鋼混凝土組合梁橋課件

1、一、組合結(jié)構(gòu)計(jì)算原理 1.組合截面形成過(guò)程中的應(yīng)力累加 2.組合截面應(yīng)力計(jì)算方法 3.虛擬荷載法計(jì)算混凝土板降溫效應(yīng) 4.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)二、鋼-混凝土組合橋梁分析實(shí)例1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介2.單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面3.邊界及施工荷載4.設(shè)置施工階段及施工階段聯(lián)合截面5.使用階段活載及沉降1.組合截面形成過(guò)程中的應(yīng)力累加架設(shè)鋼箱自重效應(yīng)注:1.此階段僅架設(shè)鋼箱，內(nèi)力及應(yīng)力僅與鋼箱本身的截面特性有關(guān)。2.查看結(jié)果時(shí)選擇part1即可。1.組合截面形成過(guò)程中的應(yīng)力累加橋面板濕重注:1.此階段混凝土橋面板在鋼箱上澆筑，混凝土濕重作為外荷載作用在鋼箱上，內(nèi)力及應(yīng)力僅與鋼箱本身

2、的截面特性有關(guān)。2.此法施工應(yīng)注意定義材料時(shí)將混凝土材料的自重修改為0，避免重復(fù)加載。1.組合截面形成過(guò)程中的應(yīng)力累加疊合截面形成后應(yīng)力注:1.顯然至此混凝土橋面板不受力，僅鋼箱梁承受混凝土及鋼的自重效應(yīng)。2.橋面板形成后二期荷載等后續(xù)荷載將有全截面承擔(dān)。2. 組合截面應(yīng)力計(jì)算換算截面特性計(jì)算2. 組合截面應(yīng)力計(jì)算換算截面特性計(jì)算2. 組合截面應(yīng)力計(jì)算換算截面特性計(jì)算2. 組合截面應(yīng)力計(jì)算二期荷載效應(yīng)注:1.換算為鋼材后，計(jì)算混凝土應(yīng)力需要除彈模比。2.應(yīng)力結(jié)果通過(guò)選擇“應(yīng)力部分”查看鋼及混凝土的應(yīng)力。3.實(shí)際結(jié)構(gòu)為了校核聯(lián)合后截面特性查看二期荷載的應(yīng)力比較方便。2. 組合截面應(yīng)力計(jì)算累計(jì)荷載

3、效應(yīng)小結(jié)：1.顯然疊合梁的最終應(yīng)力與施工工藝直接相關(guān)。2.通過(guò)施工階段設(shè)置中分離變量形式可以容易得到單項(xiàng)荷載的效應(yīng)。3.組合截面應(yīng)力及內(nèi)力查看需選擇“部分”。3.虛擬荷載法計(jì)算混凝土板升降溫后應(yīng)力=+注：1.僅混凝土板升降溫，應(yīng)力計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，可以通過(guò)上述過(guò)程非常容易得到其效應(yīng)。2.收縮徐變與混凝土板降溫效應(yīng)相當(dāng)，可通過(guò)同樣方法得到，僅計(jì)算集中力P0方法不同。3.虛擬荷載法計(jì)算混凝土板升降溫后應(yīng)力3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)（1）混凝土收縮應(yīng)變注：1.理論厚度h=2A/u，A為混凝土橋面板的截面積，u為混凝土橋面板與大氣接

4、觸的周邊長(zhǎng)度。2.表中混凝土齡期取為7天，表示混凝土澆筑完成至開(kāi)始受力的時(shí)間。3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)（1）混凝土收縮應(yīng)變3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)（2）混凝土折減剛度注：1.鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范給出了明確的有效彈模比的計(jì)算方法。2.其中混凝土的徐變系數(shù)可以通過(guò)查表內(nèi)插方法方便得到。3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)（3）有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮效應(yīng)3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)（3）有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮效應(yīng)注：1.顯然從虛擬荷載法本身考慮，完全可以將收縮效應(yīng)通過(guò)溫度梯度的方法計(jì)算。

5、2.模型計(jì)算有效彈性模量的溫度梯度效應(yīng)需做如下修改：修改材料的彈性模量為有效彈性模量輸入溫度梯度荷載時(shí)應(yīng)按有效彈性模量3.基于有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮、徐變效應(yīng)（3）有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算收縮效應(yīng)注：1通過(guò)修改彈性模量及持續(xù)時(shí)間可得到相應(yīng)的收縮應(yīng)變值。2.最終收縮應(yīng)力與理論值基本一致。（誤差是由于總的收縮量不一致造成）3.收縮徐變終值與截面本身無(wú)關(guān)，可以通過(guò)臨時(shí)替換混凝土截面查看。（組合截面不能輸出此值）4.程序計(jì)算名義收縮系數(shù)按04混規(guī)得到，上圖輸入數(shù)據(jù)均為了對(duì)比方便輸入。（3）有效彈性模量的虛擬荷載法計(jì)算徐變效應(yīng)注：1.理論上可以用有效荷載法計(jì)算徐變效應(yīng)，僅P0 M0的計(jì)算方

6、法與收縮不同。2.由于徐變效應(yīng)不同于收縮效應(yīng)，與受力后的應(yīng)變直接相關(guān)，實(shí)際結(jié)構(gòu)各截面受力不同從而徐變效應(yīng)不同。3.Civil程序分析相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要將混凝土的彈性模量修改為有效彈性模量即可（與收縮有效彈性模量不同）。本章小結(jié)：1.組合結(jié)構(gòu)的最終應(yīng)力狀態(tài)與施工階段相關(guān)，通過(guò)各階段累加可以得到最終效應(yīng)，但各階段的截面特性因根據(jù)具體的施工工藝確定。2.混凝土橋面板升降溫可以通過(guò)等效荷載法計(jì)算。3.混凝土收縮同樣可以根據(jù)等效荷載法計(jì)算，但需計(jì)算混凝土有效彈性模量。4.從校核計(jì)算結(jié)果考慮可以用混凝土降溫模擬收縮效應(yīng)。5.Civil程序計(jì)算有效剛度下的收縮、徐變效應(yīng)僅需將混凝土彈性模量修改為有效彈性模量。

7、本章小結(jié)：1.組合結(jié)構(gòu)的最終應(yīng)力狀態(tài)與施工階段相關(guān)，通過(guò)各階段累加可以得到最終效應(yīng)，但各階段的截面特性因根據(jù)具體的施工工藝確定。2.混凝土橋面板升降溫可以通過(guò)等效荷載法計(jì)算。3.混凝土收縮同樣可以根據(jù)等效荷載法計(jì)算，但需計(jì)算混凝土有效彈性模量。4.從校核計(jì)算結(jié)果考慮可以用混凝土降溫模擬收縮效應(yīng)。5.Civil程序計(jì)算有效剛度下的收縮、徐變效應(yīng)僅需將混凝土彈性模量修改為有效彈性模量。1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介本橋?yàn)槟掣咚俾仿?lián)絡(luò)線匝道橋中的一聯(lián)，橋梁全寬10.5m。本聯(lián)上部結(jié)構(gòu)采用（38+33.5+37.5）m鋼混組合連續(xù)梁，下部結(jié)構(gòu)橋墩為柱式，基礎(chǔ)為承臺(tái)接灌注樁；橋臺(tái)為肋板式，基礎(chǔ)為承臺(tái)接灌注樁。主梁為單箱雙

8、室，梁高2米寬10.22m，預(yù)制高1.65m，鋼箱底板厚30mm，上翼板厚25mm，腹板厚16mm，鋼材均采用Q345qD，分4段預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)采用高強(qiáng)螺栓拼接。鋼箱頂部混凝土橋面板厚0.27m，采用C50無(wú)收縮混凝土現(xiàn)澆。頂板混凝土預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，管道采用金屬波紋管成型。設(shè)計(jì)摩阻系數(shù)=0.25，孔道偏差系數(shù)K=0.0015。2.單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面建立單元節(jié)點(diǎn)注：1.曲線橋梁可以通過(guò)導(dǎo)入CAD線形的方法建立單元節(jié)點(diǎn)。2.導(dǎo)入技巧：節(jié)點(diǎn)位置：支撐線、截面變化位置、加載荷載位置（隔板、橫梁等）CAD根據(jù)上述內(nèi)容分層，Civil程序可根據(jù)圖層將導(dǎo)入內(nèi)容分組。節(jié)點(diǎn)最終位置通過(guò)連接

9、節(jié)點(diǎn)位置得到（Civil程序不能識(shí)別圓曲線）導(dǎo)入CAD圖形的繪制單位應(yīng)與Civil一致?？衫L制輔助線（支撐線，加載點(diǎn)等）一并或分批導(dǎo)入便于后續(xù)操作。2.單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面（2）SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面1232.單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面（2）SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面4562.單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面（2）SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面7892.單元?jiǎng)澐旨癝PC導(dǎo)入聯(lián)合截面SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面（2）SPC導(dǎo)入聯(lián)合截面1011（1）邊界注：1.永久邊界應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)置約束方向（固定支座，單向固定支座，雙向固定支座，一般橡膠支座）。2.復(fù)制支座上下節(jié)點(diǎn)時(shí)，

10、可通過(guò)點(diǎn)選輔助單元確定任意復(fù)制方向。3.彈性連接為單元坐標(biāo)，SDx為支座抗壓（拉）剛度。4.臨時(shí)邊界要保證施工階段分段幾何不可變（不是機(jī)動(dòng)體系）。3.邊界及施工荷載（2）荷載注：1.荷載工況：查看單項(xiàng)內(nèi)力結(jié)果荷載組合2.荷載組: 施工階段調(diào)用。3.利用輔助單元很容易得到隔板位置，橫梁位置，支撐線位置等等，便于加載。3.邊界及施工荷載3.邊界及施工荷載注：1.荷載工況：查看單項(xiàng)內(nèi)力結(jié)果荷載組合2.荷載組: 施工階段調(diào)用。3.利用輔助單元很容易得到隔板位置，橫梁位置，支撐線位置等等，便于加載。4.設(shè)置施工階段及施工階段聯(lián)合截面注：1.施工階段聯(lián)合截面設(shè)置以截面為對(duì)象進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置。2.施工階段設(shè)置的材料理論厚度齡期的優(yōu)先級(jí)高于定義單元時(shí)賦予的值。3.一般截面類型根據(jù)激活施工階段不同程序可以自動(dòng)識(shí)別同樣截面不同的單元。4.混凝土濕重模擬橋面板形成過(guò)程注意將材料的容重改為0。5.定義收縮徐變函數(shù)時(shí)注意標(biāo)號(hào)強(qiáng)度為N mm單位體系。5.使用階段荷載溫度注：1.組合截面整體升降溫即使連續(xù)梁也有自應(yīng)力。2.溫度梯度要綜合考慮截面寬度的變化以及溫度梯度折線的變化。3. 不同材料應(yīng)分別輸入其彈性模量及膨脹系數(shù)。4.注意溫度梯度一般輸入的參考位置是頂。5.使用階段活載及沉降注：1.車道數(shù)量根據(jù)規(guī)范表4.3.1-3及行車道寬度確定。2.一般結(jié)構(gòu)考慮內(nèi)偏外偏及中載計(jì)算足以。