某4×30m连续梁桥下部结构设计开题报告
2020-05-08 15:37:56
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
我所要完成的毕业设计课题是某4*30m连续梁桥下部结构设计。将简支梁梁体在支点上连续就成为连续梁桥,连续梁至少布置成两跨,一般布置成多跨一联。关于连续梁桥的研究连续梁桥为中、小跨度常用的桥型,具有技术成熟,施工方便,节省材料,经济指标适中,线条流畅,造型美观等特点。连续梁桥为超静定结构,支座变化将引起结构内力变化,因此对桥整体做力学分析是很有必要的。连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一,在40~200米范围内,与其他结构体系相比,被认为是最佳桥梁方案。预应力混凝土连续梁桥能充分发挥高强度材料的特性,在使用阶段不出现裂缝,能全截面参与工作,梁的刚度大,尤其在采用悬臂施工,顶推施工时,能充分利用预应力技术的优点,使施工设备机械化,生产工厂化,能提高施工质量,降低施工费用。连续梁桥通常是将3~5孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为舒适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁,然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连成为连续梁。近一、二十年,在架设预应力混凝土连续梁时,成功的采用了顶推法施工,即在桥梁一端(或两端)路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔,使施工较为方便。
1、连续梁桥结构受力特点
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1、用软件MIDAS计算支座反力
梁支座主要承担由上部结构传来的竖向力和水平力。根据这些受力并运用软件MIDAS计算出支座反力的大小,来选定支座的尺寸,并进行强度和稳定性验算。由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构,手算工作量比较大,且准确性难以保证,所以需要通过建立有限元模型和有限元分析软件#8212;MIDAS,这样不仅提高了效率,而且准确度也得以提高。
1、单元划分
2、节点截面几何特性
3、施工过程与边界条件
4、作用模拟
(1)永久作用
① 结构重力
一期结构重力包括箱梁自重和横隔板自重。
二期结构重力按均布荷载计算,其值为桥面铺装集度与防撞护栏集度之和。
② 基础变位作用
(2)可变作用
汽车荷载
程序计算:满堂支架现浇施工的箱形截面连续梁桥,在利用桥梁结构有限元程序计
算汽车荷载内力时,仅需选择适用的设计规范和相应的车辆荷载,通过横向布置中载荷偏载两种工况来计算汽车荷载内力。
5、作用效应组合
(1)承载能力极限状态作用效应组合
由于主线是高架桥,属于公路-I 级,不需要设置人行通道,所以不考虑人群荷载效应。
永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其效应组合表达式为:
γ0 = γ Sud [1.2结构重力效应 1.2预加力次内力 1.0收缩及徐变作用次内力 0.5基础变位作用次内力 1.4 汽车荷载效应 1.12 正(反)温度梯度作用次内力]
当正(反)温度作用在效应组合中的值超过汽车荷载效应时,其效应组合表达式为:
γ0 = γ Sud [1.2结构重力效应 1.2预加力次内力 1.0收缩及徐变作用次内力 0.5基础变位作用次内力 1.4 正(反)温度梯度作用次内力]
(2)正常使用极限状态作用效应组合
① 作用短期效应组合
不考虑人群荷载效应,永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合,其效应
组合表达式为:
Ssd = 1.0 结构重力效应 1.0 预加力次内力 1.0 收缩及徐变作用次内力 1.0 基础变位作用次内力 0.7 汽车荷载效应(不计冲击力) 0.8 正(反)温度梯度作用次内力
② 作用长期效应组合
不考虑人群荷载效应,永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合表达式为:
Std = 1.0 结构重力效应 1.0 预加力次内力 1.0 收缩及徐变作用次内力 1.0 基础变位作用次内力 0.4 汽车荷载效应(不计冲击力) 0.8 正(反)温度梯度作用次内力
2、墩台的作用计算
一、作用计算
(一) 永久作用(恒载)
永久作用包括结构中立、土的重力以及土侧压力、与家里、混凝土收缩及徐变作用、基础变位作用及水的浮力。
1.结构重力
包括桥上所有结构自重,如桥面铺装、人行道构件、主梁、灯柱及附属结构的重力,上述各项通过桥跨结构计算的支座反力作用于桥墩上;另外,还有墩台自身重力及基础台阶上土的重力等。
2.土的重力及土侧压力
土体对结构物产生的侧向土压力有主动土压力、被动土压力和静止土压力。
3.预加力
在结构按正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时,作为永久作用计算其效应并计入相应阶段的预应力损失,不计入由于偏心距增大引起的附加效应;而在结构按承载能力极限状态设计时,预加力不作为作用,将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。
(二) 可变作用
1、汽车制动力
制动力的着力点在桥面以上1.2m处。计算墩台时,可移至支座中心(铰或滚轴中心)或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底座面上。
2、流水压力、冰压力
位于河流中及有关冰凌河流或水库中的桥梁墩台,应根据当地水流与冰凌情况及墩台的结构形式考虑有关的流水压力与冰压力;流水压力是水平作用力,着力点在设计水位1/3处。
3、支座摩阻力
由于气温变化,使桥跨结构发生伸缩,在活动支座的接触面将产生纵桥间的水平摩阻力F,按下式计算:
F=μW(kN)
二、作用效应组合原则
上述各项荷载与外力对墩台的作用,他们不可能同时以最大数值、最不利作用位置作用于墩台上。设计时应考虑墩台上可能同时发生的作用,按承载力极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计,其原则如下:
(1)只有在墩台上可能同时出现的作用,才进行其效应组合。若需做不同受力方向的验算时,则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。
(2)当可变作用的出现对桥墩产生影响时,该作用不应参与组合。
(3)施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及墩台所处条件而定,结构上的施工人员和机械设备均应作为临时荷载加以考虑。
(4)偶然作用不同时参与组合
其他可变作用效应不同时组合表
编号 |
作用名称 |
不与该作用同时参与组合的作用编号 |
13 |
汽车制动力 |
15、16、18 |
15 |
流水压力 |
13、16 |
16 |
冰压力 |
13、15 |
18 |
支座摩阻力 |
13 |