波形鋼腹板組合梁橋課程設(shè)計

1、<p>　　波形鋼腹板組合梁橋課程設(shè)計</p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　班級： </b></p><p><b>　　學(xué)號：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p>

2、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　波形鋼腹板組合梁橋由于具有比較優(yōu)越的結(jié)構(gòu)性能，近幾年來在國內(nèi)國外的運用越來越多，主要特點體現(xiàn)在：（1）自重?。ㄏ啾扰c傳統(tǒng)PC梁橋），有利于減輕結(jié)構(gòu)自重，抗震性能好（2）波形鋼腹板主要承擔(dān)剪力，不能承擔(dān)縱向軸力，縱向彎曲可不計入波形腹板的影響（3）波形鋼腹板PC箱梁抗彎剛度、抗扭剛度與橫向剛度均比混 凝土PC箱梁小，設(shè)計中應(yīng)

3、注意按適當(dāng)間距設(shè)計橫隔板以增大其抗扭能力。除此之外，波形鋼腹板組合箱梁特別適合于大、中跨徑的多跨連續(xù)梁橋及連續(xù)剛構(gòu)橋，當(dāng)跨徑超過50米時，經(jīng)濟效果很明顯。MIDAS/Civil是針對土木結(jié)構(gòu)，特別是分析象預(yù)應(yīng)力箱型橋梁、懸索橋、斜拉橋等特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式，同時可以做非線性邊界分析、水化熱分析、材料非線性分析、靜力彈塑性分析、動力彈塑性分析，通過建模分析運算可以可以大大減輕工程計算量，提高分析設(shè)計效率，給土木工程結(jié)構(gòu)分析帶來很大的方便。&

4、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：波形鋼腹板橋梁；邁達斯；有限元分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Corrugated steel web composite girder bridge due to structure with superior performance, more and more u

5、sed in recent years at home and abroad, the main characteristics embodied in: (1) the small weight, good seismic performance of corrugated steel web plate (2) the main bear shear (3) the corrugated steel web PC box girde

6、r bending stiffness and torsional stiffness and lateral stiffness are smaller than the PC box girder concrete.In addition, corrugated steel web composite box girder is particul</p><p>　　Keywords:Corrugated s

7、teel web plate Bridges;Midas;The finite element analysis</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一：技術(shù)參數(shù)..............................4</p><p>　　二：結(jié)構(gòu)構(gòu)造..............................4

8、-5</p><p>　　三：模型建立..............................6-14</p><p>　　四：有限元分析............................15-19</p><p><b>　　一．技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　1. 荷載及公路等級：公路-II級，兩車道

9、，二級公路；</p><p>　　2. 設(shè)計車速：80km/h。</p><p>　　2. 結(jié)構(gòu)形式：簡支梁；</p><p>　　3. 計算跨徑：L=40.0m；橋?qū)挘築=12.0m</p><p>　　4. 防撞護欄采用新澤西護欄（寬度50cm，高100cm，具體重量請根據(jù)自己擬定的圖紙計算）；</p><p>　

10、　5. 橋面鋪裝采用：1cm厚的瀝青改性防水層，9cm厚的瀝青混凝土；</p><p><b>　　6. 材料：</b></p><p>　　混凝土：主梁頂、底板采用C50混凝土；</p><p>　　鋼 材：波形鋼腹板采用Q345C（屈服應(yīng)力：345MPa；設(shè)計荷載作用下</p><p>　　允許剪應(yīng)力為120MPa

11、）；</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束：高強度低松弛鋼絞線（抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為，抗拉強度設(shè)計值，正常允許拉應(yīng)力。）</p><p>　　施工方法：滿堂支架施工。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　　根據(jù)規(guī)范《公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計規(guī)范》，擬定相關(guān)參數(shù)如下</p>&l

12、t;p><b>　　高跨比：18.5</b></p><p><b>　　斷面構(gòu)造：直腹板</b></p><p><b>　　連接構(gòu)造：栓釘連接</b></p><p>　　頂板厚度26cm，底板厚度23cm</p><p>　　波形鋼腹板采用1000型，厚度根據(jù)經(jīng)驗采

13、用18mm,如下圖</p><p>　　新澤西防護欄設(shè)計,由于不參與受力作用，采用C30混凝土。</p><p>　　單位：cm 面積0.2592m2</p><p><b>　　主梁結(jié)構(gòu)示意圖</b></p><p><b>　　建模建立</b></p><p>&l

14、t;b>　　1.節(jié)點單元建立</b></p><p>　　跨徑40米，短線單元為橫隔板，間距10米，將結(jié)構(gòu)賦予相應(yīng)的結(jié)構(gòu)組</p><p><b>　　2.材料參數(shù)</b></p><p>　　組合材料為C50混凝土與Q345鋼，賦予主梁單元，C50混凝土賦予給橫隔板</p><p><b>

15、　　3.截面</b></p><p><b>　　主梁截面</b></p><p><b>　　橫隔板截面</b></p><p>　　然后分別把主梁截面及橫隔板截面賦予給相應(yīng)單元</p><p>　　4.建立邊界條件（簡支梁），并賦予給相應(yīng)的邊界組</p><p&g

16、t;　　5.建立荷載工況（自重，預(yù)應(yīng)力，二期恒載，移動荷載），并對于相應(yīng)的荷載組。</p><p>　　其中預(yù)應(yīng)力荷載采用兩端張拉，控制應(yīng)力為0.75σ=1395Mpa，</p><p>　　下一個施工階段注漿。</p><p><b>　　二期恒載的計算：</b></p><p>　　6.移動荷載分析控制數(shù)據(jù)</

17、p><p>　　采用兩個車道（無偏心，偏心3m，均為往返），中國標(biāo)準(zhǔn)車輛規(guī)范</p><p><b>　　移動荷載工況</b></p><p><b>　　7.預(yù)應(yīng)力鋼束</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼束根據(jù)經(jīng)驗并參考已建橋梁，暫時擬定Ф15.2鋼絞線，7束，間距0.7米，鋼束形狀如下</p

18、><p><b>　　鋼束空間布置圖</b></p><p><b>　　預(yù)應(yīng)力鋼束特征值</b></p><p>　　8.材料依存性參數(shù)設(shè)置</p><p>　　并與相應(yīng)的C50混凝土連接，然后修改單元依存材料特征值</p><p><b>　　9.建立施工階段<

19、;/b></p><p>　　施工方法為滿堂支架，可以分為兩個階段（成橋階段，徐變收縮完成）</p><p>　　建立荷載組合（正常使用極限狀態(tài)，承載能力極限狀態(tài)，自重荷載）</p><p><b>　　模型建立完成</b></p><p><b>　　四．有限元分析</b></p>

20、;<p>　　1.計算結(jié)構(gòu)在自重（一期恒載+二期恒載）作用下支座反力和截面內(nèi)力（彎矩、剪力）</p><p>　　1.1在自重荷載作用的的支座反力</p><p>　　1.2自重荷載作用下的彎矩內(nèi)力圖</p><p>　　1.3自重荷載作用下的剪力內(nèi)力圖</p><p>　　3.計算結(jié)構(gòu)在公路-II級荷載作用下的內(nèi)力包絡(luò)圖（彎矩

21、、剪力）</p><p><b>　　3.1彎矩包絡(luò)圖</b></p><p><b>　　3.2剪力包絡(luò)圖</b></p><p>　　4.對正常使用極限狀態(tài)下跨中截面混凝土頂、底板外緣應(yīng)力進行算；</p><p>　　根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》第7.1.5條，使用階段預(yù)應(yīng)力

22、混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土最大壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：</p><p>　　其中：為荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下截面邊緣混凝土的壓應(yīng)力；為由預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土拉應(yīng)力，其中</p><p><b>　　4.1上緣驗算</b></p><p><b>　　滿足條件</b></p><p><b>　　4.2下

23、緣驗算</b></p><p><b>　　滿足條件</b></p><p>　　5.對正常使用極限狀態(tài)下支點截面波形鋼腹板的剪應(yīng)力進行驗算，設(shè)計荷載作用下波形鋼腹板的剪應(yīng)力應(yīng)根據(jù)下式驗算：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　其中：—— 設(shè)計荷載下（標(biāo)準(zhǔn)荷載）波

24、形鋼腹板的剪應(yīng)，，為由豎向剪力引起的剪應(yīng)力，為由扭矩引起的剪應(yīng)力，此處簡化暫令；，其中為豎向剪力，為波形鋼腹板的高度，為波形鋼腹板的厚度）；。</p><p>　　其中，h=137cm,t=18mm,Q為正常使用極限狀態(tài)下支點處的剪力（即支座反力）</p><p><b>　　如下，</b></p><p>　　由于波形鋼腹板結(jié)構(gòu)剪力全由腹板承

25、受，頂?shù)装逯怀惺苷龖?yīng)力，所以</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　總結(jié)：經(jīng)驗算，跨中上下緣均為壓應(yīng)力，且滿足相應(yīng)的安全系數(shù)，結(jié)構(gòu)為全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼束布置合理，結(jié)構(gòu)受力安全。</p><p>　　參考文獻：《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　《公路橋涵設(shè)計通