悬臂梁桥分析与设计

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悬臂梁桥分析与设计简介:

悬臂梁桥是一种常见的桥梁结构形式,其特点是桥的一端(或两端)悬挂在桥台或支撑结构上,而另一端没有直接与地面相连。这种结构常用于跨越深谷、河流或者需要大跨度的情况。

悬臂梁桥的分析与设计主要包括以下几个步骤:

1. 荷载分析:首先需要确定桥梁将承受的荷载,包括自重、车辆荷载、风荷载、温度荷载等。这些荷载会对桥梁的内力(如弯矩、剪力和轴力)产生影响。

2. 结构分析:使用结构力学理论,如静力分析、动力分析(考虑风振、地震等)、稳定性分析等,计算桥梁在各种工况下的内力分布和变形情况。这通常需要使用专业的结构分析软件进行计算。

3. 材料选择与截面设计:根据计算结果,选择合适的材料(如钢、混凝土等),并进行截面设计以满足强度、刚度和耐久性要求。需要保证桥梁在使用过程中不发生破坏。

4. 施工与安装:考虑到施工的可行性和经济性,设计桥梁的建造方案,包括施工工艺、吊装方法、预应力等。

5. 验算与安全评估:完成初步设计后,需要进行各种极限状态的验算,包括承载能力、稳定性和耐久性等,确保桥梁的安全使用。

6. 施工监控:桥梁施工过程中需要进行实时监控,确保结构的正确形成和安全。

悬臂梁桥的设计需要综合考虑结构力学、材料性能、施工工艺和经济因素,是一项复杂的工程问题。

悬臂梁桥分析与设计部分内容预览:

其余钢束坐标表格:钢束形状参考表格.xlS 其余钢束布置形状以MCT命令格式输入,其余钢束布置形状mct命令参考: 其余46根钢束布置形状.mct 在Civil中选择主菜单工具>MCT命令窗口,然后打开编辑好的钢束布置形状M CT文件,得到如图所示文件,运行即可

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图46.修改钢束布置形状参数

下面按如下方法确认所输入的钢束的形状。 单元号(关) 视图>显示>综合>钢束形状名称JG∕T 5064-1995 振动桩锤技术条件,钢束形状控制点(开)

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图49.输入最大悬臂段顶板预应力荷载

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图50.输入底板预应力荷载

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本例题的施 二阶段如表1所示

表1、各施工阶段的结构组、边界组和荷载组

荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段

图51.定义施工阶段窗口

施工阶段分析的阶段是由基本、施工阶段、最后阶段(PostCS)组成的。 基本阶段是对单元进行添加或删除、定义材料、截面、荷载和边界条件的阶段, 可以说与实际施工阶段分析无关,且上述工作只能在基本阶段进行。 施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段,在这里可以更改荷载状况和边界条 件。 最后阶段(PostCS)是对除施工阶段荷载以外的其他荷载进行分析的阶段,在该 阶段可以将一般荷载的分析结果和施工阶段分析的结果进行组合。最后阶段可以被 定义为施工阶段中的任一阶段。 下面定义施工阶段1

施工阶段分析的阶段是由基本、施工阶段、最后阶段(PostCS)组成的。 基本阶段是对单元进行添加或删除、定义材料、截面、荷载和边界条件的阶段, 可以说与实际施工阶段分析无关,且上述工作只能在基本阶段进行。 施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段,在这里可以更改荷载状况和边界条 件。 最后阶段(PostCS)是对除施工阶段荷载以外的其他荷载进行分析的阶段,在该 阶段可以将一般荷载的分析结果和施工阶段分析的结果进行组合。最后阶段可以被 定义为施工阶段中的任一阶段。 下面定义施工阶段1。

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/施工阶段分析数据上定义施工阶段

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图53.定义施工阶段2

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图54.定义施工阶段3

图55.定义施工阶段4

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图56.定义施工阶段5 完成建模和定义施工阶段后,在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时 间依存特性和弹性收缩弓引起的钢束应力损失, 并指定分析徐变时的收敛条件和迭

分析/施工阶段分析控制 十最后阶段可指定 最终施工阶段>最后施工阶段+ 为任一阶段,通过选 择其它阶段来指定。 分析选项>考虑时间依存效果 (开) 时间依存效果 徐变和收缩(开);类型>徐变和收缩 徐变分析时的收敛控制 迭代次数(5); 收敛误差(0.01) + 选择“自动分割 自动分割时间(开) 时间”的话,程序 钢束预应力损失(徐变和收缩)(开) 会对持续一定时间 以上的施工阶段, 考虑钢筋的约束效果(开) 在内部自动生成时 抗压强度的变化 (开) 间步骤来考虑长期 钢束预应力损失 (弹性收缩) (开) 告极的效果

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图57.指定施工阶段分析选项

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在施工阶段分析中,对于没有将类型定义为施工阶段荷载的一般静力荷载或 移动荷载的分析结果,可在最后阶段进行查看。本例题将在最后阶段查看对于移 动荷载的分析结果

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图59.输入车辆荷载

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下面输入移动荷载工况。

图60.移动荷载工况的输入窗口

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图61.移动荷载分析选项

图62.分析主控数据

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建模、定义施工阶段、移动荷载数据全部输入结束后,运行结构分析。 分析/兰运行分析

对于MIDAS/Civil施工阶段分析的结果,可查看到某一施工阶段为止 斤累积的全部构件的应力和位移+,也可查看某一单元随施工阶段应力和 位移的变化。+

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利用桥梁内力图查看在各施工阶段所发生的最大、最小应力。 阶段>Min/Max 结果/桥梁内力图 荷载工况/荷载组合>cSmax:合计 图形类型>应力;X轴刻度>距离 桥梁单元组>主梁 组合(开);2(+y, +z) 容许应力线>画容许应力线(关)。 阶段> Min/Max 结果/桥梁主梁内力图 荷载工况/荷载组合>CSmin:合计 图形类型>应力;X轴刻度>距离 桥梁单元组>主梁 组合(开);2(+y,+z) 容许应力线>画容许应力线(关)

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图65.施工阶段上缘最大最小应力曲线

CS4施工阶段恒载内力曲线

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同理也可以查看施工阶段收缩和徐变引起的结构内力和应力。由徐变和收缩 引起的弯矩按一次应力和二次应力分别输出。 由于徐变系数和收缩促便结构发生变形的力叫一次应力。而当结构处于超静 定状态时,结构会产生约束上述变形的约束力,这种力叫二次应力。通常我们关 心一次产生的变形和二次力产生的内力和应力。 查看移动荷载分析结果,并通过移动荷载追踪器追踪移动荷载的最不利布载 位置。 查看由移动荷载引起的最大梁单元内力。 阶段>PostCS 结果/内力/梁单元内力图... 荷载/荷载组合:MVmax:移动荷载 内力:My 显示:5点,线涂色(开) 显示类型:等值线(开) 图例(开)

查看由移动荷载引起的最大梁单元内 阶段>Postcs 结果/内力/梁单元内力图.. 荷载/荷载组合:MVmax:移动荷载 内力:My 显示:5点,线涂色(开) 显示类型:等值线(开) 图例(开)

图67.移动荷载内力图查看

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使用移动荷载追踪查看中跨跨中发生 移动荷载的布置形式 阶段>PostcS 结果/移动荷载追踪器/位移... 移动荷载:MVmin:移动荷载 节点号:56 放大系数:1.0 位移:DZ 显示类型: 等值线(开)荷载(开)

图68.移动荷载追踪跨中发生最大变形时荷载布置形式

对于未定义成为施工阶段荷载的其他荷载,将在最后施工阶段进行结构分析 并对其结果进行组合。在这里将与移动荷载的分析结果进行组合,查看其容许应 力,而且定义施工阶段荷载的分项系数来查看其极限强度。荷载组合的定义步骤 如下。 在本例题中,对于荷载组合重新生成有两种:一种是一般自动荷载组合,另 种是混凝土的自动荷载组合

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阶段>PostCs 结果/荷载组合 结果 /荷载组合>混凝土设计>自动生成(A)..

图69.自动生成荷载组合

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图70.施工阶段主应力图

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图71.施工阶段应力包络图

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利用表格查看施工阶段分析的结果时, 可通过在激活纪录对话窗口对单元、 简载、施工阶段、单元应力的输出位置等进行选择来分类查看。下面利用表格查 看支承位置(单元15)的施工阶段应力变化

结果/分析结果表格/梁单元/应力(psc) 节点或单元>单元(15) 荷载工况/荷载组合>移动荷载(MV:最大) 位置号>位置j(开) 截面位置:pos1(开) pos3(开)

图72.应力结果表格查看

现在查看由于预应力损失而引起的各施工阶段的张力变化。预应力钢束预应 力损失图表只能对当前施工阶段中所包含的钢束查看张力变化,故应先将施工阶 段转换到包含相应钢束的施工阶段后再选择预应力钢束预应力损失图表。钢束在 各施工阶段的应力变化还可通过点击 动画 按动画来查看。

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结果/预应力钢束预应力损失变化图表>顶板1

图73.预应力钢束预应力损失图表

查看钢束坐标 包含钢束的单元(钢束分配单元)的4等分点为钢束的坐标控制点,可以 通过表格来查看该处钢束的坐标。以及在每个位置钢束的弯起角度、钢束 应力和钢束内力。

图74.钢束布置形状表格

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图75.PSC设计参数

DB62/T 2968-2019标准下载北京迈达斯技术有限公司技术资料 一悬臂梁桥分析与设计

图76.编辑PSC设计钢筋混凝士材料特性

定义PSC设计截面位置

GB/T 25122.5-2018标准下载设计>PSC设计>PSC设计截面位置... 选项>添加/替换(开) 弯矩>I&J(开) 剪力> I & J(开) 选择单元:1to4764to110J

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图77.PSC设计截面位置

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