橋梁通使用說明U臺計算與繪圖

1、第6章 重力式U型橋臺計算與繪圖6.1概述 重力式U型橋臺計算與繪圖模塊是專門用來計算臺內(nèi)力和應(yīng)力，并進行強度和穩(wěn)定驗算。通常，計算與繪圖配合使用，先擬定好橋臺各部尺寸后，選擇繪制U型橋臺一般構(gòu)造圖，進入AutoCAD調(diào)入圖形，在屏幕上觀察橋臺各部尺寸是否合適，是否有填錯的數(shù)據(jù)。當(dāng)圖形各部尺寸無錯后，再運行橋臺計算程序，驗算受力、基底應(yīng)力及穩(wěn)定性。然后反復(fù)調(diào)整橋臺尺寸，使其優(yōu)化。計算結(jié)束后，再選擇繪圖生成圖形。考慮到U臺的特點，僅對順橋向進行分析和驗算。重力式U型橋臺計算后將輸出一份詳細的計算書，包括臺身各計算截面的幾何特性計算、內(nèi)力計算、偏心距驗算、強度驗算和基底截面的幾何特性計算、應(yīng)力計算

2、、穩(wěn)定性驗算，以便用戶能夠進行分析和判斷，做出既經(jīng)濟又安全的設(shè)計。重力式U型橋臺繪圖可用于繪制重力式U型橋臺一般構(gòu)造圖、臺帽鋼筋構(gòu)造圖。6.2功能驗算以下4個截面 程序?qū)?個截面進行驗算。即臺身頂截面、臺身1/2高截面、臺身底截面和基礎(chǔ)底截面，各截面的編號分別為：1、2、3、4。當(dāng)驗算基礎(chǔ)底截面時，又按三種情況分別驗算，A表示臺后土壓力算至基頂斷面位置，B表示臺后土壓力算至基底截面位置，C表示臺后土壓力算至基底斷面位置并計入浮力。A用于基底應(yīng)力驗算，B、C用于橋臺穩(wěn)定驗算。對1、2、3號截面進行偏心距和強度驗算，對4號截面進行應(yīng)力計算和穩(wěn)定性驗算。單項荷載包括以下14種上部結(jié)構(gòu)重力； 下部結(jié)

3、構(gòu)重力； 土的重力； 土側(cè)壓力；水的浮力； 汽車荷載； 汽車引起臺后土壓力； 人群荷載；掛車荷載； 掛車引起臺后土壓力；汽車制動力； 溫度影響力 支座摩阻力； 施工荷載。內(nèi)力組合包括以下8種汽車人群恒載； 汽車人群恒載溫度支座摩阻力；汽車人群恒載制動力； 汽車人群恒載溫度制動力；汽車人群恒載溫度支座摩阻力； 驗算荷載恒載；未架梁，臺后已填土； 施工荷載（含上部）下部恒載。6.2.4布載考慮以下4種臺后布車最不利，橋上無車；臺后布車最不利，橋上按車列布載(可能的話)；橋上布車最不利，臺后無車；橋上布車最不利，臺后按車列布載(可能的話)。設(shè)計荷載 人群荷載 汽車荷載：汽車-10級、汽車-15級、汽

4、車-20級、汽車超-20級、汽車城-A級、汽車城-B級或自定義。 驗算荷載：履帶-50、掛車-80、掛車-100、掛車-120、特掛-160、特掛-220、特掛-300、特掛-420或自定義。計算結(jié)果輸出表格有8類，它們分別為截面幾何特性； 單項荷載內(nèi)力；臺身驗算結(jié)果； 基底內(nèi)力組合結(jié)果；基底應(yīng)力計算結(jié)果；基底應(yīng)力匯總；基底穩(wěn)定驗算結(jié)果；基底穩(wěn)定驗算匯總。 a. 截面幾何特性 該項無條件輸出4個截面的幾何要素，內(nèi)容如下：截面面積； 截面慣性矩； 截面形心至河心方向邊緣的距離； 截面形心至河岸方向邊緣的距離；截面全高； 截面全寬； 截面凹進的高度，矩形截面時該值為。 截面凹進的寬度，矩形截面時該

5、值為。 b. 單項荷載內(nèi)力 分別輸出每個截面的彎矩(M)、豎直力(N)、水平力(Q)。單項荷載的內(nèi)容見前述。 c. 臺身驗算結(jié)果 該項無條件輸出1、2、3號截面的計算偏心距Ej和容許偏心距(E)，計算強度Nj、Qj和極限強度N、Q。荷載的組合內(nèi)容見前述。 d. 基底內(nèi)力組合結(jié)果 分別輸出4號截面的彎矩(M)、豎直力(N)、水平力(Q)。荷載的組合內(nèi)容見前述。 e. 基底應(yīng)力計算結(jié)果 輸出4號截面A、B、C三種情況河心、河岸方向邊緣應(yīng)力。荷載組合內(nèi)容見前述。 f. 基底應(yīng)力匯總 4號截面的應(yīng)力，內(nèi)容包括： 河心方向邊緣最大應(yīng)力和最小應(yīng)力；河岸方向邊緣最大應(yīng)力和最小應(yīng)力。 g. 基底穩(wěn)定驗算結(jié)果

6、分別輸出4號截面A、B、C三種情況的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)和最小抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，以及抗滑動穩(wěn)定系數(shù)和最小抗滑穩(wěn)定系數(shù)。荷載的組合內(nèi)容見前述。 h. 基底穩(wěn)定驗算匯總 該項無條件輸出4號截面的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)和最小抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，以及抗滑動穩(wěn)定系數(shù)和最小抗滑穩(wěn)定系數(shù)。荷載的組合內(nèi)容見前述。臺身制作材料 石料； 片石砌體； 塊石砌體； 粗料石砌體； 混凝土預(yù)制塊砌體； 混凝土； 片石混凝土砌體。浮力計算基礎(chǔ)形式：矩形截面，形截面。6.2.10繪圖程序 重力式U型橋臺(以下簡稱U臺)繪圖程序，是專門用來繪制U臺的一般構(gòu)造圖。它與U臺設(shè)計程序配合應(yīng)用，使得整個U臺的設(shè)計工作計算機自動化。程序的主要功能綜述如下：

7、 1、正交或任意斜交U臺均可繪制。 2、基礎(chǔ)截面可采用矩型或U型或L型，基礎(chǔ)階數(shù)為13階。 3、U臺前墻兩側(cè)的坡度可為直墻或斜坡，也可在U臺內(nèi)側(cè)設(shè)置齒形放置橋頭搭板。 4、單向坡或雙向坡。 5、計算并繪制U臺的圬工數(shù)量表。包括： 臺帽體積； 背墻體積； 側(cè)墻上體積； 臺身體積； 側(cè)墻下體積； 基礎(chǔ)體積。 6、繪圖的比例既可以由用戶輸入，也可程序自動計算。6.3計算說明6.3.1設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 中華人民共和國交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTJ001-97 中華人民共和國交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTJ021-89 中華人民共和國交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTJ022-85 中

8、華人民共和國交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTJ024-85斜橋的計算 以橋孔斜長為計算跨徑，按正交橋的方法計算。 土壓力按斜長寬度作用計算。 鈍角處的計算強度或應(yīng)力的提高值，由用戶酌情考慮。支座傳遞的水平力作用點位置 溫度力及制動力作用點按臺帽頂面+支座墊塊高+支座高/2計算。 支座摩阻力作用點按臺帽頂面+支座墊塊高計算。浮力 設(shè)計水位僅在計算浮力時采用，當(dāng)用戶計算低水位浮力時，將低水位值賦給設(shè)計水位即可。地基土容許承載力提高系數(shù) 應(yīng)力計算未計地基土的容許承載力的提高系數(shù)，應(yīng)力匯總按以下提高系數(shù)計入。荷載組合：k=1.0； 荷載組合、：k=1.25。 荷載組合見公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范。

9、臺后主動土壓力按朗金理論計算6.3.7墩身正截面直接抗剪驗算，其材料的摩擦系數(shù)取0.76.4用戶界面6.5如何進行U臺設(shè)計6.5.1樣板文件的使用 系統(tǒng)為用戶提供了文件名為ukt1.qlt的樣板文件，編號為0號橋臺的數(shù)據(jù)是完整的，該數(shù)據(jù)文件既可計算又可繪圖。建立用戶工程文件名有兩種方法，一是在橋梁通主菜單的工程管理下拉式菜單的“創(chuàng)建工程”下建立，另一種是在橋梁通主菜單的“蓋梁計算與繪圖”下拉式菜單的“打開文件”按鈕下建立。輸入U臺尺寸 打開橋梁通主菜單的“橋臺計算與繪圖”下拉式菜單的“擴基U型橋臺計算與繪圖”，彈出“U型橋臺計算與繪圖”數(shù)據(jù)輸入窗體，選擇“U臺計算”，再點擊“U臺尺寸”按鈕，彈

10、出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入U型橋臺的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢點擊“生成U臺一般構(gòu)造圖”按鈕，進入AutoCAD將該圖顯示(見后面示例)，檢查有無錯誤，直到U臺一般構(gòu)造圖數(shù)據(jù)正確，關(guān)閉該窗體。輸入U臺材料點擊“U臺材料”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入U臺材料數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。臺身制作材料：石料、片石砌體、塊石砌體、粗料石砌體、混凝土預(yù)制塊砌體、混凝土、片石混凝土砌體。臺身圬工材料的抗壓極限強度、臺身圬工材料的抗剪極限強度：依據(jù)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范編號JTJ022-85的第二章材料查取。橋臺臺后填土的浮容重(kN/m3)、橋臺臺后填土的容重(kN/m3)：點擊該按鈕彈出規(guī)

11、范表格供參數(shù)。臺帽材料的容重(kN/m3)：一般取25。臺身材料的容重(kN/m3)：一般取23。橋臺臺后填土的摩阻角(度)：點擊該按鈕彈出規(guī)范表格供參數(shù)。施工時上部所有荷載支反力：指施工階段橋臺的支反力，應(yīng)計入梁重(單位:kN)。臺帽頂至設(shè)計水位線的距離：當(dāng)不計浮力時輸入0?；啄Σ料禂?shù)：一般取0.4。臺身按U型整體截面計算極限系數(shù)：磚石規(guī)范規(guī)定取值為0.4。當(dāng)U型橋臺截面的兩側(cè)墻寬度與同一水平截面前墻全長的比值大于該值時按U型整體截面計算，否則按擋墻計算。如果強制按實際截面計算取值為0。如果強制按擋墻截面計算取值為1?；A(chǔ)按U型整體截面計算極限系數(shù)：磚石規(guī)范沒有規(guī)定，可取0.4，當(dāng)U型橋臺

12、截面的兩側(cè)墻寬度與同一水平截面前墻全長的比值大于該值時按U型整體截面計算，否則按擋墻計算。該值也可取0，表示強制按實際截面計算。如果強制按擋墻截面計算取值為1。6.5.5 輸入設(shè)計數(shù)據(jù)點擊“設(shè)計數(shù)據(jù)”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入設(shè)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體（窗體顯示見樁柱式橋墩計算與繪圖章節(jié)）。6.5.6 計算書輸出數(shù)據(jù)點擊“計算書輸出數(shù)據(jù)”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入計算書輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。進入設(shè)計檢查重力式U型橋臺的尺寸優(yōu)化要由用戶根據(jù)計算結(jié)果來判斷，它取決于U型橋臺的尺寸、U臺高度、上部荷載等，通過打開“U臺尺寸”、 “U臺材料”、 “設(shè)計數(shù)據(jù)”、 “

13、計算書輸出數(shù)據(jù)”等窗體可進行數(shù)據(jù)修改，然后點擊“U型橋臺計算”按鈕進行計算，點擊“瀏覽U型橋臺計算結(jié)果”按鈕閱讀計算書關(guān)鍵內(nèi)容，如臺身的偏心距、極限強度驗算、基底應(yīng)力計算、基底穩(wěn)定驗算是否滿足要求。如果不符合設(shè)計者的要求，再重復(fù)修改數(shù)據(jù)存盤后進行計算、瀏覽計算結(jié)果，直到設(shè)計者滿意。當(dāng)點擊“U型橋臺計算”按鈕后，彈出提示框，提供U臺工程數(shù)量。瀏覽和打印U型橋臺計算書點擊“瀏覽U型橋臺計算結(jié)果”，選擇工程文件名，這時，瀏覽結(jié)果窗體被顯示在屏幕中央，設(shè)計者就可以快速瀏覽U型橋臺計算結(jié)果。如果設(shè)計者想瀏覽基底應(yīng)力計算結(jié)果，僅需點擊“應(yīng)力匯總”按鈕，如果想瀏覽基底穩(wěn)定驗算計算結(jié)果，僅需點擊“穩(wěn)定驗算”按鈕。設(shè)計者還可以打開另一個工程的計算結(jié)果，然后點擊橋梁通主菜單的Window下拉式菜單的“平鋪”，兩個不同計算結(jié)果可同時瀏覽、比較。用戶也可點擊打印按鈕將U型橋臺計算結(jié)果打印出來存檔、備查。生成U型橋臺一般構(gòu)造圖 點擊“U臺繪圖”，再點擊“U臺尺寸”按鈕，輸入數(shù)據(jù)后存盤，點擊“生成U型橋臺一般構(gòu)造圖”按鈕，即可完成該圖紙的設(shè)計，提供U臺材料數(shù)量表。6.5.10生成U型橋臺臺