《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG-3362-2018)

1、新 規(guī) 范 應(yīng)用技術(shù)發(fā)布會 ，、2018新混規(guī)工程應(yīng)用案例詳解35 + 55 + 35 m預(yù)應(yīng)力混凝土彎箱梁案例詳解85 + 150 + 85 m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)案例詳解工程概況工程概況：本橋為35m+55m+35m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。主梁采用C50混凝土，單箱單室 截面，橋?qū)?0m，中跨跨中梁高2.0m，支點(diǎn)位置梁高3.2m，平面彎曲半徑120m，采用公稱直徑為 15.2mm張拉1860MPa鋼絞線，縱向受力主筋為HRB400，設(shè)計荷載公路-I級。中支點(diǎn)斷面中跨等截面邊跨端支點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)斷面示意圖鋼束布置示意圖腹板束布置立面圖頂?shù)装迨贾昧⒚鎴D左邊跨一半中跨左邊跨一半中跨前處理建模要點(diǎn)與技巧

2、1. 從CAD導(dǎo)入線型快速生成模型快速建模技巧：對于彎橋、梁格模型，可在CAD中繪制中心線，導(dǎo)入Civil實現(xiàn)快速建模。思考與擴(kuò)展2. 橫隔梁位置截面建模要點(diǎn)端橫梁模擬中橫梁模擬說明：在端橫梁和中橫梁處，建議不要用實心截面進(jìn)行模擬，用旁邊的空 心截面進(jìn)行模擬，實心部分用等效荷 載的方式代替；若用實心截面代替， 則此處截面中性軸有較大的突變。規(guī)范原文規(guī)范條文說明3. 定義材料與截面4. 定義收縮徐變注意：收縮徐變定義選擇最新的18混凝土規(guī)范，不要輸錯混凝土的強(qiáng)度數(shù)值；對于摻加粉煤灰的混凝土的徐變系數(shù)，程序根據(jù)規(guī)范要求自動修正；5. 邊界模擬要點(diǎn)注意要點(diǎn)：對于彎橋的節(jié)點(diǎn)支撐模擬，需要修改節(jié)點(diǎn)局部坐

3、標(biāo)，輸 出反力時候可以按節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) 系方向輸出；彈性連接是單元坐標(biāo)系，Dx 一般是豎向，不要定義成Dz 方向；節(jié)點(diǎn)彈性支承是整體坐標(biāo)系， 滿堂支架定義是Dz(-)，需要 特別注意；剛度數(shù)值的定義？6. 荷載工況的定義工況定義要點(diǎn)：普通梁橋荷載工況主要考慮：結(jié)構(gòu)自重、二期鋪裝、 護(hù)欄荷載、橫梁自重、預(yù)應(yīng)力、移動荷載、支座沉 降、整體升降溫，梯度升降溫等荷載工況；混凝土容重為25KN/m3，一般預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 或者普通鋼筋混凝土需要將其改成26KN/m3，可 以在自重工況考慮-1.04的系數(shù)，或者在材料定義 中手動修改；在定義整體升降溫和梁截面溫度時，為了防止出現(xiàn) 一些誤解，建議初始溫度選擇0；注

4、意荷載工況類型，為了方便后面設(shè)計驗算，對于 施工過程中激活的，建議定義成施工階段荷載類型；7. 預(yù)應(yīng)力工況定義注意要點(diǎn)：定義鋼束特征值時，特別 注意導(dǎo)管直徑定義，有很 多工程師，把導(dǎo)管直徑定 義錯誤，比如9cm，經(jīng)常 定義成0.9m，導(dǎo)致計算中 出現(xiàn)奇異，容易產(chǎn)生誤導(dǎo)， 檢查邊界條件，而不會注 意到鋼束特征值的問題；定義鋼束坐標(biāo)時候，靈活 的用Excel，定義好坐標(biāo)后 直接導(dǎo)入，更加方便，或 者用mct命令流；8. 移動荷載規(guī)范-定義注意要點(diǎn)：新通用規(guī)范車道-I級的 集中荷載Pk值，當(dāng)小于5m 時，由原規(guī)范180KN提高 至270KN；新通用規(guī)范的多車道 折減系數(shù)，單車道由原規(guī)范的1.0提升至

5、1.2；需要注意是，車道荷載計 算時候當(dāng)考慮剪力效應(yīng)時候，集中荷載Pk值需要乘 以放大系數(shù)1.2；8. 移動荷載規(guī)范-理解思考題某高速公路一10m長簡支箱梁橋，按新通規(guī)布置單車道移動荷載，請問不考慮沖擊系數(shù)，在 單車道移動荷載作用下，結(jié)構(gòu)端部最大反力是多少？R=1.2 (qk 5+1.2 Pk )=1.2 (10.5 5+1.2 280)=466.2KN2017年一級注冊結(jié)構(gòu)工程師真題下午卷第35題8. 移動荷載工況定義通過基頻，計算沖擊系數(shù)8. 移動荷載工況定義-沖擊系數(shù)注意要點(diǎn)：一般的梁橋，第一階振型往往是豎向，這時直接取 豎向的一階頻率計算移動荷載沖擊系數(shù)即可；但當(dāng) 定義支座橫向剛度時候

6、，第一階振型可能為水平向， 此時若取此頻率值計算沖擊系數(shù)就不合適了，因此 為了避免求出水平向的振型，可將自重只轉(zhuǎn)化為Z向 質(zhì)量；對于是否將“二期鋪裝”轉(zhuǎn)換為質(zhì)量加載在結(jié)構(gòu)上， 對于公路橋梁，按公路橋梁設(shè)計規(guī)范答疑匯編（中交公路規(guī)劃設(shè)計院）P60的解釋，不建議將二 期鋪裝轉(zhuǎn)換為質(zhì)量加載結(jié)構(gòu)上，質(zhì)量較小，沖擊系數(shù)較大，考慮偏安全設(shè)計；9. 支座沉降工況定義支座沉降有矢量性，數(shù)值為負(fù)值思考：對于4*30m，支點(diǎn)梁高5m，跨中1.6m，變截面現(xiàn)澆箱梁，會 有什么問題？分析與結(jié)合規(guī)范驗算要點(diǎn)1. 結(jié)構(gòu)分析與規(guī)范驗算流程模型及結(jié)果導(dǎo)入項目設(shè)計OK結(jié)果查看NG參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)更新結(jié)果輸出2. 荷載組合定義公路橋

7、涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-20154.1.5規(guī)定3. 設(shè)計參數(shù)定義考慮規(guī)范4.5.2耐久性要求支持按規(guī)范5.2.9，人為控制彎起鋼筋對有效高度計算的 影響按規(guī)范7.2.3調(diào)整施工階段混凝土強(qiáng)度增加4.1.8抗傾覆驗算指定環(huán)境類別、設(shè)計安全等級等各項參數(shù)：4. 結(jié)構(gòu)驗算抗彎承載能力包絡(luò)圖正截面拉應(yīng)力包絡(luò)圖主拉應(yīng)力包絡(luò)圖主壓應(yīng)力包絡(luò)圖調(diào)束基本流程：首先查看抗彎承載能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大預(yù)應(yīng)力的束數(shù)；抗剪主要通過箍筋與截面來控制；重點(diǎn)查看正截面的應(yīng)力，如果A位置頂緣拉應(yīng)力超標(biāo)，可以考慮鋼束位置上移，或者增加頂層腹板束數(shù)；如果 是A位置的底緣拉應(yīng)力超標(biāo)，主要是腹板張拉力過大，可以減小

8、束數(shù)或者鋼束位置下移；再看主拉應(yīng)力驗算，有時B點(diǎn)位置的主拉應(yīng)力超標(biāo)，主要是B點(diǎn)剪應(yīng)力過大造成，可以把腹板束變化段拉的平緩 一些；主拉應(yīng)力過大，關(guān)鍵是需要把剪應(yīng)力減小下來；對于鋼束的永久應(yīng)力過大，主要可以通過降低鋼束的張拉控制應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，可以考慮0.72fpk；對于連續(xù)梁配束，優(yōu)先考慮腹板束布置，頂板與底板束作為配合；5. 調(diào)束小技巧6. 箱梁應(yīng)力驗算指標(biāo)7. 空間網(wǎng)格計算模型空間網(wǎng)格模型：建立空間網(wǎng)格模型，頂?shù)装灏凑諜M向0.5m間距劃分網(wǎng)格，考慮預(yù)應(yīng)力束定義，故腹板 豎向不做劃分，同時腹板與頂?shù)装逵脛偙巯嘟?，全橋定義自重，二期恒載，混凝土收縮徐變，溫度梯 度，移動荷載，支座沉降等數(shù)據(jù)，模型共

9、計1838個節(jié)點(diǎn)，3394個單元。橫梁按頂?shù)装鍖嶋H截面定義，不考慮重量8. 空間網(wǎng)格計算結(jié)果8. 空間網(wǎng)格計算結(jié)果頂板主拉應(yīng)力包絡(luò)圖底板主拉應(yīng)力包絡(luò)圖空間網(wǎng)格計算結(jié)果與思考：除少部分預(yù)應(yīng)力張拉位置，頂?shù)装逯骼瓚?yīng)力均在1MPa以下；空間網(wǎng)格作為一種單梁計算模型的補(bǔ)充與精細(xì)化分析手段，是可行的，但是應(yīng)用層面需要注意一些問題；對于收縮徐變的定義，頂?shù)装鍐卧臉?gòu)件理論厚度，應(yīng)該輸入按整個斷面計算的構(gòu)建理論厚度；對于頂?shù)装宓膭澐?，若存在預(yù)應(yīng)力束時候，不能無限劃密，否則會出現(xiàn)某根縱梁應(yīng)力過大情況；空間網(wǎng)格模型的移動荷載，應(yīng)該考慮橫向聯(lián)系梁方式，定義車道；85 + 150 + 85 m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)案例詳解

10、工程概況工程概況：某大橋主橋為（85+150+85）m為預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)箱梁，采用懸澆施工，按全預(yù)應(yīng)力 結(jié)構(gòu)設(shè)計，箱梁梁高和底板厚度均按2次拋物線設(shè)計，采用單箱雙室預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。汽車荷載等級為 公路-級，按雙向四車道設(shè)計，道路兩側(cè)為人行道。 橋?qū)?3m，邊跨梁高3.5m，支點(diǎn)梁高9m。截面為變高截面且頂、底板厚度、 腹板厚度的變化規(guī)律不一致；鋼束數(shù)量龐大，存在大量平縱彎 鋼束，部分鋼束沿底板變化；1. 建模思考應(yīng)用懸臂澆筑橋梁建模助手進(jìn)行模型整體框架 的建立；生成所需單元節(jié)點(diǎn)，并對其根據(jù)施工階段進(jìn)行 分組（結(jié)構(gòu)組）；利用PSC建模助手，完成主梁截面的調(diào)整，補(bǔ) 充跨度信息，定義有效寬度；對混凝土

11、濕重，掛籃荷載程序自動添加并分組（荷載組）；對結(jié)構(gòu)組、邊界組、荷載組進(jìn)行施工階段設(shè)置， 完成模型最后建立；懸臂法施工復(fù)雜施工階段解決方案生成等截面連續(xù)剛構(gòu)模型生成懸臂法施工階段完整模型技巧：建模助手截面輸入可直接輸一標(biāo)準(zhǔn)截面，后續(xù)修正2. 懸臂法建模助手生成模型3. PSC橋梁建模助手調(diào)整主梁PSC橋梁建模助手平面變化立面變化應(yīng)用PSC橋梁建模助手對模型進(jìn)行精確修正；整理截面信息數(shù)據(jù)；形成excel表格（注意應(yīng)用對稱性）；將excel數(shù)據(jù)重新粘貼回建模助手?jǐn)?shù)據(jù)；修正模型后修改濕重荷載；主梁截面變高與腹板變厚規(guī)律不一致解決3. PSC橋梁建模助手調(diào)整主梁說明：利用excel對應(yīng)CAD圖紙整理好截

12、面參數(shù)變化， 粘貼到PSC橋梁建模助手中，對標(biāo)準(zhǔn)截面進(jìn)行修正。4. 查看模型狀態(tài)通過顯示輪廓線的方式查看模型截面內(nèi)部變化5. 定義邊界條件常見3種邊界條件2種常見邊界模擬錯誤反力結(jié)果異常運(yùn)行報錯自由度不滿足要求6. 溫度梯度定義指定截面橫坡程序自動對橫坡截面 施加溫度梯度說明：對于無橫坡的截面施加溫度梯度 荷載，無需指定截面橫坡；對于有橫坡的截面溫度梯度，指 定截面橫坡后，程序?qū)⒀貦M坡法 線方向施加溫度荷載；需要注意如果是聯(lián)合截面，定義 溫度梯度時候，需要人為指定彈 性模量與線膨脹系數(shù)；7. 預(yù)應(yīng)力的定義ABCD注意：孔道注漿階段的定義將影響施工過程截面特性的計算， 當(dāng)定義為下“0”個施工階段

13、注漿時，在預(yù)應(yīng)力張拉階段將采 用換算截面計算應(yīng)力，當(dāng)填寫為“1”時，則在此階段采用凈 截面計算，下一階段采用換算截面。因此根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)一般的 施工過程，此處建議填寫為“1”。對于隨底板高度變化的底板束，無需離散為各個坐標(biāo)輸入，可采用BOT功能快速生成；BOT功能只需輸入鋼束控制點(diǎn)坐標(biāo)，底板區(qū)間將自動隨底板高度插值計算；8. 移動荷載定義注意：如果存在汽車荷載與人群荷載的情況，需要分別定義各自 的移動荷載工況，不要統(tǒng)一在一個工況內(nèi)（利用子工況的方式）。9. 查看分析結(jié)果打開顯示選項，點(diǎn)開按組顯示；打開顯示選項，被鈍化目標(biāo)，打開顯示單元；10. 結(jié)合規(guī)范上部結(jié)構(gòu)驗算抗彎承載能力包絡(luò)圖抗剪承載能力包絡(luò)圖正截面拉應(yīng)力包絡(luò)圖正截面壓應(yīng)力包絡(luò)圖11. 結(jié)合規(guī)范下部結(jié)構(gòu)驗算橋墩雙向偏壓驗算y方向抗剪驗算z方向抗剪驗算y方向偏壓驗算z方向偏壓驗算雙向偏壓驗算橋墩抗剪驗算說明：Civil Designer中可分別進(jìn) 行受壓構(gòu)件的橫橋向及縱向 的抗剪驗算；Civil Designer可分別進(jìn)行偏壓構(gòu)件的橫橋向及縱向的偏壓驗算及雙向偏壓驗算；當(dāng)截面鋼筋受