普通鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工階段模擬及RC設(shè)計(jì)例題

1、北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-1-裝配式鋼筋混凝土簡支 T 梁施工階段分析 及 RC設(shè)計(jì)例題北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司20072007 年 3 3 月 1919 日一、結(jié)構(gòu)描述. 2 2二、建立模型. 3 3三、定義荷載. 6 6四、定義施工階段. 1111五、執(zhí)行分析及后處理. 1212六、RCRC 設(shè)計(jì). 1414北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-2-裝配式鋼筋混凝土簡支 T 梁施工階段分析及 RC 設(shè)計(jì)例題本模型模擬的是普通鋼筋混凝土簡支梁橋的預(yù)制拼裝過程，并對上部梁結(jié)構(gòu)和下部墩 柱按照 JTGJTG D62D62 規(guī)范進(jìn)行各項(xiàng)驗(yàn)算。例

2、題參考鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 原理（張樹仁等著，人民交通出版社）。一、結(jié)構(gòu)描述圖 1 1 T T 梁橫斷面尺寸（單位：mmmm）2 2、結(jié)構(gòu)描述裝配式簡支梁橋，橋墩為雙柱墩，采用矩形斷面，混凝土采用C30C30。首先施工橋墩,然后對稱吊裝 RCRC 預(yù)制 T T 梁，首先吊裝中間的兩片縱梁，并通過橫梁體系將相鄰兩片縱梁 連為整體。在最后一個階段，加載鋪裝荷載。1 1 設(shè)計(jì)資料（1 1）橋面凈寬（2 2）設(shè)計(jì)荷載人群荷載結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（3 3）材料規(guī)格鋼筋：主筋采用相對界限受壓區(qū)高度13 2 1m公路- -n級汽車荷載3.5KN /m2 20 0=1.1HRB400HRB400 鋼

3、筋b b 二0.53箍筋采用混凝土：主梁采用（4 4）截面形式HRB335HRB335 鋼筋C30C30 混凝土北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-3-、建立模型1 1、首先定義模型中涉及的材料和截面類型，如下表所示表1 1構(gòu)件材料截面截面對齊方式尺寸（mmmm）T T 梁JTG04JTG04C30C30(RC(RC)- -設(shè)計(jì)截面T T 形截面頂對齊1780 x1000 x100 x2401780 x1000 x100 x240蓋梁JTG04JTG04C30C30(RC(RC)- -設(shè)計(jì)截面中腹板截 面頂對齊400 x500400 x500， 400 x300400

4、x300橋墩J(rèn)TG04JTG04C30C30(RC(RC)- -數(shù)據(jù)庫矩形截面中心對齊800 x400800 x400虛擬橫梁JTG04JTG04C30C30(RC(RC)- -數(shù)據(jù)庫矩形截面頂對齊1000 x1201000 x120， 500 x120500 x1202 2、然后建立有限元結(jié)構(gòu)模型 結(jié)構(gòu)建模根據(jù)個人習(xí)慣有多種方式，這里采用由上至下的建模方法。1 1）首先建立一片 T T 梁，然后通過復(fù)制功能生成 8 8 片縱梁；圖 2 2 建立縱梁單元2 2）然后建立模擬縱梁間橫向聯(lián)系作用的虛擬橫梁；除端部兩根橫梁采用500 x120mm500 x120mm 的矩形斷面外，其他的橫梁均屬于標(biāo)

5、準(zhǔn)橫梁。節(jié)盧浄丸I理呼丹卩矢呈瓷盤 悔晶劃制單2 日亦曲旋增尋：|zzi二旋館冬一353 _J対釗唧C:&訪血蘇詫耳創(chuàng)*鋼更 _dr, dy; di 0. 1 70j, C苗TG:在工* : “.0界給心H価屈山點(diǎn)占盤. L L (4序*北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-4-圖 3 3 建立橫梁單元通過將縱梁端部節(jié)點(diǎn)向下復(fù)制T T 梁高 1m1m 建立梁底節(jié)點(diǎn)，同時也是支座支承點(diǎn)位置，再將支承點(diǎn)向下復(fù)制支座高度0.1m0.1m 建立蓋梁頂部節(jié)點(diǎn)；圖 4 4 通過向下復(fù)制橫梁節(jié)點(diǎn)建立支座支承節(jié)點(diǎn)和蓋梁頂點(diǎn)（注：圖示上面第一層節(jié)點(diǎn)為橫梁節(jié)點(diǎn)，第二層是支座支承頂點(diǎn)，

6、第三層是蓋 梁頂點(diǎn)，為模擬蓋梁端部變截面段，在蓋梁端部向外側(cè)1m1m 的位置建立了兩個節(jié)點(diǎn)作為蓋梁懸挑段的端點(diǎn)）4 4） 蓋梁總長度為 14.06m14.06m,為矩形斷面，端部為 2.58m2.58m 變截面矩形梁段，中間為8.9m8.9m 等截面，蓋梁端部最小截面高度為0.3m0.3m，中部截面高度為 0.5m0.5m；首先定義兩個變截面（蓋梁截面由大到小的變截面和蓋梁由小到大的變截面），分別賦予蓋梁的兩個懸挑段，此時得到的蓋梁形式如下圖所示一一顯然懸挑段的變截面是不對的，因?yàn)樽兘孛孢m用的單元有多個，因此需要定義ntJ土和!I臥雖尤卜廠壘-凈 finmcfinmc - -T! -I-I77

7、阪jfeft腫8k8k捕確刁 沖I IM M _3)3)北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-5-17至上依次是橫梁縱梁圖 7 7 定義蓋梁斷面由小到大的變截面組5 5）將 3 3 號縱梁和 6 6 號縱梁對應(yīng)的蓋梁上節(jié)點(diǎn)向下復(fù)制蓋梁高度0.5m0.5m，然后對復(fù)制生成的 4 4 個節(jié)點(diǎn)通過擴(kuò)展單元功能生成3m3m 高橋墩3 3、定義結(jié)構(gòu)組并分配結(jié)構(gòu)組單元根據(jù)施工過程的特點(diǎn)將整個結(jié)構(gòu)分為以下幾個結(jié)構(gòu)組：橋墩、蓋梁、縱梁11 8 8、支座節(jié)點(diǎn)、橫梁 1717。分別對應(yīng)于分階段施工的橋墩部分單元、蓋梁部分單元、分階 段吊裝的 1818 號縱梁單元、縱梁間的橫向虛擬梁單元181

8、8。其中縱梁按照沿 y y 正向分別為縱梁 1818 結(jié)構(gòu)組。橫梁按照沿 y y 正向分別為橫梁 1717 結(jié)構(gòu)組。變截面組，如下圖所示定義蓋梁斷面由大到小，以及由小到大的變截面組圖 6 6 定義蓋梁斷面由大到小的變截面組北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-6-4 4、定義邊界條件同時指定邊界組根據(jù)施工過程的特點(diǎn)將邊界組定義如下：墩底固結(jié)、蓋梁固結(jié)、支座1818,分別對應(yīng)橋墩底部固結(jié)、蓋梁與墩頂?shù)倪B接、縱梁與蓋梁和支座點(diǎn)的連接關(guān)系。然后定義各個邊界條件一一對于墩底約束，通過邊界一般支承，指定邊界組信息為墩底固結(jié)，選擇約束D-D-ALLALL 和 R-ALLR-ALL 約

9、束墩底節(jié)點(diǎn)；對于墩頂與蓋梁的連接關(guān)系，通過邊界彈性連接剛性，指定邊界組信息為蓋梁固結(jié)，按順序點(diǎn)取墩頂節(jié)點(diǎn)及對應(yīng)的蓋梁節(jié)點(diǎn)，共定義4 4 個剛性彈性連接；對于蓋梁頂與支座支承點(diǎn)的連接關(guān)系，根據(jù)支座支承點(diǎn)的所對應(yīng)的縱梁編號n n,通過邊界彈性連接剛性，指定邊界組信息為支座n n，按順序點(diǎn)取蓋梁頂節(jié)點(diǎn)及對應(yīng)的支座支承節(jié)點(diǎn)，共定義 1616 個剛性彈性連接；對于支座支承點(diǎn)與主梁的連接關(guān)系，根據(jù)支座支承點(diǎn)所對應(yīng)的主梁編號n n，通過邊界彈性連接一般，指定邊界組信息為支座 n n，按照表 2 2 的支座剛度信息，按順 序點(diǎn)取支座支承節(jié)點(diǎn)及對應(yīng)的主梁節(jié)點(diǎn)，共定義 1616 個一般彈性連接；圖 9 9 彈性連

10、接模擬支座剛度注：100000100000 表示 SDxSDx、SDySDy、SDzSDz、SRxSRx、SRySRy、SRzSRz 方向是否有剛度，1 1 表有剛度,0 0 表示無剛度。剛度均以 10000KN/m10000KN/m。支座類型/ /剛 度適用于支座 組滑動 100000100000右側(cè)支座1414，支座6868滑動 110000110000右側(cè)支座 5 5固定 101000101000左側(cè)支座1414，支座6868固定 111000111000左側(cè)支座 5 5號32w5D1 i加r anikdJwlamua wi Nwa oCLIHJflfflIQL CinooDi inID

11、mum1.010- M I QIOTP刖igpgp gio so-ggpL5打覽斡農(nóng)爼丹擰亦丹WJIT MIMF fiLbJI訕UMJdlLJa_IJUMUiLtiHLOOQLLOOLJllUILIMffiLUIlOZijLLfi血0(4DLMDOCLN仙MOLDihQJMDl厲i心ni ag)a nQmaUPCLwinrn inr P m lino gmi? -印 raiw Pn.nrarii iqmr- in (t M也 何聞IflEnr：LI-：-IXDQLMtaoQDLO a.iaaiHCL聞 8 吐DflIflaaCufl S,皿町L|皿 LLri l iiaCL U,JUiLUHU

12、ILL2M一理地一章審甲B-樓牛*A KILLMaw山腳sue n m *fiiam aM芟直叢I回 電凹VL N HJT-a 0 C.加國HODOD. DO北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-7-每種荷載工況定義時都需要對應(yīng)一定的荷載工況，在進(jìn)行施工階段分析時，對于在施 工階段作用的荷載還要指定其對應(yīng)的荷載組，因此通常在定義荷載前首先定義荷載工況名 稱和荷載組名稱，當(dāng)然荷載條件相對簡單的模型來說，在定義荷載工況的同時也可以時時 定義荷載工況名稱和定義荷載組名稱。本模型中涉及三種荷載：結(jié)構(gòu)自重，鋪裝荷載，公路- -H級車道荷載。（*其中移動荷載通過程序的移動荷載功能自動

13、生成荷載工況）荷載工況名稱荷載類型何載組說明自重施工階段荷載自重:模擬結(jié)構(gòu)自重鋪裝施工階段荷載鋪裝荷載工況名稱定義如下圖所示定義荷載北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-8-圖 1010 荷載工況名稱定義荷載組定義如下圖所示圖 1111 荷載組名稱定義下面分別定義自重、鋪裝和移動荷載。自重荷載定義如下圖所示一一注意圖示位置的選擇即可。北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-9-圖 1212 自重荷載工況定義自重荷載工況的模擬鋪裝荷載定義如下圖所示一一注意圖示位置的信息輸入。同時鋪裝荷載采用梁單元均 布荷載模擬，鋪裝荷載作用的單元選擇8 8 片縱梁單元。

14、北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-10-使用梁單元荷載定義鋪裝移動荷載定義時，分為五個步驟一一選擇移動荷載規(guī)范、定義車道、定義車輛、定義 移動荷載規(guī)范、指定移動荷載分析控制數(shù)據(jù)。相關(guān)命令為“荷載移動荷載分析數(shù)據(jù)因?yàn)楸灸Ｐ椭懈骺v梁通過虛擬橫梁連接，因此在定義車道時選擇橫梁布載方法，將所 有橫梁定義為一個結(jié)構(gòu)組。-世對直1L 1V 1*13應(yīng)|T|n” i|u訶廠圖 1313 鋪裝荷載工況定義T T C Ti；#JtRai 1胃1創(chuàng)出、E/SZ.車云魯=刊】冃*aKt;單元16甌】節(jié)妞切:血理0】口1絆珂:CT:虹越切卩片童切:fll EtfVA爭點(diǎn)費(fèi)細(xì)早冠骯用祥棗 F尬

15、冋1S dE!z詫m .牡占電M鼻衛(wèi)心耳卿EiWMBT .E 丸 p；4UUK41L齊斤更 Ft 戀如卅如焰LU靡莊元荷謔用元T | -r.UT-c口22丁啃UErmliENl-.1投寄：宗 ：含北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-11-圖 1414 橫梁組定義窗口北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-12-圖 1515 移動荷載分析數(shù)據(jù)菜單_ 對于橫向聯(lián)系梁比較多的結(jié)構(gòu)定義車道時，車輛荷載的分布建議選擇 “橫向聯(lián)系梁法”。移動荷載分析數(shù)據(jù)（迥）Of車道二二H 車道面0用于哉響面的鞭單無HT井發(fā)反力爼標(biāo)示內(nèi)容為梁單元移動荷載分析必選項(xiàng)圖 1616

16、車道定義北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-13-圖 1717 移動荷載工況定義圖 1818 移動荷載分析控制數(shù)據(jù)四、定義施工階段施工采用先澆注橋墩和蓋梁，然后分片對稱吊裝T T 梁的方法，最后通過橋面鋪裝將所有縱梁連接成整體。具體施工階段信息如下表所示：表 2 2階段名稱施工構(gòu)件結(jié)構(gòu)組邊界組何載組1-1-橋墩施工現(xiàn)澆混凝土橋墩橋墩墩底固結(jié)自重北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-14-2-2-蓋梁施工澆注混凝土蓋梁蓋梁蓋梁固結(jié)3-3-縱梁 4 4、5 5架設(shè) 4 4、5 5 號縱 梁縱梁 4 4,縱梁5 5,橫梁 4 4支座 4 4、5 54-4

17、-縱梁 3 3、6 6架設(shè) 3 3、6 6 號縱 梁縱梁 3 3,縱梁6 6,橫梁 3 3，橫梁 5 5支座 3 3、6 65-5-縱梁 2 2、7 7架設(shè) 2 2、7 7 號縱 梁縱梁 2 2,縱梁7 7,橫梁 2 2，橫梁 6 6支座 2 2、7 76-6-縱梁 1 1、8 8架設(shè) 1 1、8 8 號縱 梁縱梁 1 1 ,縱梁8 8,橫梁 1 1，橫梁 7 7支座 1 1、8 87-7-鋪裝鋪裝TipTip:根據(jù)施工的特點(diǎn)，定義結(jié)構(gòu)組、邊界組、荷載組，對施工階段的定義起到事半功 倍的作用。施工階段分析模型的檢查方法：可以采用在模型窗口中顯示所有的荷載和邊界條件的 方式，逐一查看每個階段的結(jié)

18、構(gòu)、邊界、荷載情況。通常對于施工階段模型，最容易遺漏 的就是邊界條件的分配。顯示荷載和邊界，可以在“視圖顯示 ”來選擇，如下圖所示。圖 1919 在顯示選項(xiàng)里選擇顯示所有荷載和邊界條件五、執(zhí)行分析及后處理在執(zhí)行分析前，要定義各項(xiàng)分析控制選項(xiàng)，本模型涉及移動荷載分析、施工階段分析, 因此需要分別定義移動荷載分析控制選項(xiàng)和施工階段分析控制選項(xiàng)，前者我們在移動荷載 工況定義中已經(jīng)定義，只需定義后者即可。在“分析施工階段分析控制選項(xiàng)”中指定施北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-15-工階段分析的參數(shù)。因?yàn)楸灸Ｐ筒簧婕盎炷潦湛s徐變、混凝土強(qiáng)度發(fā)展，因此不考慮時間依存效果。僅進(jìn)行

19、一般的施工階段分析就可以了。圖 2020 施工階段分析控制選項(xiàng)定義好各項(xiàng)分析控制選項(xiàng)后，就可以執(zhí)行運(yùn)行分析了。分析完成后，通過結(jié)果菜單可 以查看各種分析結(jié)果。分析結(jié)果可以通過圖形、結(jié)果表格、文本形式輸出。這里主要介紹施工階段分析結(jié)果和移動荷載分析結(jié)果的查看。施工階段分析結(jié)果查看時，需要將階段顯示在要查看的施工階段，然后選擇結(jié)果中欲 查看的分析結(jié)果就可以了。如下圖所示一一北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-16-令 -中導(dǎo) 七 認(rèn)曲：工. 2 谷flitiL.-f*捫 4 悄A 稱祝即 *；-. ：.*（；：gqi tsit!l;MW HtEHEfitl 1 i Hfe#

20、寫了 - MfH WK |iN 曲叫-召匕用*t 六、RC設(shè)計(jì)無論是 PSCPSC 設(shè)計(jì)還是 RCRC 設(shè)計(jì)都是在后處理進(jìn)行的。RCRC 設(shè)計(jì)的基本步驟如下列圖所示：1)1)建立施工階段分析模型一一梁截面必須選擇“設(shè)計(jì)截面”，柱截面必須選擇“數(shù)據(jù)庫/ /用戶”，梁截面必須定義截面鋼筋;mi:IPE10 拠ilIIX2r rfafa1G” .r rsun貞山 0 二話prTGBMJWBMBWl!jil34 N丁卩間K PUTTlHnKS.耳i匚自柯訊；罰寸.Zte i 3X1114 亙啟值V陸即*從粗/-ri*- *tIT*3F WJAt 30 津1* * 311Ml* fl巨a2 , “屈刃北

21、京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-17-圖 2121 梁截面和柱截面定義北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-18-圖 2222 梁截面配筋和柱截面配筋3)3)定義 RCRC 設(shè)計(jì)參數(shù)一一對于柱構(gòu)件計(jì)算長度需在“設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)自由長 度”和“設(shè)計(jì)2)2)定義驗(yàn)算用荷載組合一一可以采用程序自動生成，也可以用戶自定義;北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-19-一般設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算長度系數(shù)”中定義；北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司技術(shù)資料一一裝配式簡支T 梁分析驗(yàn)算-20-圖 2525 定義柱構(gòu)件計(jì)算長度4)4)指定驗(yàn)算用截面位置和計(jì)算書中輸出截面位置；選擇控制結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的縱梁單元和橋墩單元作為設(shè)計(jì)截面位置，并指定在計(jì)算書中輸出哪些驗(yàn)算單元的詳細(xì)驗(yàn)算過程。本模型因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)對稱，荷載對稱，因此僅對左半跨主梁和四根墩柱進(jìn)行RCRC 設(shè)計(jì)。本模型選擇靠近左側(cè)的跨中縱梁單元和左側(cè)墩底單元作為計(jì)算書輸出單元。5)5)R