《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)_第1頁
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文檔簡介

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

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