 具体操作步骤如下：选择主菜单中的结果 荷载组合，选择“自动生 成（A）”，弹

8、出“选择荷载组合”，设计规范选择“ JTJ021-89”，点击 确定，如图23所示。图23荷载组合的设置和依据规范的选择以上两步就完成了模型的运行分析和荷载的组合设置六、后处理分析模型过程介绍有限元分析的后处理主要是查看计算结果， 包括应力和变形的运 行结果，以及分析是否建模出错，也就是初步判断结果的准确性。(1)钢箱梁单元的应力结果:皿 e*xiB窃血羸删圧吃电 i百阳加*(W j 4flCJMlKi a vQi3：口芳T工ST:朋需MAI 圧 HD S 时 kPE血：JDS*；.再轴I厲黯细那閭慣(2)钢箱梁单元的内力结果:MJ i辿两吋咋花$ir; KW(3)钢箱梁单元的外力结果:MB昨

9、i陆明訝洞m&WDIWWtffrf恥負心LSTiS 皿恥如 泉劲曲起 汕坯磁 L2i*0E 密腳r换 匕7mg萌血 E耳殆炯 口降顿 护噪娠 汕蛀换unriic trr HETHNMrZi n：吓疔兀亍 t- rrt 8耐豳并R 4 AOKiCUKAfl IOS.耳14(3)钢箱梁单元的变形结果:.-g址L海和容兰第 口呼期缶妙iNCW-L叩* Qftnig!NCK-L:饰心隹艸NOCF-WOZME -ZTIE-HBa NQC&-W靜O位皆M2I沏；AlsWt|m订I皿土 EJh昨加弹w七、后处理分析模型的最后一个阶段，结果分析过程介绍 1、整体稳定验算:根据钢结构设计规范第424条，h/b0

10、=1200/3900=0.31=6， 且 l1/b0=21650/3900=5.5595(235/fy)=64.71,故可不计算整体稳定性，根据规范的构造要求满足整体稳定性。2、局部稳定验算根据钢结构设计规范第431 和432 条， h0/tw=1100/50=2280=66, 需配置横向加劲肋 ， H0/tw=1100/50=22150=123.8只需按构造布置适当纵向加劲肋。纵向加劲肋布置如图1所示3、挠度计算根据城市人行天桥与人行地道技术规范对结构和构件的变形控制，天桥上部由人群荷载计算的最大竖向挠度容许值=1/600。根据计算最大挠度为10.35mm”：2a n3p9f 一口二 tsQ2 2:L H/r m*2=护他茫图中可知主梁最大正应力为28.53MPa,满足规范要求。制系统的设计与研究PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响系统究研制）调节器于片于C/ip协议栈的实现 采叫处理开的研究fl单勺应用研究m究究研