大跨双塔钢箱梁斜拉桥模型计算分析

钢箱梁桥的有限元分析

钢箱梁桥的有限元分析 1．钢箱梁桥的概述在大跨度桥梁的设计中，恒载所占的比重远大于活载，随着跨度的增大，这种比例关系也越来越大，极大地影响了跨越能力。因此，从设计的经济角度来说，考虑减轻桥梁结构的自重是很重要的。钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度均很高的匀质材料，并且材料的可焊性好，通过结构的空间立体化，钢桥能够具有很大的跨越能力。随着高强度材料和焊接技术的发展，以及桥梁设计、计算理论的发展和计算机技术发展，从50年代以来，钢梁桥地建设取得了长足的发展，欧洲相继建造了多座大跨钢桥。从前被认为不可能计算的复杂结构，现在能够通过计算机完成，并且计算结果与实测结果吻合较好。同过去相比，在相同的跨度与宽度的条件下，用钢量可减少15一20 %，工期与工程的造价也都减少很多，因此钢桥在大跨桥梁领域内具有相当强的优势和竞争力。在构成钢桥的主要构件中，其翼缘和腹板均使用薄板，其厚度与构件的高度和宽度比都比较小，是典型的薄壁构件。它与以平面结构组合为主的桥梁结构分析有一定的区别，它涉及到很多平面结构中不常考虑的扭转问题，所以必须依据薄壁结构理论才能明了其应力和应变状态，其应力及变形应按照薄壁结构的理论进行计算。由于钢箱梁桥是空间结构，结构在恒载或活载的作用下会发生弯一扭藕合。如果采用传统的计算手段和方法，计算模型要进行必要地简化，为了简化计算，一般的设计规范都要通过构造布置，使实际结构满足简化后的计算理论。实践表明在满足构造要求后，计算的精度能够满足实际地需要。但是这样的计算无法得到结构的一些特定部位的精确解，例如变截面和空间构件交汇的部位等。随着计算机技术和有限元理论的发展和进步，计算机的有限元法己成为现代桥梁的重要计算手段，不但有很高的效率而且可以根据实际的需要进行仿真分析，计算结果经验证与结构的实际结果吻合较好。当前结构的计算机仿真分析已成为一种广为应用的计算手段。同一座桥梁可以采用不同的施工方法，但是成桥后的最终应力状态会有差异，结构的最终应力状态与安装过程密不可分。例如连续梁可采用满堂支架法和悬臂拼装法，两者成桥后的应力状态却有较大的区别。因此必须针对特定的施工方法，对施工过程中每一个施工阶段的结构应力进行计算，确保各个阶段的应力满足相关规范。由于在制造和安装等原因，结构的最终状态会与设计状态有一定的差异，各国都通过制订有相关的规范来指导施工和竣工验收的标准。这些标准规是通过长期的实践与试验以及计算分析的基础上得出的，满足这些相关规范的要求一般就可以保证结构的安全性。但是由于实际结构是受力复杂的空间结构，特别是结构的一些局部范围可能在某一工况下处于较高的应力状态，而其他部为却处于相对较低的应力状态，这样不利于充分发挥材料的力学性能。现在可以通过大型通用有限元软件对大桥在使用过程中可能存在的各个工况的受力状态进行仿真分析，确定出结构不利的部位以及富余较大的部位，便于调整设计。 1.1本论文的研究目的常用的计算机方法是将主梁转换成具有等效截面的梁单元计算，这种方法能够较好的从整体上考虑结构的空间特点，虽然也反映了空间结构的特点，但是它也存在以下明显的不足： 1. 不能准确模拟边界条件。例如支点的约束，梁单元通常只能简化为一点的约束，但是不管什么样的约束实际结构总是以面接触来实现的;

斜拉桥的分类

斜拉桥的总体布置与结构体系总体布置主要有跨径布置、拉索及主梁的布置、索塔高度与布置。一、跨径布置主要有下面三种类型（1）双塔三跨式。为目前应用最广泛的跨径布置方式。下面是立面图与其荷载作用不同位置时发生的索塔与主梁的形变。（2）独塔双跨式。这也是应用较为广泛的一种跨径布置，但由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥，或用于跨越较大河流的主航道部分，也可用主跨跨越河流，索塔及边跨布置在河流一岸的方式。

(3)多塔多跨式。多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海峡上，但这种结构一般采用较少，主要原因是中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位, 使结构柔性及变形增大，整体刚度差。多塔多跨式斜拉桥示意图二、拉索的布置，拉索的布置分为空间上的布置与索面内的布置。 (1)拉索索面在空间可布置成单索面和双索面，而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面。

单索面斜拉桥（临海大桥）竖直双索面斜拉桥

倾斜双索面斜拉桥 (2 )拉索在索面内的布置形式主要有以下三种：辐射形、竖琴形及扇形。辐射形：拉索与水平面的平均交角较大，拉索的垂直分力较大，故拉索的用量最省。由于在拉索的水平分力在塔顶基本平衡，故索塔的弯矩较小，索塔高度也较小，但由于拉索都固定在塔顶，所以塔顶的结构复杂，集中应力现象突出，给施工和养护带来困难。竖琴形：所有拉索的倾角完全相同，且拉索与索塔的锚固点分散布置，使拉索与索塔、拉索与主梁的连接构造简单，易于处理。竖琴形布置拉索加强了索塔的顺桥向刚度，对减少索塔的弯矩和提高索塔的稳定性都有利。但是其拉索的倾角与水平方向的交角较小故所需的拉索数量大，布置密集，一般都用于中小跨径的斜拉桥中。

钢箱梁桥介绍

钢桁梁由于钢材具有强度高、材质均匀、塑性及韧性良好和可焊性好等诸多优点；因此，用钢材建造的桥梁一一钢桥具有如下特点：（1）跨越能力大。由于钢材的强度高，在相同的承载能力条件下；与钢筋混凝土桥梁相比，钢桥构件的截面较小，所以钢桥的自重较轻, 最适合于建造大跨度的桥梁。（2）最适合于工业化制造。钢桥构件一般都是在专业化的工厂由专用设备加工制作，不受季节的限制，加工制造速度快、精度高，质量容易得到控制，因而工业化制造程度高。（3）便于运输。由于钢桥构件的自重较轻，特别是在交通不便的山区便于汽车运输。（4）安装速度快。钢桥构件便于用悬臂施工法拼装，有成套的设备可用，拼装工艺成熟。（5）钢桥构件易于修复和更换。（6）钢材易锈蚀，故钢桥的养护费用高。另外，钢桥须防火，在列车通过时噪音大，故不宜在闹市区建造铁路钢桥。钢桥可以根据不同的条件要求建成多种形式，其种类比其他材料制造的桥梁更多，主要可分为梁式体系、拱式体系及组合体系。

1. 梁式体系按力学图式分梁式体系又可分为简支梁、连续梁、悬臂梁；按主梁的构造形式分有板梁桥、桁梁桥、箱梁桥、结合梁桥。 2. 拱式体系按力学图式分拱式体系可分为有推力拱和无推力拱；按拱肋的构造形式分有版式、桁式、箱式。 3. 组合体系这类桥型包括吊桥和斜拉桥，都是利用高强钢索来承重，吊桥(又称悬索桥)的承重构件是高强度钢索，恒载轻，跨越能力大。斜拉桥的承重构件是斜拉索和梁，其钢梁可以是板式、桁式或箱式，恒载较轻，风动力性能较吊桥好，故发展很快。钢桥主体结构所用的钢材主要是碳素钢和低合金钢。20世纪50年代我国钢桥主要采用普通碳素钢一A3钢，该钢材由于含碳量较高 (0.14?0.22% )，可焊性差，只能进行铆接连接，如武汉长江大桥的主桥采用A3钢，该桥为连续铆接钢桁梁。用 A3钢建造大跨度桥梁时，构件截面尺寸大，从而增加用钢量并使钢桥的自重加大，因此， 20世纪50年代后期，我国开始研究在钢桥上采用能够焊接的国产高强度低合金钢一16q钢和16Mnq钢，如南京长江大桥采用16Mnq , 屈服点为 340MPa ,它比用A3钢节约钢材约15%。20世纪70年代，我国又成功研制出强度更高的15MnVNq钢，屈服点是420MPa ,又比用16Mnq钢节约钢材10%以上。21世纪，我国研制出另一种新型的桥梁用钢一14MnNbq

浅谈钢箱梁人行桥设计

浅谈钢箱梁人行桥设计发表时间：2018-05-23T09:57:39.307Z 来源：《基层建设》2018年第6期作者：韩洁[导读] 摘要：主要介绍钢箱梁人行桥设计及结构选型。深圳高速工程顾问有限公司广东深圳 518000 摘要：主要介绍钢箱梁人行桥设计及结构选型。从平面、立面、断面设计几个方面，通过有限元模拟计算从计算模型、荷载、钢主梁、上部结构基频、上部结构抗倾覆稳定性、局部计算等方面分析阐述钢箱梁人行桥的设计要点，控制因素。为类似桥梁工程设计提出合理化建议。关键词：钢箱梁人行桥；初步设计及结构选型；有限元计算；设计要点；控制因素引言随着城市建设的不断发展，市政交通网络的覆盖，越来越多的人行天桥、立交桥出现在了城市交通密集的地区，不仅解决了行人过街的安全问题，同时加强了建筑物之间的联系。钢桥具有跨越能力大、自重小、强度高、可加工性能好且施工快捷等优点，这使得大中城市里人行桥设计多选用钢结构。而城市建筑密集、现场条件复杂、景观要求高等因素使得人行桥设计细节考虑尤为重要。本文将以一个实际钢箱梁人行桥工程为背景，辅以空间有限元结构分析软件MIDAS CIVIL进行计算。对其设计过程中的心得来进行阐述，为类似工程设计提供借鉴。 1.桥梁概况及设计标准 1.1设计条件项目地处城市核心区，人行桥从北侧高层建筑附近跨越城市二级河道连接两岸绿地。工程规模：桥长不超过35m，桥宽不超过5m，河道蓝线宽度22m，泄洪驳坎宽约12m，批复要求：构筑物不得侵入驳坎范围，桥台不得进入蓝线范围。桥梁净空：2.5m；河道水位（m）：4，5m； 1.2设计标准设计荷载：4.5kPa；设计安全等级：二级；环境类别：Ⅱ类抗震设防烈度： 6度 2.初步设计及结构选型本桥定位为园区景观桥梁，方案设计中需遵循的以下几个原则：符合科韵路整体规划要求。服从桥梁总体造型的要求。坚持以人为本，人与自然合谐的原则。构造创新独特、结构新颖。桥梁设计同周边环境统一建筑力求少破坏自然地形。 2.1平面设计基于上述设计条件，结合两岸环境及景观要求，桥梁平面设计位于半径为46.9米圆曲线上，桥梁全长34.0米，受河道蓝线及驳坎限制，跨径布置分两跨布置，跨径为9.0+25=34米，桥墩置于左侧驳坎边缘。 2.2立面设计人行桥梁需考虑净空要求，需设置纵坡，纵坡值在满足净空及经济安全的前提下，本桥设置双侧8%纵坡，并在坡顶处设置R=100米圆弧曲线过渡；桥梁大跨处设置通航孔，高度2.5米，宽度4米。 2.3断面设计钢箱梁断面设计是本桥结构设计的控制性因素，包括梁宽、梁高、桥面横向布置、悬臂造型等诸多因素。考虑由于通行量大不，桥梁全宽定为3.0米；桥面布置为0.25米+2.5米+0.25米=3米； 3.有限元模拟计算 3.1计算模型本方案主桥静力计算将结构离散成空间杆系模型，采用空间有限元结构分析软件MIDAS CIVIL进行计算。纵桥向设置一个固定支座，其余均为活动支座，模型中支座位置与施工图一致，有限元模型中采用节点弹性连接（刚性）与一般支承实现。模型中单位没有特殊说明处，应力均以MPa为单位。

斜拉桥设计计算参数分析

斜拉桥设计计算参数分析 1 概述斜拉桥属高次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形、结构内力有着密切的联系。并且在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的断变化,主梁线形和结构内力亦随之不断发生变化。因此,需对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,从而求得斜拉索张拉吨位和主梁挠度、主塔位移等施工控制参数,并依此对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效的管理和控制。 2 设计参数分析 2.1 主梁的中、边跨跨径比主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系的变形特性和锚索的抗疲劳性能：从图1、图2可见，三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于2．0～3．5之间，集中在2．5处；三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为1．5～3．0，较集中于2．2处。就一般而言，中、边跨跨径的比值大于2．0，将能控制锚索的应力幅度在一定的范围内，并提高结构体系的总体刚度。在许多斜拉桥中，虽然中、边跨跨径的比值较小，但边跨中往往采用设置辅助墩或将主梁与引桥连接形成组合体系以提高结构刚度，适应结构的变形要求。 2.2 主梁自重分析选取某斜拉桥桥5号、9号梁段(见图3)，各自增重5 %(其它参数取理论值) ,分别计算得到在浇筑完5号、9号梁段后各控制点挠度及主梁控制截面弯矩变化情况，见图3 、图4 。图3：主梁自重增大5 %的梁段挠度影响图4：主梁自重增大5 %的梁段弯矩影响从图3 、图4可见,梁段自重对控制点挠度的影响较大,且悬臂越大,影响越明显。梁段自重对控制点弯矩的影响更加不容忽视, 9 号梁段自重增大5 %,导致6 号梁段的弯矩值增加至1 200 kN •m ,达到合理成桥状态下该截面弯矩值的7 %。 2.3 主梁弹性模量分析

钢箱梁(33+41+33)

厦门疏港路立交工程钢箱梁计算书 1.结构特点 A匝道桥第二联为钢箱梁结构，桥跨布置为(33+41+33)=107m，桥面宽度为8m，单箱多室截面，道路中心线处梁高1960mm，箱宽7.74m。横隔梁的布置间距为2.0m。钢材材质为Q345C。钢箱梁顶面为平坡。桥面铺装采用4cm细粒式沥青混凝土面层和4cm中粒式沥青混凝土底层，桥面铺装层总厚度为8cm。另设8cm钢筋砼层。采用混凝土防撞护栏。 2.设计荷载汽车荷载：城-A级。 3.箱梁顶板板厚的确定钢箱梁的顶板板厚对全桥的经济指标影响较大，根据目前钢箱梁的设计经验和实际汽车荷载超重的影响，箱梁顶板板厚宜取14mm。 4.箱梁标准段截面 5.纵肋设计横肋布置间距 a=2000mm 顶板纵肋布置间距 b=300mm 城-A车辆前轮着地宽度 2g=0.25m，分布宽度：+*2=0.41 m 城-A车辆后轮着地宽度 2g=0.6m，分布宽度：+*2=0.76 m 5.1纵肋截面几何特性 1）桥面板有效宽度的确定

关于桥面板的有效计算宽度，参考日本道路桥示方书的规定进行计算。纵肋等效跨度L=0.6a=1200mm, b/2L= λ=2L2L219.1mm 取有效宽度为210mm。 2）截面几何特性计算纵肋板件组成：1-240x14（桥面板），1-90x10（下翼缘），1-156x8（腹板）A=55.08 cm2 I= 2499.4 cm4 Yc=12.6 cm （距下翼缘） Wt=462.9 cm3 Wb=198.4 cm3 5.2纵肋内力计算 1)作用于纵肋上的恒载 a)纵肋自重 q1=*1e-4**= kg/m b)钢桥面板自重 q2=*b*=38.5 kg/m c)桥面铺装（厚8cm） q3=*b*=67.2 kg/m d)砼桥面板（厚8cm） Q4=*b*=72.8 kg/m e)恒载合计 ∑q=197.0 kg/m 2)汽车冲击系数 (1+μ)=1+= 3)作用于纵肋上的活载

三跨连续钢箱梁桥板单元分析

三跨连续钢箱梁桥板单元分析摘要：应用有限单元程序midas/civil分析各种荷载工况下的连续钢箱梁，薄壁钢箱梁用考虑横向剪切变形的板进行模拟，比较精确分析出钢箱梁的应力大小及分布，主应力及剪应力均符合要求。关键词：连续钢箱梁桥板单元有限元对于跨度不大的连续钢箱梁桥，用板单元进行分析能得出应力云图来反映应力大小及分布。从而分析出薄壁箱梁在荷载作用下的最大主应力及剪应力的所在区域及数值。本文采用板单元建立模型，对三跨连续钢箱梁桥进行受力分析。 1.板壳基本理论（1）薄板理论薄板理论除采用弹性力学中材料均匀、连续、各向同性和线弹性假设外，通常称为kirchhoff的基本假定。（2）中厚板理论考虑横向剪切变形的板理论，一般称为中厚板理论或reissner理论。厚板理论是平板弯曲的精确理论。（3）考虑横向剪切变形的壳理论可考虑横向剪切变形的影响的理论，一般称为mindlin-reissner 理论，是将reissner关于中厚板理论的假定推广到壳中。 2.实桥建模与分析 2.1 实桥概况实桥为40+65+50m连续钢箱梁桥，单箱三室斜腹板，顶、底板设u

型加劲肋板。钢箱梁采用钢材为q345d，顶板厚16mm，底板厚24mm，腹板厚16mm。 2.2有限元模型的建立利用midas/civil建立有限单元模型，单元采用4节点平面应力单元，板厚为考虑加劲肋板，共建立了6506个单元。如图1所示。 2.3 计算结果分析计算各种荷载工况为自重（st1），二期恒载(st2)2.7 kn/，支座不均匀沉降(sm)按10cm考虑，温度荷载(st3)按整体升温20℃考虑，汽车活载(mv)按双向四车道加载。进行荷载组合如下：荷载组合ⅰ：1.2×st1+1.2×st2+0.5×sm 荷载组合ⅱ：1.2×st1+1.2×st2+0.5×sm+1.4×mv 荷载组合ⅲ：1.2×st1+1.2×st2+0.5×sm+1.4×st3 荷载组合ⅳ：1.2×st1+1.2×st2+0.5×sm+1.4×mv+1.12×st3 各种荷载组合下主梁的最大最小主应力及最大剪应力见表1 根据《钢结构设计规范》（gb 50017-2003），厚度为16～35mm的q345钢板的抗拉、抗压和抗弯强度设计值为295mpa，抗剪强度设计值为170mpa。由分析结果可以看出应力均满足要求。 3.结语（1）对于跨度不大的连续钢箱梁桥及特殊受力部位的薄壁钢箱梁结构，采用板单元进行建模分析，能够精确的得出应力云图来反映应力大小及分布，从而分析局部的主应力及剪应力，验算钢板是否会发生局部屈曲或剪切破坏。

大跨径曲线连续钢箱梁桥设计

黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI 2019年第7期(总第305期) No. 7,2019(Sum No. 305) 大跨径曲线连续钢箱梁桥设计向红，曾爱 (贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳550008) 摘要:针对下穿高速铁路,上跨河流和工厂的山岭重丘复杂地形条件，采用大跨径曲线钢箱梁桥进行跨越,对主跨144 m U 曲线连续钢箱梁进行了设计和计算，为山区交通、地形复杂条件下的城市道路连续钢箱梁桥设计提供参考。关键词：大跨径；曲线梁;钢箱梁中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号：1008 -3383(2019)07 -0128 -08 1工程概况某大桥工程方案左、右两幅分别下穿高铁，同时跨越河流及污水处理厂，为了避让，采用S 型曲线分别穿越。左/右幅桥梁全长390/442 m,其余为路基段。全线地形以山岭重丘为主，地势起伏较大,结合沿线情况与功能、景观、环保等要求，分别采用不同的结构形式与施工方案进行比较。在新建桥型及跨径的选择上要充分考虑地形地势、现有铁路桥墩及污水处理厂、所跨河流的影响，在桥梁下部结构设计中应综合考虑场区地质情况和施工条件等因素。考虑到连续钢箱梁结构方案在适应场区特点，环境保护要求、保证施工工期方面优势比较明显，因此将连续钢箱梁结构作为本桥施工图设计方案。道路等级为城市主干道，单幅桥宽 n m,荷载标准为城市-A 级，设计时速50 km/h 。 2主桥上部钢结构设计左/右幅主桥分采用(86 +140 +80)/(77 + 2 x 190 +77 ) m 变截面连续钢箱梁，引桥采用跨径为 40 m 等截面钢箱梁°下面仅介绍左幅(80 +140 + 86) m 三跨变截面连续钢箱梁° 左幅主桥跨中及端部断面中心梁高3 500 mm , 主墩顶断面中心梁高6 500 mm,梁高按二次抛物线变化。主桥钢箱梁采用单箱单室断面，顶宽 19 000 mm,底板宽8 102 mm ,单侧悬臂宽(3 000 ~ tw ) m 叫tw 为腹板厚。桥面横坡均为0 5% ,通过箱室内外侧腹板高度来调整形成,箱梁底板在横桥向保持水平，钢板在箱梁内侧对齐。主桥根据受力区域不同,不同梁段分别采用不同厚度的钢板，全桥顶板统一采用厚度为22 mm 钢板。距主梁根部中心线左右25 m 范围内，腹板厚度为22 mm,其余区段腹板厚度为22 mm °距主梁根部中心线左右25 m 范围内，底板厚度为32 mm ° 对于142 m 主跨去除20 m 范围后，其余区段底板厚度为22 mm °对于边跨，在25~40 m 范围内底板厚度为24 mm,其余区段厚度22 mm ° 顶板主要采用U 型加劲肋，悬臂边缘采用开口肋,U 肋板厚8mm °底板加劲肋在主墩顶两侧范围内，采用250 x22 mm,其余区段分别采用220 x 22 mm 和no X n mm °腹板水平加劲肋250 X 22 mm 和106 X n mm °为了节约钢材用量、减少自重及施工操作空间方便性，梁高小于2.2 m 时箱室内设置挖空横隔板，其余横隔板采用V 型横撑的形式。为提高其整体和局部稳定性，除设置一定数量的纵、横向加劲肋外,支座支撑处各设置实腹式横隔板两道并开入孔。主桥用钢采用Q345qD,全桥采用焊接工艺。全桥划分为n 个梁段,最大梁段重量246.3 w 采用工厂制造，预装检验合格后,运至现场拼装形成整体。 3主桥上部结构验算 3.】主梁验算采用Midas Civil 和桥梁博士分别进行计算，全桥划分为320个单元，全桥施工阶段共有2个，第1 阶段为安装钢箱梁阶段，第2阶段为施工桥面铺装等二期恒载°两个软件的计算结果吻合较好，下面仅给出主要计算结果° 承载能力极限状态，最大拉应力为06 MPa (出现跨中截面的底板下缘)，最大压应力为102 MPa(出现墩顶截面的底板下缘);最大主拉应力为02 MPa,最大主压应力为102 MPa,最大应力幅60 MPa (在距墩顶根部约「4的底板处)，满足规范要求。正常使用状态，在汽车活载作用下的正负挠度绝对值之和为19.8 cm,小于「500(L = 142 m ),满足《公路桥梁钢结构设计规范》(JTG D62 -2215)) (以下简称规范)中的4. 2. 3条规定。恒载挠度通过设置预拱度消5° 3.2主梁腹板验算根据有限元计算结果，最大剪应力t = 86- 8 MPa ,结构重要性系数Y /=0 1,规范腹板剪应力应满足 Y /T=95.5 MPa WEg #) =190 MPa ,满足要 (下转第no 页) 收稿日期：2019 -08 -29 作者简介：向红(1975 -),男，贵州遵义人，博士,高级工程师，研究方向:桥梁结构行为与工程应用 -195 -

钢箱梁顶推计算书

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计算书
一、设计依据 1．《苏州广济北延 GY-A1 项目“钢箱梁顶推专项施工方案”（论证稿）》 2.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 3.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85） 4.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） 5.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041--2000) 二、设计参数 1．箱梁自重：钢箱梁自重按 80.7kN/m 进行计算。 2、导梁自重：导梁总重为 316kN，建模时对其结构进行简化，按 14.1kN/m 进行计算。 3、其它结构自重：由程序自动记入。 4、墩顶水平力：顶推施工中拼装平台处的支架墩顶受摩檫力 F1 作用，取摩檫系数μ为 0.1；在 11#墩处的支架由于是千斤顶牵引施工，受到千斤顶的作用力 T，同时受到墩顶摩檫力 F2 的作用，取摩檫系数μ为 0.1。三、设计工况及荷载组合根据施工工艺及现场的结构形式，确定荷载工况如下：工况一：钢箱梁拼装阶段。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重+其它结构自重。工况二：钢箱梁顶推阶段。在钢箱梁顶推阶段按每顶推 2.5m 为一个工况，以箱梁端头顶推至 12#墩为最后一个工况，共 30 个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。根据以上工况的计算结果，统计出各临时墩的最大受力，对其结构进行分析。对于 11#墩的荷载组合为：墩顶作用力+顶推力+摩阻力+结构自重；对于其它各临时墩的荷载组合为：墩顶作用力+摩阻力+结构自重。四、钢箱梁拼装阶段的受力分析 4.1 贝雷支架的计算分析钢箱梁在贝雷支架上进行拼装，支撑箱梁的贝雷片的最大跨径为 14m。每个
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35+50+35米钢箱梁计算书

1.工程概况本项目跨径组合为35+50+35 米。上部结构箱梁梁高米（箱梁内轮廓线高度）。顶面全宽米，两侧各设米宽挑臂，箱梁顶底板设%横坡，腹板间距布置为++ 米。箱梁顶板厚16 毫米，下设“U”形和板式加劲肋，“U”形加劲肋板厚8 毫米，板式加劲肋160×14 毫米；箱梁底板厚14 毫米，设“T”形加劲肋，加劲肋腹板120×8 毫米，翼缘100×10 毫米，间距300 或350 毫米；腹板厚12 毫米，设三道140×14 毫米板式加劲肋，各加劲肋除支承隔板处断开与支承隔板焊连外，其余加劲肋均穿过横隔板或挑臂并与之焊连。普通横隔板间距约3 米，厚10 毫米，中部挖空设100×10 毫米翼缘。桥台简支处支撑隔板板厚20 毫米，桥墩连续处支撑隔板板厚30 毫米，支撑隔板为围焊。简支处隔板四角不设焊缝通过的切口，保证整个钢箱梁安装完成后的气密性；其他横隔板四角均设置焊缝通过的切口。挑臂为“T”形截面，腹板厚10 毫米，下翼缘300×14 毫米。 2.结构计算分析模型 2.1.主要规范标准. （1）《城市桥梁设计规范》（CJJ 11－2011）（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）（3）《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) （4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）（6）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）（7）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（8）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）（9）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2—2008）（10）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）（11）《钢结构工程施工质量及验收规范》（GB50205-2001）（12）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB ）

MIDAS钢箱梁计算书

1.1B07～F03 D07～H03 50.5+65+50.5m(桥宽10m)钢箱梁 1.1.1计算参数及参考规范（1）标准设计荷载：城-A级；桥梁安全等级为一级，结构重要性系数1.1；（2）主要材料钢箱梁采用Q345D 钢材，桥面板采用C40混凝土。（3）参考规范《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。 1.1.2主要计算内容结构纵向整体应力，即主梁体系，采用三维有限元建模分析，采用梁格模型，计算主梁顶、底板最不利应力。 1.1.3纵向整体计算 1.1.3.1.1计算模型纵向整体计算采用三维有限元建模分析，采用梁格法模型进行模拟。参照《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿进行钢梁有效分布宽度的计算。

根据桥面布置，汽车按最不利情况进行影响线加载。温度考虑整体升降温20度和梯度温度。永久支承按简支支承条件进行约束。全桥共划分为241个单元，162个节点。结构计算几何模型如下图：

计算几何模型 1.1.3.1.2计算荷载（1）一期恒载主梁顶、底和腹板采用实际板厚，钢材重力密度78.5kN/m 3 ，单元重力密度考虑各种加劲肋和焊缝实际重量提高 1.24倍；混凝土桥面板重力密度25kN/m 3。沥青混凝土重力密度24kN/m 3。（2）二期恒载 1.1.3.1.3计算参数（1）钢材材料特性如下表：结构钢材性能表应用结构钢箱加劲梁材质 Q345D 力学性能弹性模量E(MPa) 210000 剪切模量G(MPa) 81000 泊松比γ 0.3 轴向容许应力[σ] (MPa)200 弯曲容许应力[σw] (MPa)210 容许剪应力[τ] (MPa) 120 屈服应力[σs] (MPa) 345 热膨胀系数(℃) 0.000012 （2）梯度温差：参照混凝土规范规定：升温取T1=14°C，T2=5.5°C，负

(60m+60m+60m)连续钢箱梁桥上部结构分析

（60m+60m+60m）连续钢箱梁桥上部结构分析（60+60+60）study on the calculation method of thin-walled steel box girder 姓名孙弢

设计资料 1.1要求主梁为三跨一联的连续钢箱梁，位于半径R=650m的平面圆曲线上，跨径布置为(60+60+60)m，每幅桥顶面宽17.00m(0.50m防撞栏+16.00m车行道+0.50m防撞栏)，箱梁顶板为单向横坡2%，箱梁中心线位置梁高1.8m，采用单箱三室闭合截面。桥面铺装为0.5cm 防水粘结层+3.0cm环氧沥青混凝土+4.0cm高弹改性沥青。钢箱梁为正交异性板,一般截面:顶面板厚14mm，底面板厚14mm,设4道竖直腹板,厚度12mm,顶板采用U型加劲肋，厚8mm、高260mm、间距800mm；底板采用T型加劲肋,竖肋厚8mm、高120mm，水平肋厚10mm、100mm宽；腹板加劲肋厚度14mm、高度160mm，间距300mm；横隔板采用板结构, 间距2m,板厚为10mm。图表 1 截面 ① 1.2材料钢材Q345qd：弹性模量E=2.1×105MPa，剪切模量G=0.81×105MPa。 1.3荷载

① 恒载钢材78.5kN/m3，铺装23kN/m3，防撞栏杆10kN/m。 ②活载设计荷载：公路－Ⅱ级，双向四车道。 ③温度荷载整体升温40℃、整体降温20℃。 ④支座沉降 12#、16#墩为0.5cm，13#、14#、15#墩0.8cm ⑤荷载组合组合一：恒载+汽车组合二：恒载＋汽车+温度+沉降第一章上部结构总体计算 3.1梁单元模型法在autocad中建立截面与桥梁模型将截面导入midascivil 中截面特性计算器spc生成截面文件，将桥梁模型导入midascivil，并将生成的截面文件导入到梁单元模型中加入荷载，分析计算图表 2生成单梁模型

连续钢箱梁桥设计方法研究

总第281期 2017年第2期交通科技Transportation Science &- Technology Serial No . 281No . 2 Apr . 2017DOI 10. 3963/j . issn . 1671-7570. 2017. 02. 019 连续钢箱梁桥设计方法研究余祥亮 (中铁大桥局集团有限公司设计分公司武汉430050) 摘要针对连续钢箱梁桥设计中三体系叠加理论的精度问题，以广东省某高速公路连续钢箱梁设计为工程背景，分别采用三体系叠加理论和空间板单元整体建模进行计算分析对比，得出2种计算方法纵向应力结果较吻合的结论，而三体系叠加理论计算简便、建模周期短，建议结构设计试算时优先采用。关键词钢箱梁三体系叠加法板单元法桥梁设计 1 工程概况广东某高速公路主线上跨宝安大道采用66. 5 m +95 m +66. 5m 连续钢箱梁，箱梁顶宽23. 75 m 、底宽17. 81 m 、翼缘悬臂长3 m ，梁高2. 5? 4.5 m ，梁高变化采用圆曲线。主桥立面布置见图1。箱梁采用单箱四室结构，顶板厚度根据受力不同分为16,20,24,30 mm 4种；底板厚度为16,20,24,30 mm 4 种；腹板厚度为 14,20 mm 2种。顶板、底板、腹板不同板厚对接时厚度变化都在箱梁外侧进行，保持箱梁内侧平顺。钢箱梁每3 m 设一道纵向横隔板，在支座附近横隔板加密，以增强其整体刚度。顶板采用U 形纵肋、底板和腹板采用球扁钢纵肋。箱体及分块节段间连接全部采用焊接。2主要技术标准1) 道路等级。局速公路。 2) 桥幅宽度布置。主桥为整体式，桥幅宽度：0? 5 m (防撞护栏）+22. 75 m (行车道）+0? 5 m (防撞护栏）=23. 75 m 。 3) 设计行车速度。100 km /h 。 4) 设计荷载。公路-I 级。收稿日期：2016-12-275) 行车道数量。单向4车道+辅助车道。 6) 桥面横坡。2%。 7) 桥梁结构设计使用年限:1〇〇年。8) 地震动峰值加速度。0. 10心3结构设计3.1方法一。三体系叠加理论计算钢桥面由顶板和纵横向加劲肋组成，作为主梁的一部分参与主梁共同受力。钢桥中采用的钢桥面板，一般纵肋布置较密，横肋分布较疏，桥面

双塔双索面斜拉桥主塔施工方案

主塔施工方案 1、概述 ********斜拉桥为双塔双索面斜拉桥，其中主塔分别为位于盐河水道与京杭大运河交界处的27#主墩（以下称北塔）和位于京杭大运河南侧的28#主墩（以下称南塔）。南北主塔均采用“H”型结构，高137.1m，断面形式完全一致，分为下、中、上塔柱及上、下横梁。 ⑴主塔结构尺寸（见图1）下塔柱高13.1m，其底标高为+13.737m，呈双肢向外的分布形式，最宽处为塔身最宽处，距离48.3m（外-外）。下塔柱采用“十”字隔板的钢筋砼箱型断面。底部截面尺寸11.0m（顺桥）×7.0m（横桥），顶部截面尺寸（位于横梁中心处）为8.0m×4.5m。中塔柱高47m，呈双肢向内的分布形式，其底部（标高+26.837m）与下塔柱相交于下横梁中心处，其截面尺寸为8.0m×4.5m。顶部（标高+73.837m）与上塔柱相交于上横梁底部，其截面尺寸为7.0m×4.5m。中塔柱为箱型结构，四角与下塔柱一样设有R=30cm的圆弧倒角。上塔柱高77m（含塔冠），呈双肢平行的分布形式，顶标高+150.837m。双塔肢中-中间距为36.0m，单塔肢截面尺寸从上至下均为7.0m×4.5m的箱型结构，其中在箱内顺桥向对称布置有30对斜拉索索套管和张拉齿板结构。上塔柱内布有146根环向预应力。塔冠高2.6m，为角边向外的直角三角形结构。横梁主塔在双塔肢间设有上下两条横梁，下横梁高6m，宽6.8m，长39.3m，中心高程为+26.837m，空心矩形截面，预应力钢筋砼结构，其中预应力采用270级高强低松弛钢绞线体系。上横梁高6m，宽6.0m，长31.5m。底高程为+73.837m。主塔塔身（含塔柱及横梁内）设有劲性骨架以满足塔身钢筋施工的需要。

大跨度简支钢箱梁设计与施工

大跨度简支钢箱梁设计与施工姚长见（中铁九局集团有限公司勘察设计院，辽宁沈阳110051）摘要：沈阳市南北快速干道工程南段高架桥采用简支钢箱梁跨越沈吉线及新开河，为减小对铁路运营和地面道路交通的影响，采用顶推法施工。运用空间板壳有限元理论对钢箱梁在施工及运行阶段进行了受力分析，保证了钢箱梁施工及后期运行安全。本工程的成功实施为同类型钢箱梁设计及施工积累了宝贵经验。关键词：大跨度；简支钢箱梁；顶推法；空间板壳有限元理论箱梁截面抗弯、抗扭刚度大及整体性好，具有较大的跨越能力。钢箱梁与混凝土梁相比自重轻、相同跨径下其梁高小，施工工期较短，为此钢箱梁常被应用于大跨度桥梁和市政高架桥中。钢箱梁的施工方法有支架拼装法、顶推法及转体施工法，各施工方法可根据现场实际情况确定。 1 工程概况沈阳市南北快速干道工程南段高架桥上跨沈吉线、新北热电厂专用线及新开河，为减少施工对桥下电气化铁路及地面道路交通的影响，采用1孔简支钢箱梁，采用顶推法施工。高架桥为双向4车道，全宽，钢箱梁采用单箱五室闭合截面，箱梁中心线位置梁高。横坡为双向%，横坡通过调整主梁腹板高度来形成。钢箱梁断面见图1。图1 钢箱梁标准断面 2 有限元分析采用Midas/Civil运用空间板壳有限元理论对结构进行有限元数值分析，模拟计算钢箱梁顶推施工各阶段及运营阶段桥梁结构受力及变形情况。有限元模型采用MIDAS/Civil空间板单元计算，计算模型见图2。图2 钢箱梁计算模型计算参数材料选取钢材Q345E：弹性模量E=×105MPa，剪切模量G=×105MPa。钢材抗拉、抗压和抗弯f d=270Mpa 钢材抗剪f vd=155Mpa（根据“公路钢结构桥梁设计规范”选用）计算荷载（1）恒载：钢材m3，铺装23kN/m3，防撞栏杆m。

1使用MIDAS Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项

使用MIDAS/Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。 MIDAS/Civil程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1．未闭合力功能通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即，初始平衡状态分析（成桥阶段分析）时，同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响；而在正装分析时，合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形，合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil能够在小位移分析中考虑假想位移，以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分，一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力，二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析，只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。重新说明一下的话，首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的，设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力，利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法，从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求，又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。其次利用MIDAS/Civil的未闭合力功能，设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的

128m连续钢箱梁仿真分析

128m连续钢箱梁仿真分析Simulation of a 128m Span Continuous Steel Box Girder 毕业论文成绩单

毕业论文开题报告

摘要有限元法是分析复杂工程结构的一种非常有效的数值方法．本文介绍了使用ANSYS有限元计算软件进行结构分析的方法，叙述了采用ANSYS进行连续钢箱梁结构分析的实施步骤。基于有限元分析软件ANSYS及工程实例，建立了钢箱梁主体结构(包括顶板、U型加劲肋、横隔板、中腹板和底板)的模型。根据连续钢箱梁的受力特性，考虑各部分的相互作用，采用有限元3-D板壳单元对空间连续箱粱的力学性能进行了分析，得出了在两种工况下钢箱梁的应力分布状况，为钢箱梁桥的优化设计提供了依据。通过计算表明，主梁跨中截面挠度较大，但并未超出允许值，应力满足强度条件，整个钢箱梁安全可靠。关键字：连续钢箱梁有限元分析模型

Abstract Finite element method is a useful numerical method to analyze complex structures. This paper introduces an analysis method of structure by using ANSYS, and describes the analysis procedure of the continuous steel box girder．Base on ANSYS and the engineering example, the general model of the steel box structure (including top slaps，u-type stiffeners, diaphragms, webs and bottom slaps) is established．According to the mechanical character of continuous steel box girder，and considering the interaction of each part，the paper analyzes the mechanical properties of the continuous steel box girder by using 3-D shell elements，get the steel box girder’s stress distribution at two conditions, which provides some bases for the optimization design of the structure. The calculation shows that the deformation of the midspan is great, but it does not exceed the allowable value. The stress is also satisfies the requirement of strength, the steel box girder is safe and reliable. Key words:continuous steel box girder finite element analysis model

钢箱梁顶推计算书

计算书一、设计依据 1．《苏州广济北延GY-A1项目“钢箱梁顶推专项施工方案”（论证稿）》 2.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 3.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85） 4.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） 5.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041--2000) 二、设计参数 1．箱梁自重：钢箱梁自重按80.7kN/m进行计算。 2、导梁自重：导梁总重为316kN，建模时对其结构进行简化，按14.1kN/m 进行计算。 3、其它结构自重：由程序自动记入。 4、墩顶水平力：顶推施工中拼装平台处的支架墩顶受摩檫力F1作用，取摩檫系数μ为0.1；在11#墩处的支架由于是千斤顶牵引施工，受到千斤顶的作用力T，同时受到墩顶摩檫力F2的作用，取摩檫系数μ为0.1。三、设计工况及荷载组合根据施工工艺及现场的结构形式，确定荷载工况如下：工况一：钢箱梁拼装阶段。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重+其它结构自重。工况二：钢箱梁顶推阶段。在钢箱梁顶推阶段按每顶推2.5m为一个工况，以箱梁端头顶推至12#墩为最后一个工况，共30个工况，以此进行各墩顶的受力和导梁的受力分析，其荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。根据以上工况的计算结果，统计出各临时墩的最大受力，对其结构进行分析。对于11#墩的荷载组合为：墩顶作用力+顶推力+摩阻力+结构自重；对于其它各临时墩的荷载组合为：墩顶作用力+摩阻力+结构自重。四、钢箱梁拼装阶段的受力分析 4.1 贝雷支架的计算分析钢箱梁在贝雷支架上进行拼装，支撑箱梁的贝雷片的最大跨径为14m。每个