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1、简简 支梁（板） 桥桥 帽梁帽梁 设计计设计计 算算用户手册用户手册公路设计研究院简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 2 -第一章 概述1-1 引言梁式桥桩柱式墩台的帽梁设计计算如用手算完成十分烦琐,在八十年代初，PC-1500 袖珍机初兴时，曾用 Basic 语言编了一套简易的帽梁计算程序，在桥梁设计中利用率很高，随着个人微机发展普及，到八十年代末着手用 FORTRAN-77 编了一套帽梁计算程序。使用起来较为方便，尤其是输出有一套汉字标注的计算书，受到用户欢迎。经过几年的设计计算应用，用户提出一些宝贵意见，为了尽量满足用户要求，对程序做了一些修改和补充。1-2 编制原理简述一、上构
2、恒、活载作用引起主梁的反力分布计算方法： 图 1-1 号 梁3号 梁4号 梁5号 梁6号 梁7号 梁2号 梁偏 载 状 况4 号 梁7号 梁5号 梁6号 梁3号 梁2号 梁 横 向 分 配 系 数 布 载 状 况 图各 梁 跨 中 横 向 分 配 影 响 线各 梁 支 点 横 向 分 配 影 响 线1号 梁 居 中 状 况1.横向分布影响线: 跨中采用刚接梁板法,支点采用杠杆法。2.活载作用下某梁最大时各梁相应分配系数: 选用三种横向布载状态 ,进行横向分配系数计算。a.偏载布载: 在边梁分配影响线上用动态规划布载 ,求出最大分配系数,及荷载不利位置,根据不利位置,计算出各梁相应分配系数(见图
3、 1-1)。b.居中布载:在中梁影响线上用动态规划布载求出最大分配系数及荷载不利位置,计算各梁相应分配系数(见图 1-1)。c.当多柱式帽梁时: 使中间柱顶产生最大负弯矩 ,首先做出中间柱顶处帽梁载面弯矩影响线,在这条影响线上用动态规划布载求出荷载不利位置,根据这些荷载不利位置计算出各梁相应分配系数。3.上构恒载分配系数: 桥面铺装、步道、护栏等都考虑分布，计算出各片梁分配系数。4.各片梁反力: 活载在纵向反力影响线布载 ,将加重车各轮做穷举法 ,求出荷载不利位置(见图 1-2)计算反力。简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 3 -各梁反力计算公式：Rn=pi*yc*cRn-各梁反力，P
4、i-荷载轴重，Yc-反力影响线值，c-横向分配系数恒载: 桥面铺装、步道、护栏等以均布载考虑，主梁自重反力以实际截面尺寸算出。二、帽梁内力计算：将帽梁视为连续梁，采用杆件有限元法分析帽梁内力，程序自动划分帽梁节点、单元、节点设在上构主梁支座处和柱顶处。见图 1-3:柱 帽 梁 主 梁51 3241067389图 -一 般 构 造 图帽 梁 单 元 、 节 点 划 分 图柱顶处帽梁负弯矩,依照部颁“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范” （以下简称 JTJ023-85）第 3.2.3 规定进行折减。承载能力极限状态设计时荷载工况的内力，程序自动对工况内力进行比选生成弯矩包络图及剪力包络图，提
5、供配筋设计使用。三、配筋设计 承载能力极限状态配筋设计：依照规范 JTJ023-85 第 4.1.6 条,第 4.1.7 条,第 4.1.8 条进行正截面强度配筋及验算。依照规范 JTJ023-85 第 4.1.9 条,第 4.1.10 条,第 4.1.11 第,第 4.1.12 第,第 4.1.13 条,简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 4 -第 4.1.14 第配置箍筋及斜筋,进行斜截面抗剪验算。 正常使用极限状态配筋设计按照规范 JTJ023-85 第 4.2.5 条和第 4.2.6 条以控制裂缝宽度进行配筋设计。四、荷载计算：程序中编制了上构各种荷载作用下梁的反力计算，每种荷
6、载都计算出某片梁的最大反力及各梁相应反力，分有单孔反力和双孔反力，两孔中有等跨径，和不等跨径的反力计算，如果用户已有反力资料，则可直接输入。荷载类别：1. 汽车(汽-10,汽-15,汽-20,超-20)2. 挂车(挂-80,挂-100,挂-120)3. 履带车4. 全桥满布人群荷载5. 步道人群荷载6. 上构恒载: 桥面铺装、人行道、栏杆、护栏、主梁自重包括现浇和预制。以上各类荷载的反力进行一般组合，分有六种组合：汽车组合、挂车组合、满人组合、汽挂组合、上构恒载组合，每种组合又分为六类布载状态：单孔偏载、单孔指定梁号、单孔居中、双孔偏载、双孔指定梁号及双孔居中。所以可以打印出单独荷载反力及组合
7、荷载反力共九十六组。计算帽梁内力时，各种活载反力单独作用计算内力，上构恒载、帽梁自重、以及桥台台背荷载作用下计算内力，按承载能力极限状态设计时进行荷载组合：有汽车、挂车、满人、汽挂五种组合，各种组合都有六类布载状态，合计有三十种类布载工况内力，在这三十种内力中比选出内力包络图，能控制住配筋设计。五、配筋设计：有强度、抗弯、抗裂验算、提供上下缘主筋根数，箍筋间距，斜筋弯起位置，见图 1-4。45Xi=123=5i46x为 斜 筋 起 弯 位 置 坐 标 图 1-简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 5 -第二章 数据文件格式 封 面 信 息序 号 内 容 注 解1-1 桥 名 以英语或汉语
8、拼音书写1-2 设计单位1-3 计 算 者1-4 复 核 者1-5 日 期 如 1 9 9 2. 5. 2 0 全 程 量 (无条件输入)序 号 数组名 内 容 注 解 2-1 MDO(5) 反力输入或计算信息 输入=1, 计算=02-2 墩台计算信息 墩=1, 台=22-3 帽梁是否配筋信息 配筋=1, 不配筋=02-4 上构相邻两跨径是否相等 不相等=1, 相等=02-5 桩柱隔距是否相等 不相等=1, 相等=0注: 当人工输入反力时(MDO(1)=1),-各表中需填写有号数据,其余不必填。 整 型 控 制 量序号 数组名 内 容 注 解3-1 主梁横截面类型信息 13-2 上部构造左右边
9、梁是否对称信息 对称填 1，不对称填 03-3 横向分配影响线计算方法信息 刚接梁板法填1，有限条法填33-4 行车道数3-5 主梁片数 3-6 一片主梁的腹板数 T 梁及整体板填 13-7 主梁(从左支点至跨中)截面形状变化个数 23-8 主梁截面自梁底至梁顶的宽度变化转折点总数 33-9 现浇与预制部分分界点号 33-10 挂梁中牛腿处截面编号(非挂梁填 0) 43-11 每片梁的中横隔板数 3-12 是否取北京地区宽桥标准进汽挂组合计算信息 是填 1，否填 03-13 特种平板车荷载 填其轴数，不计填 03-14 桩柱个数 3-15 帽梁截面形状(左端到中点)变化个数 5 3-16MD1
10、(17)帽梁截面变化点数(自帽梁底至帽梁顶) 6 简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 6 -3-17 帽梁上集中力的个数(主梁反力不计入,无填 0) 7 上构相邻两跨跨径不相等时控制量(MDO(4)=1 时填, MDO(4)=0 时不填)序号 数组名 内 容 注 解4-1 小跨的主梁截面类型信息 14-2 小跨主梁片数4-3 小跨主梁截面形状变化个数(从左点到中右) 24-4 小跨主梁截面自梁底至梁顶宽度变化转折点总数 34-5 小跨主梁截面现浇与预制部分分界点号 34-6 小跨主梁每片梁中隔板数4-7MD2(7)小跨一片主梁腹板数表与表注解:1. 主梁截面类型信息表 3-1截面类型
11、边中梁相同 边中梁不同箱 形 10 15T 形 20 25整体板 30 35实心铰接板 40 45空心铰接板 50 552. 主梁截面形状变化个数参见下图填法,如图 2-2-1 填 8,图 2-2-2 填 5,等截面时填 1。图 2-XV(7)BD1/34568=5图简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 7 -108,9675423MD()=2MD1()=89456,7图 -3. 主梁截面宽度变化点参照图 2-3 填。4. 挂梁中牛腿处截面编号参照图 2-2-1,如图填 4。5. 等高度的帽梁,其截面形状是相同的,但至少要填 2；当填截面尺寸时,填两个相同的数。 6. 其含义同主梁注解
12、3。7. 帽梁的集中力是指耳墙,防震挡块等,主梁反力不得计入。 桥 梁 构 造 尺 寸 数 组序号 数组名 内 容 单位 注解5-1 计算跨径 m5-2 车行道宽度 m 15-3 左侧人行道宽度 m 15-4 右侧人行道宽度 m 15-5 中主梁间距 m 15-6 (左)边梁中轴线到它左边缘距离 m 15-7 边梁中轴线至中梁中轴线之距离 m 15-8 横向分配影响线需计值的起点坐标 m 25-9 横向分配影响线需计值的终点坐标 m 25-10 支点与跨中横向分配系数交点离左支点距离 m 35-11 缘石处铺装层厚度 m 15-12 车行道中央铺装层厚度 m 15-13 左栏杆内侧坐标 m 1
13、5-14 边梁翼缘有效工作宽度 m5-15 中梁翼缘有效工作宽度 m5-16 一根边梁的现浇接缝宽 m 45-17 一根中梁的现浇接缝宽 m 45-18 沿跨径单位长度(1 米)的横梁惯矩,铰接板填 1 m35-19 行车方向两相邻跨支座之间距离 m 55-20 帽梁全长 m 65-21 帽梁悬臂长 m 65-22 左边第一片边梁离帽梁左端点距离 m 65-23BD(23)桥墩斜度(正桥为 0 度) 度 5-24 BG(MD1(14)-1) 当帽梁的柱间距不等时输入各墩柱间距。 （斜桥墩为斜距离。若 MD0(5)=0 则不输入） m 6简支梁（板）桥帽梁设计计算程序 用户手册- 8 - 上构相邻两跨不相等时小跨构造尺寸数组(MDO(4)=1 时填, MDO(4)=0 时不填)序号 数组名 内容 单位 注解6-1 小跨之跨径 m6-2 小跨主梁中距 m 16-3 小跨左边梁中轴线到它左缘距离 m 26-4 小跨边、中梁中轴线之间距离 m 16-5 小跨支点与跨中横向分配系数交点离左支点距离 m 36-6 小跨边梁翼缘有效工作宽度 m6-7 小跨中梁翼缘有效工作宽度 m6-8 小跨一根边梁现浇接缝宽度 m 46
