流程: 截面尺寸拟定 参考《桥梁工程》书:变高度预应力混凝土连续梁的跨中梁高与跨度之比约为~,故以70m跨径梁取跨中为220cm,支点梁高取340cm。 具体尺寸:腹板宽40cm,翼缘40cm,悬出320cm,箱高180cm,底板宽560cm,中点底板厚20cm,支点底板厚140cm,图形见所附【截面尺寸.dwg】。
二、各跨单元划分 50m:每5m为一个单元,再多取L/4、3L/4点,共12个单元; 70m:均分16份,每单元4.375m; 63m:均分12份,每单元5.25m; 每跨均为对称划分,在ALGOR+D内,分别对每一划分好的单元设置不同的颜色,以代表每单元不同的截面特性;再选用一种颜色代表一种材料特性。 三、截面特性 此梁有三跨,每跨按抛物线变化,截面尺寸已拟定好每跨的支点及中点高度,可得各跨二次抛物线方程:y=ax2+2.4 (m),式中a随各跨跨长不同,以各单元中间截面特性代替整个单元的截面特性,截面面积A、惯性矩Ixx由程序ALGOR完成,制定一截面模板【225.esd】以方便计算,计算结果如下:(x为距跨中距离,y、A、Ixx分别为对应截面高度、面积、惯性矩) 第一跨:L=50m y=1.2*x2/(50/2)2+2.2 xyAIxx 02.25.40773.8131 2.52.2125.43193.8775 7.52.3085.89944.8445 11.252.4436.6956.1905 13.752.5637.28167.2815 17.52.7888.66029.595 22.53.17210.65713.485 253.412.05716.025
第二跨:L=70m y=1.2*x2/(70/2)2+2.2 xyAIxx 02.24.40773.8131 2.52.2061225.423.8459 7.52.2551025.58694.3075 12.52.3530616.20255.3311 16.252.4586736.73226.3055 18.752.5443887.23497.1327 22.52.6959188.08598.6316 27.52.9408169.343410.902 32.53.23469411.13514.24 353.412.05716.025
第三跨:L=63m y=1.2*x2/(63/2)2+2.2 xyAIxx 02.25.40773.8131 2.6252.2083335.42453.8578 7.8752.2755.69484.4996 13.1252.4083336.40025.7696 18.3752.6083337.62347.7721 23.6252.8758.985710.215 28.8753.20833310.95713.921 31.53.412.05716.025
四、材料特性 本梁选用40号混凝土,弹性模量 EN=3.3 104 Mpa; 泊松比 =1/6; 混凝土质量密度 MDEN=2600㎏/m3; 混凝土重量密度 WDEN=26000㎏/m3;
五、数据输入 将截面特性及材料特性等数据在ALGOR内对应输入,并在支点处加约束,除左支点只放松Z方向的转动自由度外,其余三个支点都放松X方向的平移自由度及Z方向的转动自由度。作为一模板,命名为【233】,并将其复制三份,重命名为【DEAD1】【DEAD2】【LIVE】。
六、恒载计算 1.一期恒载 梁的自重作为一期恒载,在ALGOR+B内打开【DEAD1】,考虑重力,将GY改为-1,运行,再用EXCEL导出数据,见【荷载初始数据.xls】内的〖DEAD1〗文件。 2.二期恒载 铺装层和防撞栏重量作为二期恒载,当为匀布力考虑,在ALGOR+B内打开【DEAD2】,在U FORCE内把WY改为-33633.6,运行,再用EXCEL导出数据,见【荷载初始数据.xls】内的〖DEAD2〗文件。 注:铺装层厚度为0.08m,每延米体积为:0.08 12 1=0.96m3/m;每侧防撞拦体积为:0.18m3 /m;二期恒载每延米总重为(0.96+0.18 2) 2600 9.8=33633.6m3/m。 变形图见【离散图及边形图】。
七、活载计算 在ALGOR+B内打开【LIVE】,在FORCE 内把Y改-1,将41个工况分别加上,运行,再用EXCEL导出数据,见【荷载初始数据.xls】内的〖LIVE〗。将此数据内的剪力值及弯矩值提取出来,并作影响线,见【影响线及包络图.xls】。 八、内力组合 1.活载 将【影响线及包络图.xls】内的〖影响线〗数据分点提取,并用【市政加载程序】分别加载,得出为各对应截面在汽超 20作用下的最大最小剪力或弯矩值,再考虑车道、折减、冲击,得出修正值,可作出最初内力包络图与修正后的内力包络图,加载数据见【加载数据】。其中车道数为3,折减系数为0.8,跨长大于45m,不考虑冲击力。 2.恒载 在【荷载初始数据.xls】内的〖DEAD1〗〖DEAD2〗分别提取出剪力或弯矩值。 3.荷载组合 根据《公桥规》;按组合一计算: (不考虑荷载占的比重),其中,Sg为一、二期恒载之和,SQ 为修正后的汽车与人群荷载之和,可作出最终内力包络图。 以上各数据及内力图均在【影响线及包络图.xls】。 九、计算过程中出现的问题 由于第一跨不是按等分来划分单元,所以建模时画线要按每单元的长度来一段一段地画,否则会出现单元排序混乱,对后处理有影响,较麻烦。