【《某跨海大桥3×30米预应力连续梁桥桥梁的结构内力计算过程案例》2500字】

某跨海大桥3×30米预应力连续梁桥桥梁的结构内力计算过程案例1.1恒载内力计算1.1.1恒载作用下的内力桥梁的恒载是指结构自重以及二期恒载，恒载作用下的内力在这里取各控制截面在恒载作用下产生的内力。表1.1为控制截面在恒载作用下产生的内力。表1.1控制截面恒载内力单元号荷载位置剪力-z（kN）弯矩-y（kN·m）1恒载J[2]132.73-25.759恒载I[9]-1132.7212865.5416恒载I[16]523.1115133.4423恒载J[24]2162.384732.3432恒载I[32]-3356.85-16658.2839恒载J[40]-1523.521855.3247恒载J[48]3.77320.1654恒载J[55]1766.23195.3261恒载J[62]3323.56-16702.3270恒载J[71]-1955.236852.5278恒载I[78]-531.2615231.3684恒载J[85]1162.3512456.5192恒载I[92]-126.44-26.371、9、16、23单元分别位于支座左侧，1/4L、1/2L、3/4L;32、39、47、54、61单元分别位于支座中间，1/4L、1/2L、3/4L;70、78、84、92位单元，右跨1/4L、1/2L、3/4L和支撑。在恒载荷作用下，最大剪力发生在61单元，最大剪力为3323.56kn，最大弯矩发生在61单元，最大弯矩为16702.32knm，即支座处的最大剪力和负弯矩。1.1.2恒载作用下主梁内力图图1.1为恒载作用下的主梁剪力图，图1.2为恒载作用下的主梁弯矩图。图1.1主梁剪力图图1.2主梁弯矩图1.2移动荷载作用下的内力在建立桥梁模型时，需要对桥梁运营阶段的荷载进行分析，运营阶段的主要荷载是移动荷载，通过Midas运营分析可以看到结果柱的内力图。表1.2显示控制段在移动荷载下的内力，图1.3显示移动荷载下的最大弯矩，图1.4显示移动荷载下的最小弯矩，图1.5显示移动荷载下的最大剪力，图1.6显示移动荷载下的最小剪力图。表1.2控制截面的内力单元荷载位置剪力-z(kN)弯矩-y(kN·m)荷载位置剪力-z(kN)弯矩-y(kN·m)1移动荷载(最大)J[2]899.010移动荷载(最小)J[2]0-298.14759移动荷载(最大)J[10]362.5235551.0905移动荷载(最小)J[10]-747.138-791.26216移动荷载(最大)J[17]701.64456292.23移动荷载(最小)J[17]-407.8095-1488.22823移动荷载(最大)J[24]1019.87553703.3815移动荷载(最小)J[24]-165.459-2168.302532移动荷载(最大)J[33]169.9005788.0145移动荷载(最小)J[33]-1257.774-4265.05839移动荷载(最大)J[40]279.6153748.7625移动荷载(最小)J[40]-930.7095-2543.07947移动荷载(最大)J[48]583.385392.107移动荷载(最小)J[48]-583.149-1845.83754移动荷载(最大)J[55]979.6713271.362移动荷载(最小)J[55]-243.4845-2631.40861移动荷载(最大)J[62]1291.962902.076移动荷载(最小)J[62]-170.1105-4629.460570移动荷载(最大)J[71]191.97454230.4815移动荷载(最小)J[71]-975.9645-2075.860578移动荷载(最大)J[79]492.7656501.81移动荷载(最小)J[79]-612.4545-1296.85584移动荷载(最大)J[85]810.06455138.553移动荷载(最小)J[85]-318.0765-663.91592移动荷载(最大)I[92]00移动荷载(最小)I[92]-916.02-301.1641、9、16、23单元分别位于跨距轴承左侧，1/4L、1/2L、3/4L;32、39、47、54、61单元分别位于支座中间，1/4L、1/2L、3/4L;70、78、84、92位单元，右跨1/4L、1/2L、3/4L和支撑。在最大弯矩图中，最大剪力位于61单元，即支座处，最大弯矩位于78单元，即跨中。在最小弯矩图中，最大剪力为32单元，即支座，最大弯矩出现在61单元，即支座处出现最大负弯矩。图1.3移动荷载作用下最大弯矩图图1.4移动荷载作用下最小弯矩图图1.5移动荷载作用下最大剪力图图1.6移动荷载作用下最小剪力图1.4温度作用引起的内力1.1.1温度作用引起的内力在预应力混凝土连续箱梁桥的设计中，由于主梁截面内力的影响，甚至混凝土梁在温度变化时出现裂缝，应考虑温度的影响，计算温度引起的次内力。在这个模型中，我们考虑了整体升温和整体降温引起的主梁的内力。表1.4显示每个控制部分在温度作用下的内力。表1.4温度作用下控制截面内力单元荷载位置剪力-z(kN)弯矩-y(kN·m)荷载位置剪力-z(kN)弯矩-y(kN·m)1整体升温J[2]00整体降温J[2]009整体升温J[10]-0.09180.7446整体降温J[10]0.0816-0.693616整体升温J[17]-0.09181.428整体降温J[17]0.0816-1.305623整体升温J[24]-0.09182.0706整体降温J[24]0.0816-1.907432整体升温J[33]0.11222.6622整体降温J[33]-0.102-2.44839整体升温J[40]0.11221.8666整体降温J[40]-0.102-1.723847整体升温J[48]0.11221.0608整体降温J[48]-0.102-0.96954整体升温J[55]0.11220.1326整体降温J[55]-0.102-0.122461整体升温J[62]0.1122-0.6324整体降温J[62]-0.1020.581470整体升温J[71]-0.0204-0.459整体降温J[71]0.02040.418278整体升温J[79]-0.0204-0.2856整体降温J[79]0.02040.265284整体升温J[85]-0.0204-0.1428整体降温J[85]0.02040.132692整体升温I[92]00整体降温I[92]001,9,16和23单元在支座的左侧，1/4L，1/2L，3/4L;32,39,47,54,61单元在支座的中间，1/4L，1/2L，3/4L;70,78,84,92位，右跨度1/4L，1/2L，3/4L和支撑。最大剪力出现在32,39,47,54,61个单元，尺寸为0.11kN，最大弯矩出现在32单元，最大弯矩出现在2.6622kN·m，最大弯矩出现在23单元最大弯矩出现在1.9074kN·m，最大剪力出现在39,39,47,54,61单元，尺寸为0.1kN。1.1.2温度作用下的内力图通过Midas结果栏可以看到整体升温与整体降温作用下梁的弯矩图和剪力图。图1.11显示整体升温下的整体降温，图1.12显示整体降温下的弯矩图，图1.13显示整体升温下的剪切图，图1.14显示整体降温下的剪切图。图1.11整体升温下的弯矩图图1.12整体降温下的弯矩图图1.13整体升温下的剪力图图1.14整体降温下的剪力图1.5荷载内力组合根据规范，承载力极限状态与正常使用极限状态相结合。根据钢梁的承载力和应力可以估算钢梁的承载力。表1.5显示控制截面荷载内力组合值。表1.5控制截面荷载内力组合值组合值单元弯矩-y(kN·m)最小弯矩-y(kN·m)100923341.705514727.46531628397.563516273.2792315536.60244857.655132-17392.3843-27815.768396688.9642-4263.5824718067.65235209.4928549265.674-2181.022361-14411.4689-24172.22547012429.46322218.21837828447.703916313.35638425685.357216066.35292-30.6219-448.33841,9,16和23单元在支座的左侧，1/4L，1/2L，3/4L;32,39,47,54,61单元在支座的中间，1/4L，1/2L，3/4L;70,78,84,92位，右跨度1/4L，1/2L，3/4L和支撑。最大荷载组合出现在16号和78号单元，在边跨的中间。最小值出现在单位32和61，其中最大负弯矩发生在中跨度的支座。1.6次内力计算1.6.1徐变次内力计算混凝土徐变引起的桥梁结构内力称为次级徐变内力。徐变次内力对混凝土梁的影响不可忽略，因此有必要计算徐变次内力。表1.6显示了控制部分由于徐变而产生的内力。表1.6控制截面徐变次内力单元荷载弯矩-y(kN·m)1徐变-1969.55889徐变-3376.495816徐变421.290623徐变-2656.824632徐变4379.023239徐变-2416.216847徐变6121.855254徐变-1663.00861徐变543.241870徐变-3785.740278徐变-430.501284徐变142.23992徐变-1949.69941,9,16和23单元在支座的左侧，1/4L，1/2L，3/4L;32,39,47,54,61单元在支座的中间，1/4L，1/2L，3/4L;70,78,84,92单元，右跨度1/4L，1/2L，3/4L和支撑。在徐变条件下，单元47处出现最大弯矩，单元尺寸为6121.8552kN·m，单元70处出现最小弯矩，即单元3785.7402kN·m处出现最大负弯矩。1.6.2温度次内力计算在预应力混凝土连续箱梁桥的设计中，由于主梁截面内力的影响，甚至会在混凝土梁温度变化时出现裂缝，因此需要考虑温度引起的次内力。在这个模型中，我们考虑了整体升温和整体降温时引起的主梁内力变化。表1.7显示在温度下作用于每个单元控制部分的内力。表1.7控制截面温度次内力单元荷载弯矩-y(kN·m)荷载弯矩-y(kN*m)1整体升温0整体降温09整体升温0.7315整体降温-0.681416整体升温1.4028整体降温-1.282623整体升温2.0341整体降温-1.873732整体升温2.6152整体降温-2.404839整体升温1.8337整体降温-1.693447整体升温1.0421整体降温-0.951954整体升温0