《曲线梁桥结构设计及内力计算课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《曲线梁桥结构设计及内力计算课程设计（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、五跨预应力混凝土曲线梁桥结构设计与内力计算 姓名: + 学号: + 班级: 桥梁 120 指导老师:+老师五跨预应力混凝土曲线梁桥结构设计与内力计算摘要 曲线梁桥又称弯梁桥,受力特点不同于其她形式,在外荷载作用下出现弯扭耦合,外边缘得挠度一般大于内边缘得挠度,对于设有抗扭支座得弯梁桥,外弧侧得支座反力大于内弧侧得支座反力,由于抗扭支座得存在而使结构为超静定结构,在结构设计与内力计算中比一般得梁桥复杂,因此,在处理这类问题时,可以借助有限元软件进行结构受力分析,如迈达斯,nsys,桥博,sap2000等。MIDS/iv就是针对土木结构,特别就是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊得桥梁结构
2、形式,同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。为能够迅速、准确地完成类似结构得分析与设计得软件。关键词:曲线梁桥 结构设计 内力分析 迈达斯AtractCurvdgrdr is aso caled h urvedgirer bride, the ehanicalharterisis ar difn fom oher orm,the oue oad p crankl coupng, outsid th edge te deflciongeelly reater hn in the edgef the flectin,fo cured girdrbri
3、dg ith trsieang, eaig reacti frce is greate thn theie arc ofthe outerarcie idebearig reaction force, de t thexistence ofthe trsonal uport ke the sructureis saticaly deteminate ucture, the struuresin anpl tn the averge in he caculaon of ntrnlforce o bridge, threfoe,n dealngwt hisind of polem, an undr
4、takestrucral stres analsiy finitelment ofware, sh as Mids, ansys,brie, sa0,etc.MIDA/Cvl s fo Cvil strucus, especially thanysis f prstesed ncret box bridge, suspnionbrid, ble-stayd bridg, sch s cial frs fbridg structu, and can do anonlineabonday, hdration heat,thmateral noline analsi, he stcelstplaia
5、nlysi, th dynam lasicpatc analyis、o uic and accrt finianalysis a dsig o softwa ofsimlarstruture、eywors: ce bem rdg strturedesign, nernl foe aalyssof idas目录一:设计资料、.。、。、.、。.、。、.。、。、。.、。、。、。、.。.、。、。、。.、.、.4二:截面及防护栏设计及相关技术参数得确定。、.。、.、.。、。、。5-6三:五跨曲线梁建模.。.。.。、。.。.、。、.。.。.。.。、.、。.。10四:结构内力计算.。.。、。.、。、.、。、
6、。.、。.。、。.、.。.。、。.、。10263。1 计算结构自重(一期恒载+二期恒载)、整体升温、整体降温作用下得支座反力、主梁内力(弯矩、剪力、扭矩)与变形(竖向、扭转)结果;.2 分别计算边跨跨中、次边跨跨中、中跨跨中及其中间支点截面内力(弯矩、剪力、扭矩)影响线(注:分中载、内偏与外偏三工况进行计算);3.3 计算公路级荷载作用下不同荷载工况下(中载、内偏载与外偏载)得 弯矩、剪力、扭矩包络图与各支座得支反力包络值;3、4 根据荷载组合原则,计算桥梁结构承载能力极限状态下对应得弯矩、剪 力、扭矩包络图与支反力包络值。一:设计资料1、 荷载标准:公路I级,两车道;、 跨径布置:30+30
7、+3+30+300=50,主梁混凝土标号为C50,不考虑横隔板得影响;3、 主梁宽度:B=8、5m;4。桥梁中轴线曲线半径:R100m;5.年均温差:+3oC,5 oC;. 防撞护栏采用新泽西护栏(宽度5cm,高10cm,具体重量请根据自己拟定得图纸计算);。 桥面铺装采用:1cm厚得沥青改性防水层,9cm厚得沥青混凝土。8. 施工方法:满堂支架施工;二:截面与护栏得设计及相关技术参数得确定。1 主梁截面设计已知桥宽8、5米,根据相关规范,拟定曲线梁桥横截面如下2。2 新泽西防护栏设计 尺寸如下 由于护栏不就是受力构件,因此采用C20混凝土,截面积A=0.2654m2.3 桥面铺装及二期恒载
8、已知桥面铺装采用1cm厚得沥青改性防水层,容重取Km3,9cm厚得沥青混凝土,容重2Km3, C20混凝土容重为24KN/m3,所以二期恒载2、4汽车活载 根据公路工程技术标准(JTG 1 203)规定取三:建模3、1 建模步骤 (1)建立项目 (2)建立节点,建立单元,建立节点单元可以直接在迈达斯里面建立,也可 以通过建立节点单元表格然后导入。 (3)设置材料,本题目为C50混凝土 (4)截面特性设置,有两种方法,可以通过设计截面得设计用数值截面导入 导入CAD得df格式,也可以直接输入尺寸(外部,内部轮廓尺寸) (5)建立约束条件。 ()施加荷载条件,包括一期恒载,二期恒载,整体温升,整体
9、温降,活载 作用下中载,内偏,外偏。 ()运行分析,求解不同荷载工况下得内力图(弯矩,轴力,剪力),支座 反力,影响线,计算荷载组合,弯矩与支座反力包络图。、 具体建模设置参数3。2.1 截面特性得输入(如下图)设计截面为单箱单室截面,并输入外部轮廓尺寸与内部轮廓尺寸,剪切验算及腹板厚度抗剪用最小均自动生成。、2、 边界条件设置 中间两个支座与边支座为抗扭支座,其余支座不抗扭,每个支承约束均设为刚性连接,其支座节点坐标从左起分别为1号支座(3,4) 2号支座(44) 3号支座(59,6)4号支座(7,58)号支座(11)号支座(52,53)支座支承表如下值为1表示这个方向上有约束,为零表示这个
10、方向自由,从表示可以瞧出,3,号支座得两个支承在Z方向均为,即能抗扭,4号支座固定,在任何方向均不能有位移,其她支座均能沿切向与径向发生位移(为了适应温度,徐变收缩等因素产生得变形),2号支座与5号支座不具有抗扭功能、3、3 荷载荷载工况静力荷载工况1:一期恒载,自重系数为x=0。y=0、z=-1(即竖直向下)静力荷载工况2:二期恒载,前面已算为、2K/m,设置参数为梁单元荷载,荷载工况二恒,荷载类型为分布荷载,不偏心,荷载大小P1,P2均设为2.2,其余均为默认设置、如下图温度荷载:温度上升3度,下降25度汽车荷载:分中载,内偏,外偏四:结构内力分析4。 一,二期恒载内力及变形弯矩剪力扭矩整
11、体升温弯矩剪力扭矩整体降温弯矩剪力扭矩恒载竖向变形扭转变形温升竖向变形扭转变形温降竖向变形扭转变形4。2 中载,内偏,外偏作用下面截面得内力及影响线中载边跨跨中弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中间支点弯矩中间支点剪力中间支点扭矩外偏边跨跨中弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中间支点弯矩中间支点剪力中间支点扭矩内偏边跨跨中弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中间支点弯矩中间支点剪力中间支点扭矩次边跨中载边跨跨中弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中间支点弯矩中间支点剪力中间支点扭矩次边跨内偏弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中间支点弯矩中间支点剪力中间支点扭矩次边跨外偏弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中间支点弯矩中间支
12、点剪力中间支点扭矩中垮中载弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中垮外偏弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线中垮内偏弯矩影响线剪力影响线扭矩影响线4. 中载,内偏,外偏作用下得弯矩,剪力,扭矩包络图与各支座得支反力包络值。中载弯矩包络图剪力包络图扭矩包络图支座反力包络图外偏弯矩包络图剪力包络图扭矩包络图支座反力包络图内偏弯矩包络图剪力包络图扭矩包络图支座反力包络图4。4荷载效应组合 承载能力极限状态= 1。2恒载+1、活载+、7(温度应力+徐变)4。4、1承载力极限状态(温度降低)弯矩包络图剪力包络图扭矩包络图支座反力包络图4、4.2承载能力极限状态(温度上升)弯矩包络图剪力包络图扭矩包络图支座反力包络图总结:曲线梁桥不同于一般梁桥,出现弯扭耦合,由运行结构可分析,同一荷载组合下,相同内力或支反力得最大值与最小值相差不大,表明承载力极限状态下活载占得比重较小。荷载仍然占总荷载得比例大,根据支座反力图可知,在偏心荷载作用下支座反力不均匀,外缘反力大于内缘反力,所以,曲线梁桥出现得事故比一般梁桥出现事故得概率大,可能会出现支座脱空,出现负反力,侧翻等安全事故。
