预应力混凝土三跨变截面连续梁桥的结构内力计算过程案例1300字

预应力混凝土三跨变截面连续梁桥的结构内力计算过程案例综述结构有限元建模使用Midas建立模型，根据模型的荷载组合结果估算所需的预应力钢筋的数量，之后再根据钢筋估算量来进行预应力钢束的配置并进行PSC设计验算。单元划分将每跨的计算跨径以3m等分，但是需要设置横隔板的1、15、16、27、28、39、40、54单元长度为0.6m，一共有55个节点，54个单元，如图3-1所示划分单元。图3-1单元的划分节点X向坐标在下表中给出：表3-1节点X向坐标（单位：m）节点12345678X坐标0.030.63.06.09.012.015.018.0节点910111213141516X坐标21.024.027.030.033.036.038.439.0节点1718192021222324X坐标39.642.045.048.051.054.057.060.0节点2526272829303132X坐标63.066.068.769.069.372.075.078.0节点3334353637383940X坐标81.084.087.090.093.096.098.499.0节点4142434445464748X坐标99.6102.0105.0108.0111.0114.0117.0120.0节点49505152535455X坐标123.0126.0129.0132.0135.0137.4137.97控制截面几何特性控制截面的截面特性由Midas导出，结果见下表3-2。表3-2控制截面几何特性节点号面积A（m2）中性轴到下缘的距离y（m）抗弯惯性矩I（m4）118.241.12289.7423218.241.12289.7423318.241.12289.7424418.321.13039.9409518.531.15310.5401618.871.190811.5842719.341.243513.1484819.941.310615.343920.661.391918.31791021.521.48722.26891122.511.595627.44551223.621.717434.15971324.881.85242.79641426.261.999353.82481527.462.126164.74681627.462.126164.74681727.462.126164.74681826.011.972951.72011924.371.79839.17422022.931.64229.88652121.691.505323.08932220.631.388518.18442319.771.292114.71442419.101.216812.33892518.631.163210.81462618.341.13189.982718.241.12289.74232818.241.12289.7423边界条件在2、40和54号节点处添加边界条件来约束主梁的竖向位移，在节点16处添加边界条件来约束主梁的竖向、横向以及纵桥向位移，如下图所示图3-2边界条件作用组合将桥梁所涉及到的各种作用分为永久作用和可变作用两大类。(1)永久作用预应力、支座沉降作用和一、二期恒载作用为永久作用。但此时预应力钢筋还未配入，故不予考虑。①一期恒载一期恒载包括主梁自重以及各横隔板的重力。主梁自重由Midas自动计算。横隔板重力由下式计算，然后以集中荷载的形式手动输入。横隔板的作用力可以按照按下面公式计算[24]：Pl=γAd（3-1）式中：γ——横隔板混凝土的重度；A——横隔板的面积（m2）；d——横隔板的厚度（m）。横隔板自重和作用位置见表3-3表3-3横隔板重力及作用位置作用节点号216284054重力（kN）411.91094.4411.91094.4411.9②二期恒载桥面铺装的重力和防撞护栏自重是二期恒载主要考虑的内容。二者根据下面的公式计算后输入Midas中。桥面铺装中桥面行车道上的沥青混凝土铺装宽为16m，厚10cm，沥青混凝土的重度为24kN/m3；护栏每延米使用0.3m3混凝土，重度取26kN/m3。故二期恒载集度为桥面铺装集度+防撞护栏集度：q2=16*0.01*24+0.6*26QUOTE=15.76（kN/m）（2）基础变位作用设计中仅考虑了单个基础的变位作用，单个基础变位作用产生的次内力由Midas计算得出。①单个基础变位作用桥梁左侧中支座即16号节点的基础下降1cm。（3）可变作用人群荷载、梯度温度、汽车荷载和汽车冲击力是可变作用主要考虑的内容[24]。①汽车荷载在Midas中汽车荷载可以直接输入，先选择依据的设计规范和设计的车辆荷载，再布置横向偏载工况来自动计算汽车荷载内力。②汽车的冲击荷载《通规》说明第4.3.2条连续梁桥基频f计算公式：（3-2）（3-3）式中：L——计算跨径；E——混凝土弹性模量；Ic——截面抗弯惯性矩；《通规》第4.3.2条的规定冲击系数按下式计算：＞14Hz时，=0.451.5Hz