第6篇 桥梁结构分析计算机方法

第一节 等截面连续梁桥 一、桥型布置 某桥跨径布置为3×30m，采用等截面部分预应力混凝土组合箱梁结构，先简支后连续，仅在两侧桥台处设置伸缩缝。设计荷载：汽－超20(双车道)，验算荷载为挂－120。 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 二、结构分析 每跨预制箱梁全长29.96米，梁高1.5米(C50混凝土)，计算跨径lo=29.34米，高跨比h/ lo=1/20。桥宽12.0米，即2×0.5m(防撞墙)+11.0m(机动车道)，横向布置共4片梁，边梁和中梁宽分别为3.2和2.8米。预制桥面板厚8cm，现浇混凝土桥面板厚10cm。 图6-4-1 30m跨半宽桥面的边梁及中梁构造(单位：cm) 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 1.建立分析模型 图6-4-2 计算模型图 建模要点如下： ①梁体单元划分长度一般为2～4m，但在任何跨径下，每跨结构至少需划分8个单元，以求得结构每个关键位置的内力和位移分布。 ②支点区域截面因抗剪要求尺寸加大，从跨中截面过渡到支点截面一般会有一个变化段，计算模型中应反应这一点。 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 2.施工阶段的划分 根据结构的受力特点，共划分为三个施工阶段 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 3.荷载横向分布系数计算 应用刚(铰)接梁(板)法的计算软件对30m跨箱梁边梁和中梁跨中截面的荷载横向分布系数进行计算，支点截面可按杠杆法手算，然后将计算出来的荷载横向分布系数输入到杆系有限元计算程序中来求结构的活载内力。 边梁和中梁荷载横向分布系数计算结果 表6-4-1 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 4.内力及应力计算结果 图6-4-4 恒载内应力结果 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 图6-4-5 正常使用极限状态下的结构内、应力结果 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 图6-4-6 承载能力极限状态下的结构内力结果 第四章 计算实例 第一节 等截面连续梁桥 第二节 变截面连续梁桥 一、结构布置 某桥主桥为四跨一联的预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为(50+90+150+90)m，桥面布置为0.5+12+0.5m，全宽13m。荷载等级：汽-20，挂-100。 1.立面布置 第四章 计算实例 第二节 变截面连续梁桥 2.横截面 图6-4-8 结构横截面布置(单位：cm) 横截面采用矩形单箱单室的变高度箱形截面，箱梁顶宽13.0m，底板宽7.0m，支点截面梁高8.5m，跨中截面梁高3.5m，梁底立面按二次抛物线变化。箱梁顶板厚度28cm，腹板厚度则从中支点处70cm逐段变化至跨中处40cm。根据施工和运营阶段受力需要，箱梁底板厚度从跨中处的28cm逐渐加厚至支点处的100cm。 第四章 计算实例 第二节 变截面连续梁桥 3.施工方法及合龙方式 施工方法：在③号、④号两个主墩上采用墩梁固接和悬臂浇注，零号块长5m，然后箱梁依次对称浇注长度分别为5×2.5m＋5×3m +11×4m，共21个节段；所有合龙段长度均为2m。 合龙方式：50m边跨采用先与引桥一起顶推后拆联的办法，梁体伸入②号墩右侧次边跨14m，与悬浇梁空中合龙，而⑤号墩处则采用搭架现浇实现合龙，最后合龙主跨。 第四章 计算实例 第二节 变截面连续梁桥 第二章 第四节 总框图和源程序 C C 柔度系数计算完成，形成柔度矩阵 CALL LDLT(KK) DO 9 I=1,KK 9 P(I)=0 P(1)=-FA(1)*BI(1)/2 P(K)=W(1)-FA(1)*(BI(1)/2)**2 CALL SOLVE(KK,M) IF(NGJ.EQ.0)GOTO 55 DO 11 LL=1,NBO-1 11 RES(101,LL)=P(2*LL-1) 55 DO 12 JJ=1,NBO IF(JJ.NE.1)P1=0 IF(JJ.NE.1)P2=P(K*JJ-K) IF(JJ.NE.NBO)P3=P(K*JJ) IF(JJ.EQ.1)P1=1 IF(JJ.EQ.1)P2=0 IF(JJ.EQ.NBO)P3=0 RES(1,JJ)=P1+P2-P3 P5=0 P6=0 IF(NGJ.EQ.0)GOTO 72 IF(JJ.GE.2)P5=P(2*JJ-3) IF(JJ.LT.NBO)P6=P(2*JJ-1) RES(51,JJ)=-P1