第6讲_曲线梁桥空间有限元分析方法—梁格法

浅谈曲线桥的设计

浅谈曲线桥的设计摘要本文主要介绍了曲线桥的设计类型、特点及方法，以及梁的类型、结构特点、适用条件等，为曲线桥设计方案的选择提供参考。关键词曲线桥设计几何线形主梁影响因素 0 引言公路为了适应地形, 线形美观, 行驶舒适, 在路线设计中会采用曲线。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）总则1.0.4的要求：“公路桥涵及其引道的线形应与路线的总体布设相协调” ，修建曲线桥梁在所难免。特别是近几年，随着我国经济建设和交通事业的飞速发展，高等级公路的建设正处于空前绝后的好时机，在高等级公路立交工程特别是互通区桥梁建设中，曲线梁桥所占的比例很大，各种形式的弯梁桥（包括弯斜梁桥）得到广泛的应用。 1 曲线桥墩台布置形式曲线桥按墩台轴线的平面关系可分为如下两种形式: （1）平行墩式曲线桥 (如图1所示) ,是指各墩、台的轴线在平

图1 平行墩布置示意图（2）辐射墩式曲线桥(如图2所示) ,是指墩、台轴线交于圆心(正交弯桥) 或相对于径向旋转一固定角度（弯斜桥）。其特点是,同一曲线桥几何线形布置形式也是不拘一格,可以采用多种方法：（1）弯桥直做:将曲线桥梁上的主梁做成直线形,各墩台平行布置,计算出起终点弦线与弧线之间的最大差值, 一般是使桥梁在横向适当加宽,也可根据实际情况适当移动桥梁中心线,通过调整人行道与栏杆(或防撞墙)设计线形，使之满足路线平面线形的要求。此种方法适用于总长度较小的桥梁。（2）弯桥折做:将曲线桥梁上的主梁做成折线形, 通过调整人行道与栏杆(或防撞墙)设计线形，使之满足路线平面线形的要求。该种方法适用于单跨较小但总长度较大的桥梁。采用此种做法，若桥梁总长度过大则墩台不宜平行布置,应采用辐射式布置方法,这时各主梁

简支T型梁桥课程设计

桥梁工程课程设计土木工程专业本科（四年制）适用指导教师：李小山班级： 10土木一班学生姓名：董帅设计时间：浙江理工大学建筑工程学院土木系土木工程专业桥梁工程课程设计任务书浙江理工大学建筑工程学院土木系 2013年4月一、设计题目：钢筋混凝土简支T 型梁桥设计二、设计资料： 1. 桥面宽度：净m m m 25.025.127?+?+ 2. 设计荷载：公路－I 级 3. 桥面铺装：4cm 厚沥青混凝土（3/23m KN ），6cm 厚水泥混凝土（3/24m KN ），主梁混凝土为3/24m KN 4. 主梁跨径及全长：标准跨径：m l b 00.25=，计算跨径m l 96.24=，净跨m l 60.240= 5. 结构尺寸图，根据钢筋混凝土简支T 型梁桥的构造要求设计，也可参照下图选用：桥梁横断面布置图

[1] JTGD60-2004 公路桥涵设计通用规范[S] [2] JTGD62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S] [3] 邵旭东．桥梁工程[M]．第二版.北京：人民交通出版社，2007 四、设计内容：主梁、横隔梁和行车道板的内力计算五、设计成果要求：设计计算书。设计计算说明书制作成Word 文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。六、提交时间：第14周周五前提交，过期不候。设计计算书基本设计资料 1. 桥面宽度：净m m m 25.025.127?+?+ 2. 设计荷载：公路－I 级 3. 桥面铺装：4cm 厚沥青混凝土（3/k 23m N ），6cm 厚水泥混凝土（3/k 24m N ），主梁混凝土为3k 24m N 4. 主梁跨径及全长：标准跨径：m l b 00.25=，计算跨径m l 96.24=，净跨 m l 60.240= 5. 主梁截面尺寸：拟定采用的梁高为，腹板宽18cm 。主梁间距：,主梁肋宽度：18cm 。结构尺寸如图行车道板计算结构自重及其内力每延米板上的结构自重

曲线桥梁计算

目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种： 1、空间梁元模型法 2、空间薄壁箱梁元模型法 3、空间梁格模型法 4、实体、板壳元模型法第一种方法，是不能考虑桥梁的横向效应的，使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。第二种方法，是第一种方法的改进，主要区别是采用了不同的单元模型，考虑了横向作用如翘曲和畸变。第四种方法，是解决问题最有效的方法，能够考虑各种结构受力问题。第三种方法，是目前设计及科研中常采用的方法，其特点是容易掌握，且对设计能保证足够的精度，其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法，能充分考虑弯桥横向的受力特性。剪力-柔性梁格法的原理是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时，由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型，用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性。对于梁格法的讨论这里也有不少帖子进行了讨论，实际与梁格之间的等效关系，主要表现在梁格各个构件的刚度计算上，理论上，原型和等效梁格承受相等的外荷载时，必须具有恒等的挠曲和扭转，等效梁格中每一构件的内力也必须等于该构件所代表的原型截面的，事实上这种理想状况是达不到的，模拟也是近似的，但事实是按梁格计算能把握住结构的总体性能，对于设计来说应该是能满足精度的。梁格也是近似的模拟，只要计算者能够和好的模拟了横向纵向的特性，应该是可以作为设计依据的。你在这里说的横向的切分使得预应力产生的次内力问题我不太清楚你指的什么，但是只要横向的刚度业等效了原型，对于计算应该不会出现逆所说的结构内力失真，这条可以通过结果验证。当然任何结构，只要不怕麻烦都可以用实体单元来分析，只要正确模拟，实体分析也是最精确的，但是对于这种模型要准确模拟可不是一件容易的事，并且预应力的损失计算，施加等等都非常麻烦，还有最后结果的查看也不方便，因此除了结构局部的分析，一般是没有拿实体来进行全桥的整体分析的，至于说单梁我也说了，有些时候精度是可以的，但是对于这种结构相对于梁格来说单梁的精度是不如梁格的。特别是在没有把握的前提下可以做一下梁格的分析，对结果进行对比，能放心一些，其实对于设计，能用单梁算的近量用单梁能用平面的尽量不用空间，这也应该是一个原则，前提是对简化做到心中有数。像这种结构来说如果开始计算就用梁格或者更麻烦的实体来配筋都不是一般的麻烦，配筋计算还是最好用简化的单梁，如果不放心然后用其他方式来验算，这样比较合适在midas分析中应该注意的问题：如果你要计算的是普通钢筋混凝土结构，主要看内力结果，可以在划分的时候简单一些，直接“一刀切”，也就是顶底板在同一位置切开，但是在计算其抗弯惯性矩的时候一定要注意纵向梁格的界面惯性矩是相对于整体截面的中性轴的，而不是划分以后的梁格截面本身的惯性矩，对于预应力混凝土的结构你就得注意梁格的划分了，在划分的时候尽量使得划分以后的各个梁格截面要跟原截面的中性轴一致，只有这样计算出来的应力结果才能比较准确，当然，如果是等截面的梁只要划分一个截面就可以了，算起来也不是很费时费力，但是如果是变截

曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析_百度文库

曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析中华硕博网核心提示:摘要:介绍了曲线梁桥的力学特性,结构分析及应注意的几点问题,施工特性及设计方法。:曲线梁桥,结构,施工近年来,随着公路建设事业摘要:介绍了曲线梁桥的力学特性,结构分析及应注意的几点问题,施工特性及设计方法。 :曲线梁桥,结构,施工近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部(如翼缘、护栏等进行曲线调整,以期达到与路线线形一致。这些严格意义上说都不是曲线桥。由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥。 1、曲线梁桥的力学特性 1。1曲线梁的受力情况曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制,可以让设计者较自由地发挥自己的想象,通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。但是曲线梁桥的受力比较复杂。与直线梁相比,曲线梁的受力性能有如下特点: (1轴向变形与平面内弯曲的耦合; (2竖向挠曲与扭转的耦合; (3它们与截面畸变的耦合。其中最主要的是挠曲变形和扭转变形的耦合。曲梁在竖向荷载和扭距作用下,都会同时产生弯距和扭距,并相互影响。同时弯道内外侧支座反力不等,内外侧反力差引起较大的扭距,使梁截面处于“弯-扭”耦合作用状态,其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多。故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的

箱型截面形式。在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。 1。2下部桥梁墩台的受力情况由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产生的径向力。墩顶水平力的分配非常复杂。在求温度零点时,曲线梁桥不能象直桥一样,只考虑一个方向力的平衡,而必须考虑两个方向的平衡;各墩顶处支座的类型和位置不一致,部分支座可能已处于临界滑移状态,其余支座还未达到临界状态;各支座的约束方向以及各墩柱不在同一平面内,使得水平力求解非常困难。 2、曲线梁桥的结构分析 2。1上部结构分析 2。1。1结构力学方法这种方法沿用杆系系统的结构力学方法。首先将弯梁视为一根曲杆,把抗扭支座以赘余扭矩代替,然后根据变形协调条件求解未知力。这种方法较简单,比较适用于分析简支弯梁和等截面且跨内为圆弧的窄桥。 2。1。2梁格法梁格法是目前最常用的分析弯梁桥的方法。梁格法实质是用一个等效的梁格来代替桥梁上部结构,是一种以梁为基本单元的有限元法。这种方法概念明确,容易理解和使用,也比较容易操作,计算速度也比较快。现有的计算曲线梁梁桥软件,如同济大学开发的“桥梁博士”和广州阿安毕公司开发的“3DBSA”,都采用了梁格法。

探讨曲线梁桥设计

探讨曲线梁桥设计 [摘要]：本文着重论述了连续桥设计中的几个技术问题，如：中横梁刚度对荷载分配的影响、支座偏心距对扭矩分配的影响、剪力滞后对翼缘板有效宽度影响等，并结合工程实践提出了解决问题的相应办法。关键词：曲线梁桥;支座偏心距;有效宽度 [abstract] : this paper focuses on the continuous bridge design of several technical problems, such as: the bar to the influence of the distribution stiffness load eccentricity, problems of torque distribution, effects of shear lag of flange plate effective width influence to wait, and combined with engineering practice, this paper proposes the corresponding measures to solve the problems. keywords: curve beam bridge; bearing eccentricity; effective width 中图分类号： u448 文献标识码： a 文章编号： 1前言曲线梁桥是现代交通工程中一种重要桥型。在公路及城市道路的立体交叉工程中，曲线梁桥是实现各方面交通联结的必要手段。早期修建的曲线梁桥，由于受设计方法和施工工艺的限制，多建成钢筋混凝土简支梁，其上部结构略显笨重，且易开裂，给后期养护带来较大困难。随着道路交通的迅猛发展，以及人们对审美观念的

简支T形桥梁工程课程设计报告

桥梁工程课程设计（本科）专业道路桥梁与渡河工程班级15春姓名炜灵学号9

理工大学网络教育学院 2016年12月一、课程设计目的本课程的任务和目的：学生通过本课程的设计练习，使学生掌握钢筋混凝土简支T梁设计计算的步骤和法，学会对T梁进行结构自重力计算、汽车荷载和人群荷载力计算、作用效应组合；在汽车和人群荷载力计算时，学会用偏心受压法和杆杠原理法求解荷载横向分布系数。二、课程设计题目装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计三、课程设计任务与指导书（附后）四、课程设计成果要求设计文本要求文图整洁，设计图表装订成册，所有图表格式应符合一般工程设计文件的格式要求。五、课程设计成绩评定课程设计文本质量及平时成绩，采用五级制评定：优、良、中、及、不及。

装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计任务与指导书一、设计容根据结构图所示的一标准跨径为L b=25m的T形梁的截面尺寸，要求对作用效应组合后的最不利的主梁（一根）进行下列设计与计算： 1、行车道板的力计算； 2、主梁力计算；二、设计资料 1、桥面净宽：净-7（车行道）+2×1.0（人行道）+2×0.25（栏杆）。 2、设计荷载：公路-II级，人群3.5kN/m2。 4、结构尺寸图：主梁：标准跨径Lb=25m（墩中心距离）。计算跨径L=24.50m（支座中心距离）。预制长度L’=24.95m（主梁预制长度）。横隔梁5根，肋宽15cm。

桥梁纵向布置图（单位：cm）桥梁横断面图（单位：cm） T型梁尺寸图（单位：cm）三、知识点（计算容提示） 1、行车道板计算 1）采用铰接板计算恒载、活载在T梁悬臂根部每延米最大力（M和Q）。 2）确定行车道板正截面设计控制力。 2、主梁肋设计计算 1）结构重力引起力计算（跨中弯矩和支点剪力），剪力按直线变化，弯矩按二次抛物线变化。

浅谈对梁格的几点认识

浅谈对梁格的几点认识上海浦东建筑设计研究院有限公司杭州分公司黄声涛【摘要】: 梁格分析法是用计算机分析桥梁上部结构比较实用有效的空间分析方法，它具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点，因此在桥梁结构分析中得到了广泛的采用。但是对于抗扭等需要做整体截面来考虑时，单梁模型则较真实得反应了结构整体受力性能。【关键词】梁格法箱梁截面特性空间单梁一、梁格法基本原理梁格法的基本思想是用等效梁格代替桥梁上部结构,将分散在板式或箱梁每一区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,横向刚度集中于横向梁格构件内。理想的刚度等效原则应该满足:当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲将是恒等的,并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。二、适用范围梁格法主要针对的是宽跨比较大的直线桥以及圆心角较大的曲线梁桥。之所以需要用梁格体系来分析结构，就是因为原本当作杆系构件的梁因为承受了不能忽视的扭矩以及横向弯曲作用。如对于直线宽桥，活载的偏心布置所产生的扭矩不能简单的用偏载系数这一概念简化。而对于曲线梁桥更是如此，首先恒载的不对称就会产生一部分扭矩，这种效应更使结构不能再用一根杆来进行分析计算。要么在杆件上添加扭矩，要么就得使用梁格法以增加横向杆件数量了，或者干脆采用实体模型分析。虽然梁格法对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先准备，人为偏差较难避免，但是相对于单梁和实体单元模型，梁格模型既能考虑桥梁横截面的畸变，又能直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度满足设计要求。正是由于这个优点使得梁格法成为计算曲线梁桥、宽梁桥的最佳方法。三、梁格划分对于有腹板的箱型、T型梁桥，其梁格模型中纵向主梁的个数，应当是腹板的个数。对于实心板梁，纵向主梁的个数可按计算者意愿决定。全桥顺桥向划分M个梁段，共有M+1 个横截面，每个横截面位置，就是横向梁单元的位置。支点应当位于某个横截面下面，也就是在某个横向梁单元下面。每一道横梁都被纵向主梁和支点分割成数目不等的单元。纵、横梁单元用同一种最普通的12自由度空间梁单元，能考虑剪切变形影响即可。对于箱梁而言，一般来说，横向梁格划分一个腹板一个梁格。且假若能尽量满足划分梁格后的各个梁格质心与原箱梁腹板的中心重合将对预应力效应模拟的准确性很有帮助。而纵向梁格每跨8到10 个梁格可以基本满足精度要求。下面结合箱梁实例来谈一谈如何进行梁格截面划分。

曲线梁桥平面位移机理分析

总第222期交通科技Ser ial No.222 2007年第3期T r anspor tation Science&T echno log y N o.3June.2007 收稿日期:2007 01 23曲线梁桥平面位移机理分析刘柱国 (河北省交通厅公路管理局石家庄 050051) 摘要分析了曲线梁桥平面位移的机理,探讨了影响平面位移的主要因素,并结合工程实例对影响因素进行了验证。关键词曲线梁桥平面位移温度效应收缩徐变连续曲线梁桥在使用过程中,由于预加力、温度效应、车辆行驶或一些其他影响因素的作用,会产生侧向的变位。由于曲线梁桥的结构特点、支承形式等原因,当外荷载等影响因素消失后,弯梁发生的侧向变位并不能够完全恢复,会产生部分不可恢复的残余位移,在长期反复作用下,侧向的残余位移就会累积,产生较大的位移,即曲线梁桥的侧向位移(或称爬移)。曲线梁桥的侧向位移问题轻则导致梁段伸缩缝的剪切破坏,影响其使用寿命;严重的则会出现支承结构破坏,梁体滑移和翻转。桥梁在使用过程中出现该类问题,不仅影响交通,而且加固起来非常困难,造成巨大的经济损失。 1 影响曲线梁桥平面位移的因素 1.1 支承方式支承方式是影响曲线梁桥平面位移的内在因素,支承方式直接影响全桥的内力分布,合理的支承方式可以承受自重和活载、偏载等因素所产生的组合扭矩作用,限制结构的平面位移。曲线梁桥可以采用多种支承布置形式。理论上讲,连续曲线梁桥的所有支承均可采用点铰支承,但在荷载作用下梁端将产生扭转变形,从而在梁端与桥台背墙间产生上下相对变形,这会导致伸缩缝破坏。一般在两端的桥台设置能抵抗外扭矩的抗扭支座,中间支承可以采用抗扭支承,或点铰支承,或者交替使用两种支承形式,从而限制梁端的扭转变形,以保证伸缩缝正常工作[1 2]。主梁在各种荷载作用下,除了梁端扭转变形外,在支座位置处还会产生纵桥向与横桥向的变位,为了保证结构的正常工作,总希望沿着切线方向移动。为此,除了在桥台处设置抗扭支座外,还必须采取一些限制措施,一般可以在活动端的定向切线支座上安置限制位移方向的措施,以保证桥头的位移能符合切线方向的运动要求,但在设计计算时,必须计及这个强制力的影响。根据具体桥型,充分考虑各种因素,设置合理的支承方式,就可以使曲线梁桥的平面变形顺着目标方向进行,阻止非正常变位的发生。 1.2 温度和混凝土收缩的影响温度变化和混凝土收缩引起在平面内的位移属于弧段膨胀或收缩性质的位移[1],涉及到弧段的半径变化但圆心角不变,即r0!r,而 0= (见图1)。图1 曲线梁桥平面内变形在此情况下: r=r0(1- ), =?!t+ cs ?3=2(r0-r)sin 0 2 式中: cs为混凝土的收缩应变。因此温度变化和混凝土收缩时,曲线梁桥会发生两个方向的位移分量:#沿桥轴线方向的纵向分量;?沿桥轴线垂直方向的分量(见图2)。温度变化和收缩在各种活动支座处将引起纵桥向与横桥向的变形,横桥向的变形不仅给伸缩缝的活动带来困难,而且产生了曲线梁桥的支座受力、布置以及一些侧向问题。

梁格法截面特性计算

梁格法截面特性计算读书报告

目录第一章梁格法简介 (1) 1.1梁格法基本思想 (1) 1.2梁格网格的划分 (1) 1.2.1纵梁的划分 (2) 1.2.2 虚拟横梁的设置间距 (2) 第二章梁格分析板式上部结构 (3) 2.1 结构类型 (3) 2.2 梁格网格 (3) 2.3 截面特性计算 (4) 2.3.1 惯性矩 (4) 2.3.2 扭转 (4) 第三章梁格法分析梁板式上部结构 (5) 3.1 结构类型 (5) 3.2 梁格网格 (5) 3.3 截面特性计算 (6) 3.3.1 纵向梁格截面特性 (6) 3.3.2 横向梁格截面特性 (7) 第四章梁格法分析分格式上部结构 (8) 4.1 结构形式 (8) 4.2 梁格网格 (8) 4.3 截面特性计算 (9) 4.3.1 纵向梁格截面特性 (9) 4.3.2 横向梁格截面特性 (12) 第五章箱型截面截面特性计算算例 (15)

第一章梁格法简介 1.1梁格法基本思想梁格法主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟，如图1.1示，将分散在板式或箱梁每一段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格内，而横向刚度则集中于横向梁格构件内。从理论上讲，梁格必须满足一个等效原则：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时，两者的挠曲应是恒等的，而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构的部分内力。图1.1 （a）原型上部结构（b）等效梁格 1.2梁格网格的划分采用梁格法对桥梁结构进行分析时，首先考虑的是如何对梁格单元的合理划分。网格划分的枢密程度是保证比拟梁格与实际结构受力等效的必

桥梁工程课程设计(完整版)

桥梁工程课程设计报告书一、设计资料 1 桥面净宽净-7 +2×1.5m人行道 2 主梁跨径及全长标准跨径 l=21.70m（墩中心距离）计算跨径l=21.20m（支座中心距离）主梁全长l =21.66m（主梁预制长度）全 3 设计荷载公路—I级；人群荷载3.02 kN/ m 4 设计安全等级二级 5 桥面铺装沥青表面处厚5cm（重力密度为233 kN/），混凝土垫层厚6cm（重力密度为 m 243 m m kN/ kN/），T梁的重力密度为253 6 T梁简图如下图

主梁横截面图二、设计步骤与方法 Ⅰ. 行车道板的力计算和组合（一）恒载及其力（以纵向 1m 宽的板条进行计算） 1）每延米板上的恒载 g 沥青表面 1g ： 0.05×1.0×23 1.15kN m / 混凝土垫层 2g ： 0.06×1.0 ×24 1.44kN m / T 梁翼板自重3g ：30.080.14g 1.025 2.752+= ??=kN m / 合计：g=g 5.34i =∑kN m / 2）每米宽板条的恒载力悬臂板长 ()0160180.712l m -= = 弯矩 2211 5.34(0.71) 1.3522 Ag M gl =-=-??=-·kN m 剪力 0 5.340.71 3.79Ag Q gl ==?=kN （二）汽车车辆荷载产生的力

60 ５0 1）将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为 140kN ，轮压分布宽度如图 5 所示，车辆荷载后轮着地长度为 a 2 0.20m ，宽度 b 2 0.60m ，则得： a 1 a 2 2H 0.2 2×0.11 0.42m b 1 b 2 2H 0.6 2× 0.11 0.82m 荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度： 12l 0.421.420.71 3.24m o a a d =++=++?= 2）计算冲击系数μ 结构跨中截面的惯矩c I ：翼板的换算平均高度：()1814112 h =?+=cm 主梁截面重心位置：()()11130 1601811130182241.18160181113018 a -??+??==-?+?cm 则得主梁抗弯惯矩： ()()22 326411111301601811160181141.2181813041.2 6.6310122122c I m ????=?-?+-??-+??130+??-=? ? ????? 结构跨中处单位长度质量c m ： 3 315.4510 1.577109.8 c G m g ?===? 22/Ns m 混凝土弹性模量E ：

如何用梁格法计算曲线梁桥桥梁分析

如何用梁格法计算曲线梁桥桥梁分析一、梁格法既有相当精度又较易实行对曲线梁桥，可以把它简化为单根曲梁、平面梁格计算，也可以几乎不加简化地用块体单元、板壳单元计算。单根曲梁模型的优点是简单，缺点是：几乎所有类型的梁单元都有刚性截面假定，因而不能考虑桥梁横截面的畸变，总体精度较低。块体单元、板壳单元模型，优点是：与实际模型最接近，不需要计算横截面的形心、剪力中心、翼板有效宽度，截面的畸变、翘曲自动考虑；缺点：输出的是梁横截面上若干点的应力，不能直接用于强度计算。对于位置固定的静力荷载，当然可以把若干点的应力换算成横截面上的内力。对于位置不固定的车辆荷载，理论上必须采用影响面方法求最大、最小内力。板壳单元输出的只能是各点的应力影响面。把各点的应力影响面重新合成为横截面的内力影响面，要另外附加大量工作。这个缺点使得它几乎不可能在设计中应用。梁格法的优点是：可以直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度能满足设计要求。由于这个优点，使得该法成为计算曲线梁桥和其它平面形状特殊的梁式桥的唯一实用方法。它的缺点在于，它对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免。二、如何建立梁格力学模型 1. 纵梁个数、横梁道数、支点与梁单元对于有腹板的箱型、于实心板梁，纵向主梁的个数可按计算者意愿决定。全桥顺桥向划分 M 个梁段，个横截面，每个横截面位置，就是横向梁单元的位置。支点应当位于某个横截面下面，是在某个横向梁单元下面。每一道横梁都被纵向主梁和支点分割成数目不等的单元。梁单元用同一种最普通的 12 自由度空间梁单元，能考虑剪切变形影响即可。 2. 纵向主梁的划分、几何常数计算对于箱型梁桥，从什么地方划开，使其成为若干个纵向主梁？汉勃利提出了一个原则：应当使划分以后的各工型的形心大致在同一高度上。笔者曾经用有限条法进行过考核，依据这一原则，依各主梁弯矩、剪力计算出的正应力、剪应力，与有限条的吻合性确实较好。试算的具体划分步骤如下： T 型梁桥，其梁格模型中纵向主梁的个数，应当是腹板的个数。对共有 M+1 也就纵、横发现

曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析

曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析摘要：介绍了曲线梁桥的力学特性，结构分析及应注意的几点问题，施工特性及设计方法。关键词：曲线梁桥，结构，施工近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部(如翼缘、护栏等)进行曲线调整,以期达到与路线线形一致。这些严格意义上说都不是曲线桥。由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥。 1曲线梁桥的力学特性 1.1曲线梁的受力情况曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制,可以让设计者较自由地发挥自己的想象,通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。但是曲线梁桥的受力比较复杂。与直线梁相比,曲线梁的受力性能有如下特点: (1)轴向变形与平面内弯曲的耦合; (2)竖向挠曲与扭转的耦合; (3)它们与截面畸变的耦合。其中最主要的是挠曲变形和扭转变形的耦合。曲梁在竖向荷载和扭距作用下,都会同时产生弯距和扭距,并相互影响。同时弯道内外侧支座反力不等,内外侧反力差引起较大的扭距,使梁截面处于“弯-扭”耦合作用状态,其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多。故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的箱型截面形式。在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。 1.2下部桥梁墩台的受力情况由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产生的径向力。墩顶水平力的分配非常复杂。在求温度零点时,曲线梁桥不能象直桥一样,只考虑一个方向力的平衡,而必须考虑两个方向的平衡;各墩顶处支座的类型和位置不一致,部分支座可能已处于临界滑移状态,其余支座还未达到临界状态;各支座的约束方向以及各墩柱不在同一平面内,使得水平力求解非常困难。 2曲线梁桥的结构分析 2.1上部结构分析 2.1.1结构力学方法

曲线梁桥的预制梁布置方法及施工特点

351 浅析曲线梁桥的预制梁布置方法研究及施工特点赵康陕西明泰工程建筑有限公司摘要：在公路工程的设计与施工中由于地形的限制，部分桥梁在路线线型的影响下处于曲线段，给桥梁的设计和施工增加了相当大的难度。设计中通过研究并灵活应用多种曲线段预制梁的布置方法，较好地解决了曲线段预制梁桥的布置设计及施工，以供此类桥梁设计与施工中参考。关键词：预制梁；曲线桥；布置方法；施工特点随着我国高等级公路建设的不断发展，公路工程对路线平纵面线型的要求越来越高。不少桥梁由于地形限制及线形设计的需要处于曲线段，这给桥梁的设计和施工均增添了相当大的难度。本文对预制梁曲线段平面布置方法及施工特点进行了研究总结。１平面布设方法预制梁平面曲线布置方法包括平分中矢法、径向布置法、等偏角法、平行布置法、曲线内侧割线布置法等。这些方法的特点各相不同，需根据具体工程情况灵活采用。１.１平分中矢法一般情况下，按以下的原则来取用布置方法：（１）多孔桥梁位于小半径平曲线或缓和曲线上时，矢距 ≤10cm 时，墩台一般采用平分中矢法。（２）单孔桥梁位于平曲线或缓和曲线上时，一般采用平分中矢法。平分中矢法弯桥直做，下部墩台平行布置，桥梁内外侧平面线形通过边梁悬臂和护栏作圆弧处理以拟合曲线边线。桥梁中心线的确定：首先在路线中心线上确定桥台伸缩缝中心线的位置，然后把桥台伸缩缝中心线与路线中心线的交点连线，从桥梁中心点向交点连线上作垂线，把交点连线平移到垂线中点即得到桥梁中心线。桥面高程点为路线中心线的偏移线与新伸缩缝中心线、新桥墩中心线的交叉点。１.２径向布置法和等偏角法多孔桥梁位于大半径平曲线上时，当矢距＞10cm 时，墩台一般采用径向布置法。简支桥梁，从盖梁宽度限制和支座到盖梁边缘的距离要求考虑，均要限制梁与梁之间的缝宽不能太大，Ｇ204和Ｓ333东台段（26ｍ路基宽度）缝宽均控制在13cm 以内，一般情况下径向布置法适用的曲线最小半径见表１所示。跨径/m 10 13 16 20 临界半径/m 1900 2400 3800 4000径向布置法的示意，路线中心按标准跨径逐跨布置切线，切点处曲线径向为桥墩横向中心线，墩顶２侧相邻跨预制梁端接缝宽度外侧为△１、内侧为△２、路线心线处为△０，曲线外侧跨径大于内侧。为了保证曲线内侧最小跨径处预制梁的安装，内侧布置的切线最小跨径必须大于预制梁长，由此可以算得路线中心处梁端接缝宽△０最小值需大于0.5×桥宽Ｗ×两相邻跨偏角Φ 值。根据三角关系，外侧宽△１＝中心线处宽△０＋0.5×桥宽Ｗ×两相邻跨偏角Φ，内侧宽△２＝中心线处宽△０－0.5×桥宽Ｗ×两相邻跨偏角Φ，结合预制梁的安装要求和最大缝宽△１确定盖梁宽度或设计变宽度盖梁。当墩顶２侧相邻跨预制梁间非连续设置（即设置伸缩缝）且梁端之间接缝宽度较大时，盖梁采用凸形设计；当墩顶２侧预制梁间连续设置（即先简支后浇注连续横梁）时，预制梁端间接缝内现浇连续中横梁变厚度设计。采用该径向布置法时，各跨预制梁都采用正桥布置，而当桥梁各跨预制梁必须采用斜桥布置时，各墩台横向中心线与切线切点的径向线以相同的夹角偏转，就为等偏角布置法。１.３平行布置法曲线预制梁桥径向布置时，曲线段起点处墩的横向中心线与终点处墩的横向中心线的夹角为Φ，交点为Ｏ，当Φ 值较小时，各墩或台的横向中心线可采用平行布置。以某４跨桥为例，０＃～４＃墩横向中心线平行，各墩横向中心线与各墩在路线中心处曲线径向线的夹角分别为Φ１～Φ５，以０＃～１＃墩跨预制梁布置为例，其中θ为梁端斜角，由图可知０＃墩和１＃墩的径向线夹角α＝Φ１－Φ２，由三角关系得θ＝π／２－（Φ１÷α／２）＝π／２－（Φ１＋Φ２）／２，预制标准梁时则以与该θ值最接近的５倍数作为梁端斜角。１.４曲线内侧割线布置法曲线预制梁桥采用径向布置时，曲线外侧跨径大于内侧跨径，曲线内侧跨径最小，且必须大于预制梁的长度以确保预制梁的安装，由内侧最小跨径可确定路线中心线处桥梁跨径的最小值。为了设计的方便，桥跨布置时直接采用标准跨径值作为曲线内侧跨径，逐跨割线布置，确定各割点为桥墩横向中心线内侧位置，此即为曲线内侧割线布置法。２施工特点（１）测设放样由于曲梁桥在平面和纵横断面上的变化较大，因而在施工放样、标高控制、中线控制等方面都会增加许多麻烦，应予反复检查、严格要求。另外，在进行预制底模控制时，如

迈达斯梁格法讨论

1．在用桥博进行梁格法计算时，在单元的截面信息中输入的自定义抗扭惯性矩是整个纵向构件单元截面的抗扭惯性矩，还是如【桥梁上部构造性能】中所提，不包括腹板在内的仅由顶、底板构成的抗扭惯性矩？答：我曾经对同一座简支弯桥分别用桥博单梁、梁格和MIDAS单梁、梁格建模计算进行比较分析。结果表明：1、仅考虑恒载的情况；对于梁格法，无论是桥博还是MIDAS，内力而言，四种模型计算结果弯矩结果一致（我所说的一致指误差在5%以内），程序无法提供腹板剪力流产生的扭矩，在手动计算并组合后，两种程序梁格法计算的扭矩结果一致，且均较单梁计算的扭矩略偏大，约10%左右（这应该是由于刚度模拟误差产生的），由此可以得出汉勃利对于梁格法力学理论的阐述是正确的，因此，对于梁格法，我个人的观点，其可以考虑弯扭耦合而得出较精确的弯矩并指导整体受力配筋是没有疑问的，问题在于，梁格法扭矩需修正的适用性，我们可以通过手动计入两侧腹板剪力流产生的扭矩来得到较为正确的扭矩并无异议，但对于很多情况这并不利于直接指导我们设计，比如我们需要观察扭矩

包络图来判断弯桥偏心的设置时，会发现我们直接用单梁模型可以更为节省时间和精力（至少无需你去修正组合）而得到可以直接应用的数据，单梁的缺陷在于不能正确考虑各片梁实际受力的差异，但这并不影响整体的设计，比如偏心的设计，整体抗扭性能的评估，而在细节上的处理，我们需要用梁格法的计算去确保安全。 2、关于活载的情况，梁格法而言，出于分析对比，我也用桥博和MIDAS分别计算了活载下的关键截面扭矩对比，在这里就不说弯矩了，因为结果比较吻合（8%的差别）。MIDAS自定义车道比较方便，可以同时考虑多种工况，这比桥博方便许多，但需要注意的是，对于同一工况，如果你用不同的梁来做偏心实现的话，产生的内力差别很大，且用哪片梁直接导致这片梁内力变大，我用的是V6.71，不知道 MIDAS2006是否没有这样的问题，为了解决这一问题，我在活载偏载于哪片梁时，采取该片梁去定义车道偏心，结果表明，两种程序计算结果比较吻合。在用单梁模型计算时，两种程序计算结果完全一致，同上面恒载的情况，单梁结果要比梁格小，这也是因为刚度的模拟误差产生的。综上所述，两点结论：1、在做整体设计时（比如设置预偏心），个人感觉用单梁模型可以较为

箱型曲线梁桥结构理论发展现状论文

浅析箱型曲线梁桥结构理论研究发展现状摘要：国内外许多学者致力于曲线桥结构受力的相关研究，提出了各种精确的或者是近似的分析方法。本文主要对曲线梁桥结构研究与分析的现状进行阐述和分析，希望能够在之后的分析之中提供相关的研究依据。关键字：箱型曲线梁桥；理论；研究进展；发展方向 abstract: many scholars at home and abroad to curve bridge structure stress related research, puts forward all kinds of precise or is an approximate analysis method. this paper focuses on the research and analysis of the structure of the curved girder bridges on the current situation of explained and analyzed, and hope to be able to provide relevant analysis of after the research basis. key word: box girder bridge type curve; theory; research progress; development direction 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号：一、绪论随着我国高等公路建设的修建进程的加快，各种曲线桥结构在我国已经被广泛使用。曲线梁桥具有独特的流线型结构，其线条十分明快并且流畅，能够给人们以美的感受。并且曲线梁桥的设置可以让交通路线的规划很好地适应当地的地形特点，从而使得交通线

桥梁工程课程设计

广东工业大学课程设计任务书一、课程设计的内容 1、教学目的：学生通过桥梁工程设计的训练，可以进一步掌握在桥梁工程课本中所学到理论知识，并经过亲自做桥梁工程设计来熟悉设计方法、计算理论、计算公式，熟悉在桥梁设计中如何运用桥梁规范，为今后的毕业设计及走上工作岗位打下一个良好的专业基础。 2、设计基本资料：说明：学生共分为四个小组，每个小组基本资料不同，简支梁主梁高H 分别取为：130CM、133CM、135CM、139CM，见图1。 1）桥面净宽：净7+2×0.75M 2）设计荷载：汽车“公路—Ⅰ级，人群荷载：3KN/M2 3）材料：主筋：Ⅱ级，构造筋：Ⅰ级混凝土：桥面铺装：C25，主梁：C30 4）结构尺寸：详见图1、图2 主梁：计算跨径：L=1950cm 全长：L=1996cm 人行道、栏杆每延米（两侧）重2.0KN/m（为每片主梁分到的值）。沥青混凝土厚2cm

3、设计计算内容： 1）计算行车道板内力，并据此计算和配置翼板主筋。行车道板按铰接板计算; 汽车荷载：按车辆荷载计算。 2）主梁设计计算： ①、计算主梁1＃、2＃、3＃在汽车、人群荷载作用下的横向分布系数。支点用杠杆法，跨中用G —M 法。 ②、桥梁沿跨长纵向按IL(影响线)布载求活载内力。 ③、计算活载跨中弯矩时，不考虑横向分布系数沿桥长方向的变化，计算支点活载剪力时，要计入横向分布系数沿跨长方向的变化的影响。 ④、主梁控制截面：M 中、M 1/4 、Q 支点 ⑤、主梁跨中截面受拉主筋计算（其余钢筋不算）。 ⑥、计算活载挠度及预拱度。参见教材第172页公式。 3）横隔梁内力计算，并据此计算配置主筋（按T 形截面配置下缘受拉主筋）。说明：①、横隔梁内力计算采用“偏心法”，取中横隔梁计算。 ②、控制截面：M 3、M 2-3、Q 1右、Q 1-2右 4、绘图内容： 1）上部构造纵、横剖面图（纵断面只画主梁，参见教材第152页，图2-5-55，但尺寸要改变）。 2）主梁配筋图（参考教材第81页，图2-4-15绘制，但主筋按自己计算值配制，梁高按各组的H 值计）。二、课程设计的要求与数据 1、必须严格执行各桥梁设计规范，每一设计步骤都必须按规范的要求进行，要训练会查规范、会用规范。 2、设计中多参阅有关资料，特别是对于没有设计经验的初学者来讲，更应多借鉴前人的设计经验和实例。 3、绘制桥梁设计图时必须按桥梁设计图纸的规定进行绘制，从线形、布置、到标注方式都力求准确无误，不得自行、随意设定图中的各项参图 2

小半径曲线梁桥计算分析论文

小半径曲线梁桥计算分析摘要：针对曲线梁桥受力的复杂性采用空间梁单元法和梁格法对某一小半径弯桥进行建模计算，并对结果进行对比分析和总结，得出两种方法在设计计算中各自特点，可供工程技术人员设计时参考借鉴。关键词:曲线梁桥；耦合扭矩；空间梁单元法；梁格法 abstract: based on the complexity of the curved girder bridges stress by spatial beam element method and a small radius of grillage method a curved bridge model calculation, and the results are analyzed and compared, it summarizes the two methods in the design and calculation of their own characteristics for the engineering and technical personnel design for reference. keywords: curve beam bridge; coupling torque; space beam element method; grillage method 中图分类号：u448文献标识码：a 文章编号： 1 引言随着我国交通运输事业的迅速发展以及城市化进程的加快，在公路互通和城市立交中运用曲线梁桥是实现交通联结的必要手段。曲线梁桥可改善城市交通的紧张状况，有效解决周围环境的限制（例如地下管线、地下文物及沿街建筑干扰）,实现各方向交通道

第六章曲线梁桥

6 曲线梁桥 6.1一般规定 6.1.1本章适用于平面曲线钢筋混凝土、预应力混凝土、钢－混凝土联合梁式桥。 6.1.2本章仅就曲线梁桥特有的问题做出规定，其它有关问题参照相关规定执行。 6.1.3在选择曲线梁桥的结构形式及截面形状时，必须考虑有足够的抗扭刚度以适应扭转效应的影响。 6.1.4在保证结构体系受力合理的前提下兼顾桥梁美观的要求，分联处公用墩和桥梁宽度大于10m的曲线梁桥中墩宜设置为双柱；不应设置隐盖梁结构形式；箱梁的悬臂不宜过大，特别是多跨连续曲线匝道桥梁。 6.2结构体系 6.2.1曲线梁桥更需选择合理跨径，以有利于控制扭矩峰值，控制负反力的发生。 1

6.2.2曲线梁桥支座设置原则（1）梁端支座宜设置橡胶支座，以保证适当的垂直方向的弹性约束；沿弯梁径向应设置水平方向约束，以防止过大的径向水平位移；（2）结构中墩在满足结构受力的情况下，尽可能与主梁固结或设置固定支座、抗震型盆式支座。当采用沿曲线切线的滑动支座时，必须保证支座具有可靠的滑动能力。中墩不应设置球形支座、球冠支座或双向滑动支座。 6.2.3曲线梁桥中墩应设置适当的偏心值，以调整全梁的扭矩分布。其偏心值应与中墩支座选用形式相适应。 2

6.2.4曲线梁桥中墩不采用墩、梁固结时，应设置适当的径向水平限位措施，其强度应满足水平力强度要求。 6.3结构分析 6.3.1曲线梁桥结构静力分析模型的建立应满足以下要求：（1）当扭跨所对应的圆心角φ＜5o时，可作为以曲线长为跨径的直线桥进行分析。（2）当5o＜φ≤30o时，弯矩及剪力可按直线桥进行分析，反力及扭矩需按空间程序进行分析，并且应考虑由于预应力、混凝土收缩、徐变及温度作用所产生的效应。（3）当30o＜φ≤45o时，所有截面内力均应按空间程序进行分析。（4）当φ＞45o时，除按空间程序分析外，还应考虑翘曲约束扭转的影响。（5）当采用具有相当抗扭刚度的闭口截面曲线梁桥，其扭转跨径所对应的（曲跨梁段）圆心角小于12o时，可以按直线桥进行分 3