《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG-3362-2018)

1、新 規(guī) 范 應用技術發(fā)布會 ，、2018新混規(guī)工程應用案例詳解35 + 55 + 35 m預應力混凝土彎箱梁案例詳解85 + 150 + 85 m預應力連續(xù)剛構案例詳解工程概況工程概況：本橋為35m+55m+35m變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋。主梁采用C50混凝土，單箱單室 截面，橋寬10m，中跨跨中梁高2.0m，支點位置梁高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，設計荷載公路-I級。中支點斷面中跨等截面邊跨端支點標準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與技巧

2、1. 從CAD導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，導入Civil實現(xiàn)快速建模。思考與擴展2. 橫隔梁位置截面建模要點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行模擬，用旁邊的空 心截面進行模擬，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)，程序根據規(guī)范要求自動修正；5. 邊界模擬要點注意要點：對于彎橋的節(jié)點支撐模擬，需要修改節(jié)點局部坐

3、標，輸 出反力時候可以按節(jié)點坐標 系方向輸出；彈性連接是單元坐標系，Dx 一般是豎向，不要定義成Dz 方向；節(jié)點彈性支承是整體坐標系， 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：普通梁橋荷載工況主要考慮：結構自重、二期鋪裝、 護欄荷載、橫梁自重、預應力、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/m3，一般預應力鋼筋混凝土 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. 預應力工況定義注意要點：定義鋼束特征值時，特別 注意導管直徑定義，有很 多工程師，把導管直徑定 義錯誤，比如9cm，經常 定義成0.9m，導致計算中 出現(xiàn)奇異，容易產生誤導， 檢查邊界條件，而不會注 意到鋼束特征值的問題；定義鋼束坐標時候，靈活 的用Excel，定義好坐標后 直接導入，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：新通用規(guī)范車道-I級的 集中荷載Pk值，當小于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 算時候當考慮剪力效應時候，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，結構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年一級注冊結構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：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 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，可將自重只轉化為Z向 質量；對于是否將“二期鋪裝”轉換為質量加載在結構上， 對于公路橋梁，按公路橋梁設計規(guī)范答疑匯編（中交公路規(guī)劃設計院）P60的解釋，不建議將二 期鋪裝轉換為質量加載結構上，質量較小，沖擊系數(shù)較大，考慮偏安全設計；9. 支座沉降工況定義支座沉降有矢量性，數(shù)值為負值思考：對于4*30m，支點梁高5m，跨中1.6m，變截面現(xiàn)澆箱梁，會 有什么問題？分析與結合規(guī)范驗算要點1. 結構分析與規(guī)范驗算流程模型及結果導入項目設計OK結果查看NG參數(shù)調整數(shù)據更新結果輸出2. 荷載組合定義公路橋

7、涵設計通用規(guī)范JTG D60-20154.1.5規(guī)定3. 設計參數(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調整施工階段混凝土強度增加4.1.8抗傾覆驗算指定環(huán)境類別、設計安全等級等各項參數(shù)：4. 結構驗算抗彎承載能力包絡圖正截面拉應力包絡圖主拉應力包絡圖主壓應力包絡圖調束基本流程：首先查看抗彎承載能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大預應力的束數(shù)；抗剪主要通過箍筋與截面來控制；重點查看正截面的應力，如果A位置頂緣拉應力超標，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位置的底緣拉應力超標，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；再看主拉應力驗算，有時B點位置的主拉應力超標，主要是B點剪應力過大造成，可以把腹板束變化段拉的平緩 一些；主拉應力過大，關鍵是需要把剪應力減小下來；對于鋼束的永久應力過大，主要可以通過降低鋼束的張拉控制應力進行調整，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. 調束小技巧6. 箱梁應力驗算指標7. 空間網格計算模型空間網格模型：建立空間網格模型，頂?shù)装灏凑諜M向0.5m間距劃分網格，考慮預應力束定義，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，模型共

9、計1838個節(jié)點，3394個單元。橫梁按頂?shù)装鍖嶋H截面定義，不考慮重量8. 空間網格計算結果8. 空間網格計算結果頂板主拉應力包絡圖底板主拉應力包絡圖空間網格計算結果與思考：除少部分預應力張拉位置，頂?shù)装逯骼瓚?MPa以下；空間網格作為一種單梁計算模型的補充與精細化分析手段，是可行的，但是應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臉嫾碚摵穸?，應該輸入按整個斷面計算的構建理論厚度；對于頂?shù)装宓膭澐郑舸嬖陬A應力束時候，不能無限劃密，否則會出現(xiàn)某根縱梁應力過大情況；空間網格模型的移動荷載，應該考慮橫向聯(lián)系梁方式，定義車道；85 + 150 + 85 m預應力連續(xù)剛構案例詳解

10、工程概況工程概況：某大橋主橋為（85+150+85）m為預應力砼連續(xù)剛構箱梁，采用懸澆施工，按全預應力 結構設計，箱梁梁高和底板厚度均按2次拋物線設計，采用單箱雙室預應力砼結構。汽車荷載等級為 公路-級，按雙向四車道設計，道路兩側為人行道。 橋寬23m，邊跨梁高3.5m，支點梁高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. 建模思考應用懸臂澆筑橋梁建模助手進行模型整體框架 的建立；生成所需單元節(jié)點，并對其根據施工階段進行 分組（結構組）；利用PSC建模助手，完成主梁截面的調整，補 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）；對結構組、邊界組、荷載組進行施工階段設置， 完成模型最后建立；懸臂法施工復雜施工階段解決方案生成等截面連續(xù)剛構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準截面，后續(xù)修正2. 懸臂法建模助手生成模型3. PSC橋梁建模助手調整主梁PSC橋梁建模助手平面變化立面變化應用PSC橋梁建模助手對模型進行精確修正；整理截面信息數(shù)據；形成excel表格（注意應用對稱性）；將excel數(shù)據重新粘貼回建模助手數(shù)據；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橋梁建模助手調整主梁說明：利用excel對應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，對標準截面進行修正。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果異常運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，程序將沿橫坡法 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. 預應力的定義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， 當定義為下“0”個施工階段

13、注漿時，在預應力張拉階段將采 用換算截面計算應力，當填寫為“1”時，則在此階段采用凈 截面計算，下一階段采用換算截面。因此根據橋梁結構一般的 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輸入，可采用BOT功能快速生成；BOT功能只需輸入鋼束控制點坐標，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（利用子工況的方式）。9. 查看分析結果打開顯示選項，點開按組顯示；打開顯示選項，被鈍化目標，打開顯示單元；10. 結合規(guī)范上部結構驗算抗彎承載能力包絡圖抗剪承載能力包絡圖正截面拉應力包絡圖正截面壓應力包絡圖11. 結合規(guī)范下部結構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 行受壓構件的橫橋向及縱向 的抗剪驗算；Civil Designer可分別進行偏壓構件的橫橋向及縱向的偏壓驗算及雙向偏壓驗算；當截面鋼筋受