02鋼管拱計算2典尚設(shè)計

1、02鋼管拱計算-2-典尚設(shè)計02鋼管拱計算-2-典尚設(shè)計02鋼管拱計算-2-典尚設(shè)計123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告三、空間穩(wěn)固驗算（一）計算模型鋼管拱橋空間穩(wěn)固驗算按三維有限元方法建模，采納ALGOR通用程序進行計算?？臻g計算模型見圖6所示。共分為1024個節(jié)點，1820個三維梁單元。剖析上當(dāng)入了剪切變形和幾何剛度的影響。圖6空間剖析的計算模型（二）計算參數(shù)鋼管混凝土拱肋依照各自彈性模量的比值，等效為一種資料構(gòu)成的梁單元。依照鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程（CECS28：90-1990）的規(guī)定，鋼管混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)的剛度可按以下規(guī)定取值：EA=EsAs+EcAcE

2、I=EsIs+EcIc鋼管拱肋截面：As=0.07117m2西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)21123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告Is1=0.024492m4（面內(nèi)）Is2=0.0052081m4（面外）Es=2.0105MPa砼拱肋截面：Ac=1.1349m2Ic1=0.35111m4（面內(nèi)）Ic2=0.038789m4（面外）Ec=3.25104MPa等效為組合拱肋截面：A=1.57289m2I1=0.50183m4（面內(nèi)）I2=0.07084m4（面外）E=3.25104MPa（三）穩(wěn)固驗算的荷載工況使用通用程序計算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，實質(zhì)是按成橋狀態(tài)直接計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力從而算出穩(wěn)固系

3、數(shù)的，這相當(dāng)于滿堂支架所有結(jié)構(gòu)一次落架的穩(wěn)固系數(shù)。關(guān)于本橋，因為實質(zhì)施工過程中拱肋的積累恒載內(nèi)力會大于上述狀況，所以計算出穩(wěn)固系數(shù)也會大于實質(zhì)值的。為了糾正上述誤差，在平面桿系計算中關(guān)于實質(zhì)施工過程中拱肋軸力和一次落架中拱肋軸力分別作了計算和對照，前者約比后者大8%。所以，在空間穩(wěn)固計算中對拱肋的恒載內(nèi)力計入提升系數(shù)1.08，由此計算的穩(wěn)固系數(shù)將切合實質(zhì)狀況。共分為以下兩種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和荷載工況，分別作了穩(wěn)固計算。（1）成橋狀態(tài)：恒載西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)22123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告2）成橋狀態(tài)：恒載+公路級活載（全跨滿布）（四）穩(wěn)固驗算的主要結(jié)論西安立德公路工程咨

4、詢有限企業(yè)23123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告計算結(jié)果表示，一階失穩(wěn)模態(tài)為橫橋向失穩(wěn)，在恒載+公路級活載作用下的穩(wěn)固安全系數(shù)為4.645。橋規(guī)中關(guān)于穩(wěn)固安全系數(shù)還沒有明確規(guī)定，一般以為在恒載下起碼不該低于4。所以，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性切合要求。穩(wěn)固特色值見表-5，失穩(wěn)模態(tài)見圖7-8。表-5穩(wěn)固特色值和失穩(wěn)模態(tài)穩(wěn)固序號荷載工況失穩(wěn)模態(tài)特色值1所有恒載5.378橫橋向曲折失穩(wěn)2所有恒載+公路級活載（全跨滿布）4.645橫橋向曲折失穩(wěn)圖7結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)24123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告圖8結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)（平面）四、結(jié)構(gòu)動力驗算（一）計算模

5、型計算模型同空間穩(wěn)固計算模型。（二）結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論計算結(jié)果表示，鋼管拱橋整體的固有頻次較高，在低頻荷載下不易產(chǎn)生橫向振動和失穩(wěn)。穩(wěn)固特色值見表-6，失穩(wěn)模態(tài)見圖9-18。西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)25123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告表-6結(jié)構(gòu)前10階固有頻次值和模態(tài)階次振型特色頻次（HZ）1拱肋橫向半波0.65892拱肋橫向振型0.89533拱肋豎向全波1.10174拱肋橫向全波1.33075全橋橫向全波1.52156橋面豎向半波1.92857全橋扭轉(zhuǎn)振型2.23618拱肋橫向一波半2.31329全橋橫向+扭轉(zhuǎn)2.550410全橋橫向+扭轉(zhuǎn)2.6849圖9第1階振型（f=0.

6、659HZ）西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)26123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告圖10第2階振型（f=0.895HZ）圖11第3階振型（f=1.102HZ）西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)27123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告圖12第4階振型（f=1.331HZ）圖13第5階振型（f=1.522HZ）西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)28123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告圖14第6階振型（f=1.929HZ）圖15第7階振型（f=2.236HZ）西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)29123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告圖16第8階振型（f=2.313

7、HZ）圖17第9階振型（f=2.550HZ）西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)30123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告圖18第10階振型（f=2.685HZ）五、預(yù)應(yīng)力橫梁驗算（一）計算方法本橋預(yù)應(yīng)力砼橫梁為單跨兩頭彈性支承梁(圖19)，其兩頭彈性支承的豎向剛度K1和轉(zhuǎn)動剛度K2由系桿、吊桿和拱肋共同形成。圖19采納空間有限元法計算。在空間計算模型的橫梁端節(jié)點處，分別作用節(jié)點力P和節(jié)點力矩M（見圖20），能夠分別計算出P惹起的豎西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)31123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告向位移V和M惹起的轉(zhuǎn)角位移，獲得相應(yīng)的彈性剛度為：K1=P/V=71530KN

8、/mK2=M/=38681.7KN/弧度圖20（二）中橫梁驗算1、計算模型中橫梁驗算剖析采納公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)GQJSV9.2程序。共區(qū)分為14個計算單元，梁端作用豎向彈性拘束K1和轉(zhuǎn)動彈性約束2K2。結(jié)構(gòu)失散圖見圖21。圖21中橫梁結(jié)構(gòu)失散圖2、中橫梁施工階段區(qū)分西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)32123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告聯(lián)合中橫梁的施工流程，施工階段共分為以下4個階段，逐階段計算并累加后獲得恒載內(nèi)力和其余荷載效應(yīng)。階段1：預(yù)制梁澆筑達成，力筋N5張拉階段2：現(xiàn)澆段澆筑達成，力筋N1，N2張拉階段3：行車道板安裝達成，力筋N3，N4張拉階段4：橋面鋪裝等達成。3、活載

9、橫向加載橫梁計算上當(dāng)入汽車沖擊系數(shù)=0.3，活載內(nèi)力按以下步驟進行。（1）依照公路I級標(biāo)準車輛荷載，每輛標(biāo)準車（550KN）在1根橫梁上的最大豎向協(xié)力P，按杠桿法求得P=240KN。（2）兩列車作用時，橫梁上承受的荷載數(shù)值和間距見圖22（1），沿橫梁的影響線挪動加載，求出各截面的最不利內(nèi)力。圖22橫橋向加載圖式（3）3列車作用時，計入系數(shù)0.78后，橫梁上承受的荷載數(shù)西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)33123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告值和間距見圖22（2），沿橫梁的影響線挪動加載，求出各截面的最不利內(nèi)力。（4）分別按2列車和3列車計算后，取最不利效應(yīng)。4、施工階段驗算計算結(jié)果表示

10、，中橫梁施工階段砼最大壓應(yīng)力18.56Mpa（第3階段，跨中鄰近），最大拉應(yīng)力-2.1Mpa（第3階段，跨中鄰近），滿足規(guī)范要求，但應(yīng)依照規(guī)范第條，在拉應(yīng)力區(qū)依照法向拉應(yīng)力的大小配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋。建議核查中橫梁受拉區(qū)一般鋼筋配置能否足夠。中橫梁施工階段應(yīng)力爭見圖23。第1階段第2階段第3階段第4階段圖23中橫梁施工階段的正應(yīng)力爭(Mpa)西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)34123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)35123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告5、使用階段驗算計算結(jié)果表示，長久狀況應(yīng)力計算，中橫梁使用階段最大應(yīng)力13.83Mpa；長久狀況

11、正常使用極限狀態(tài)下，中橫梁未出現(xiàn)拉應(yīng)力，最小壓應(yīng)力0.73Mpa，均知足規(guī)范要求。使用階段中橫梁應(yīng)力爭見圖24。最大應(yīng)力：最小應(yīng)力：圖24中橫梁使用階段的組合應(yīng)力(Mpa)（三）端橫梁驗算1、計算模型端橫梁驗算剖析采納公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)GQJSV9.2程序。共區(qū)分為12個計算單元，兩頭承受彈性拘束，結(jié)構(gòu)失散圖見圖25。圖25端橫梁結(jié)構(gòu)失散圖西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)36123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告2、端橫梁施工階段區(qū)分聯(lián)合端橫梁的施工流程，施工階段共分為以下2個階段，逐階段計算并累加后獲得恒載內(nèi)力和其余荷載效應(yīng)。1）梁體澆筑達成，力筋2N1,2N2,2N3已張拉。2）

12、行車道板安裝達成，橋面鋪裝等達成。3、活載橫向加載橫梁計算上當(dāng)入汽車沖擊系數(shù)=0.3，分別按2列車和3列車0.78沿橫向影響線加載，計算最不利效應(yīng)。詳細方法與中橫梁同樣。4、施工階段驗算計算結(jié)果表示，端橫梁施工階段砼最大壓應(yīng)力約5Mpa（第1階段，跨中鄰近），未出現(xiàn)拉應(yīng)力，知足規(guī)范要求。端橫梁施工階段應(yīng)力爭見圖25。第1階段第2階段圖25端橫梁施工階段的正應(yīng)力爭(Mpa)5、使用階段驗算計算結(jié)果表示，長久狀況應(yīng)力計算，端橫梁使用階段最大應(yīng)力約Mpa；長久狀況正常使用極限狀態(tài)下，端橫梁未出現(xiàn)拉應(yīng)力，最小西安立德公路工程咨詢有限企業(yè)37123省道雙牌石至貍橋段固城大橋施工圖設(shè)計咨詢報告壓應(yīng)力0.74Mpa，均知足規(guī)范要求。使用階段端橫梁應(yīng)力爭見圖26。最大應(yīng)力：最小應(yīng)力：圖26端橫梁使用階段的組合應(yīng)力(Mpa)六、問題與建議1、中橫梁與系桿連結(jié)處應(yīng)力較為復(fù)雜，本次檢算依照彈性拘束條件計算則中橫梁端部的應(yīng)力能夠經(jīng)過，假如依照兩頭固定拘束條件計算則中橫梁端部上緣出現(xiàn)3Mpa以上的拉應(yīng)力。所以，建議適合調(diào)整力筋部署，使N1和N2鋼束在梁端鄰近