小箱梁設(shè)計計算方法
1 基礎(chǔ)資料:
[1]計算手段:采用midas、橋梁博士、gqjs、院內(nèi)自行開發(fā)的小程序等程序計算,以及手工計算。
[2]環(huán)境類別:設(shè)計圖中為i類,可根據(jù)地區(qū)類別按橋梁通用規(guī)范選取并修改相關(guān)圖紙。
[3]設(shè)計荷載:公路i—級。
[4]預(yù)應(yīng)力度控制:采用預(yù)應(yīng)力a 類構(gòu)件。
[5]橋面現(xiàn)澆整體化層是否參與受力:院小箱梁設(shè)計參考圖中考慮6cm參與受力。
[6]材料參數(shù):混凝土、鋼筋以及預(yù)應(yīng)力鋼束的相關(guān)參數(shù)按規(guī)范選取。
[7]收縮徐變參數(shù):按《橋梁通用設(shè)計規(guī)范》選取。
[8]溫度梯度:按《橋梁通用設(shè)計規(guī)范》10cm瀝青砼鋪裝層溫度梯度計算。
[9]連續(xù)小箱梁橋不均勻沉降:5mm。
2 需要計算的部位:主梁、橫隔板、橋面板;
3 主要荷載:結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、活載、混凝土收縮徐變、日照溫差;連續(xù)小箱梁還需考慮常年溫差以及基礎(chǔ)不均勻沉降。
4 計算內(nèi)容:主梁強度設(shè)計、驗算;橫隔板強度設(shè)計、驗算;橋面板強度設(shè)計、驗算;主梁變形計算、預(yù)拱度計算。
3.2.5 計算方法:
[1]采用平面桿系有限元法按橫向分布系數(shù)對正交小箱梁進行結(jié)構(gòu)分析,按《橋規(guī)》各項要求進行驗算。
[2]宜采用空間桿系有限元法(空間梁格法)對正交小箱梁進行結(jié)構(gòu)分析,按《橋規(guī)》各項要求進行驗算,并與平面桿系有限元法計算結(jié)果進行對比分析。
[3]對相同計算條件下的正交、斜交小箱梁橋宜采用空間有限元法(空間梁格法)的計算結(jié)果進行對比分析。
[4]對主梁翼板、橫隔板、結(jié)構(gòu)連續(xù)處支點下緣等局部構(gòu)造的強度與抗裂驗算宜采用手工、配合小程序進行。
[5]對斜交角度較大的結(jié)構(gòu),可采用空間實體單元模型做抗扭和局部分析。計算分析表明:對荷載采用橫向分布系數(shù)計算的平面桿系有限元計算方法比空間梁格法(madis)的計算結(jié)果偏安全。
6 主梁內(nèi)力計算、驗算:
主梁計算作為結(jié)構(gòu)的整體計算,采用車道荷載。
1)平面桿系計算分析:
a)橫向分布系數(shù)的計算方法
[1] 杠桿法
用于計算荷載位于主梁支點處的橫向分布系數(shù)。
[2] 剛接梁法
用于計算荷載位于梁橋跨中至l/4處的橫向分布系數(shù)。
支點至l/4點之間活載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)差求得。
簡支小箱梁跨中橫向分布系數(shù)最大值匯總表
跨徑 a 類中梁 b 類中梁 a 類邊梁 b 類邊梁
20m 0.652 0.686 0.725 0.792
25m 0.640 0.683 0.690 0.726
30m 0.629 0.681 0.659 0.689
35m 0.620 0.679 0.647 0.680
b)先簡支后連續(xù)的連續(xù)小箱梁跨中橫向分布系數(shù)
連續(xù)小箱梁跨中橫向分布的簡化適用計算方法,是按等剛度原則將連續(xù)梁的某
一跨換算為等跨徑的等截面簡支梁來計算,參考文獻[4]。
對于連續(xù)梁支點處荷載橫向分布,仍采用杠桿法計算。
小箱梁主梁內(nèi)力可按考慮荷載橫向分布系數(shù)后的單梁進行計算,當斜度≥30°
時,應(yīng)利用空間程序進行復核。
2)空間梁格計算:
采用大型有限元程序如midas civil 2006,利用梁格理論建模對主梁及橫隔梁
進行計算。
3)計算、驗算的內(nèi)容、項目:
[1]短暫狀況(施工階段)截面邊緣法線應(yīng)力驗算(橋規(guī)第7.2.8 條);
[2]持久狀況(使用階段)正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算(橋規(guī)第6.3.1 條);
[3]持久狀況(使用階段)應(yīng)力計算(橋規(guī)第7.1.5~6 條);
[4]持久狀況(使用階段)結(jié)構(gòu)極限承載能力驗算(橋規(guī)第5 章);
[5]結(jié)構(gòu)階段位移計算及預(yù)拱度設(shè)置;
[6]支反力計算。
7橫隔板內(nèi)力計算、驗算:
橫隔板作為結(jié)構(gòu)的局部計算,采用車輛荷載。
對于采用平面桿系有限元法分析的正交小箱梁橋,可按偏心壓力法或剛接梁法
計算橫隔板的截面內(nèi)力,可參考文獻[3]。斜度較大的斜交小箱梁橋,其橫隔板內(nèi)力
建議采用空間有限元法進行計算。
108 橋面板內(nèi)力計算、驗算:
橋面板作為結(jié)構(gòu)的局部計算,采用車輛荷載。
對小箱梁橋面根據(jù)其位置不同,分別按懸臂板和多跨連續(xù)單向板進行內(nèi)力計算