预应力混凝土连续箱梁纵向受力分析
预应力混凝土异形连续箱梁空间分析

有 点 ,将 整体结 构 积进行 微元化 .然后 对每个 单元
求 解 ,最 后通 过积 分得到 整体结 构 的空间结 构受力 及 变形 。但是 ,这一 方法 对于单 元 的选 取等 依赖性 较强 ,因此 ,在应 用上具有一定 的局限 。随着有 限元 数值软件 的推广和应用 ,例如 ,A N S Y S 、A B A Q U S 等 有 限元 软件都 能够从 数值模 拟等 角度较 为准 确 的分 析和研 究异形连续箱梁 空问结构变形及受力分布等 。
的差别 .异 形连续 箱梁 在空 间受力 特点 以及构 造上
有 限元方法 是 当前 分 析和研 究异形 连续箱 梁结
构 空间 问题 的重 要方 法 。它延续 了有 限元 法 的基本
与一 般直线 连续箱 梁都 有很 大 的不 同。
1 . 1 预 应力混凝 土异形连续箱 梁空 间结构 受力特点
其 几何重 心 ,弯扭组 合作用 下 ,在箱 梁结构 上必然
产生 一定 的应力 差 :
c ) 支撑反 力不 同
在 相 同外 载荷 作用 下 .由于
结构 特点 ,导致 其支 座产生 的作 用反力 会 随着 结构
的变化而不 同 ,从而 在结构 上表 现 出一定 的应 力梯
梁 格系理论 是 当前异 形连续 箱梁 空间结 构分析 的重要 方法 ,它将 异形连 续箱梁 结构 进行 等效 ,以 标 准 的线性连 续箱 梁结构 代替进 行力学 计算 ,计算 完 成之后 再将 结果 还原 到原始 的异形连 续箱 梁 。经 过实 际的验证 ,这 种方法 能够有 效 的获得异 形连续
采用梁 格系 理论作 为分析 的基础 。在 整个分 析和讨
论 的过 程 中 ,主要从 模型 等效 、预应力 效应 以及载 荷作用 分析 等几个 方面展 开分析
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件

MIDAS软件是一款功能强大的有限元 分析软件,可以对预应力混凝土连续 箱梁进行精确的建模和分析,为桥梁 设计提供可靠的技术支持。
预应力混凝土连续箱梁的设计和施工 需要综合考虑多种因素,包括结构形 式、材料特性、施工方法等,以确保 桥梁的安全性和经济性。
展望
随着科技的不断进步和工程实 践的积累,预应力混凝土连续 箱梁的设计和施工将不断得到
预应力体系
通过在混凝土浇筑前施加 预压应力,改善了结构的 受力性能,提高了梁的承 载能力和稳定性。
横向联系
连续箱梁采用横隔板和横 梁等横向联系构件,确保 了结构的整体稳定性。
预应力混凝土连续箱梁的设计原理
力学分析
根据结构力学原理,对连 续箱梁进行受力分析,确 定各截面的弯矩、剪力和 扭矩等。
预应力设计
特殊情况处理
针对模型中可能出现的特殊情况, 如施工阶段、预应力张拉等,说明 处理方法。
计算结果分析
01
02
03
04
变形分析
分析模型在受力后的变形情况 ,包括挠度、转角等。
应力分析
分析模型中的应力分布和大小 ,包括正应力和剪应力。
预应力张拉分析
针对预应力张拉的情况,分析 张拉后的应力分布和损失。
结果对比
优化和完善。
未来可以进一步研究新型材料 和结构形式在预应力混凝土连 续箱梁中的应用,以提高桥梁
的性能和耐久性。
有限元分析软件的功能和精度 将不断提升,为预应力混凝土 连续箱梁的分析和设计提供更 加可靠的技术支持。
未来可以通过加强科研合作和 技术交流,推动预应力混凝土 连续箱梁领域的创新和发展, 为我国桥梁事业的发展做出更 大的贡献。
05 参考文献
CHAPTER
预应力混凝土箱梁竖向预应力钢筋有效预应力检测研究

预应力混凝土箱梁竖向预应力钢筋有效预应力检测研究摘要:在所有使用混凝土搭建的大跨度预应力桥梁当中,导致箱梁腹板出现斜裂缝的最重要的原因是预应力出现了数值过于巨大的损失或者是没有足够的竖向预应力,怎样让箱梁竖向预应力的钢筋的损失得到检测,找到能够方便简单的检测竖向预应力筋张拉力的方法是当前相关行业的工作人员所需要解决的重要问题。
本篇文章的主要目的是探讨一种能够快捷有效的检验箱梁施工过程当中的竖向预应力能否达到设计值,这篇文章的主要基本理论是结构动力学理论,使用有限元模型进行数量较大的模拟计算,让竖向预应力筋外露段的长度得到有效的建立,同时也能够得出外露段动力特性和锚固段刚度增大系数的具体参数关系,使用相关模型进行试验,同时建立起了箱梁竖向预应力筋有效的预应力以及锚固段刚度增大系数之间的关系,同时在作者所工作的某一座连续钢构桥当中对文章当中的方法和内容进行了实验和检测。
这篇文章当中所提到的方法效率较高,同时方法比较简单方便,能够给检测竖向预应力钢筋的有效预应力提供一个十分优秀的理论基础。
关键词:预应力混凝土;检测;箱梁现在出现次数最多的预应力混凝土连续箱梁的裂缝形式是腹板斜裂缝,引发腹板斜裂缝的原因有很多种,这其中引发开裂的最为重要的原因是腹板当中所承受的主拉应力过于巨大。
比如在进行设计的时候没有对结构的构造和主拉的盈利等方面的问题进行充足的考虑、在进行施工的时候没有严格控制施工的质量,导致纵向以及竖向的预应力产生了过大的损失或者是在运营的时候,路面所经过的车超载较为严重等问题都很有可能会导致出现过大的主拉应力。
虽然当前的腹板主拉应力的大小和纵向预应力筋的具体放置方法、温度应力、竖向预应力筋和徐变应力等多种方面都有着密切的联系,但是抵抗剪应力以及主拉拉力最重要的因素依然是箱梁当中所拥有的竖向预应力,特别是在不改变当前纵向预应力条件的情况下,全桥箱梁腹板的主拉应力会发生很大变化,并受竖向预应力的影响。
预应力混凝土连续箱梁齿块受力分析及设计

预应力混凝土连续箱梁齿块受力分析及设计
文◎ 伊大勇(哈尔滨市市政工程设计院)
摘要:预应力混凝土连续箱梁结构中的 齿块、槽口等局部构件的计算容易被人们忽 视,其作用却很关键。本文就齿块受力分析及 设计做了在公路与城市道路的桥梁工程中,对 预应力混凝土连续箱梁结构的齿块、槽口等 局部构件的计算通常得不到人们重视。原因 是:(1)小跨径的箱梁中,齿块所负担的张拉 吨位较小,箱梁顶板或底板的构造配筋已能 满足齿块邻近区域箱梁顶板或底板的受力要 求;(2)有关齿块受力分析及配筋的书籍较 少,设计者对于齿块的受力问题,缺少理论 计算的指导。齿块虽小,但它在整个箱梁结 构中起到的传力作用却不容小觑。
六、实行经济指标绩效考核,提高各级 执行力、落实力
为充分调动各级管理人员积极性,化解 规模扩大对企业管理带来的种种压力,围绕 公司年度生产经营总体目标,把各级管理层 职责、机关(项目部)部室职能与中心工作 相结合,突出各自考核的侧重点;把分项落
实指标与年度生产经营计划目标相结合,突 出挂钩经济指标的具体性;把服务保障工作 与中心工作要求相结合,突出企业发展各项 工作的整体性,并把所制定的各级各类管理 人员挂钩奖励基数,分解到所挂钩条款上。 实行工资收入与责任成本管理效果挂钩的政 策,推行“联岗、联产、联效”的绩效工资 制度。严格考核审批制度和发放手续。对效 益工资的发放按照工程进展情况,预留一定 比例,待项目竣工后兑现。经济指标绩效考 核的推行,有效拉开了各级各类管理人员收 入差距,调动了各级管理人员工作的积极 性、主动性和创造性。
(上接73页)控制的好坏对项目能否实现好 的经济效益至关重要。各项目要严格把好物 资设备的“计划关、质量关、定价关、采购 关、验收入库关、出库使用关、限额发料 关、余料回收关、物资消耗关、盘点核算 关”等十大关口,加强全过程控制,遏制采 购质次价高材料、浪费倒卖材料等现象,堵 塞管理漏洞。具体做法主要有:在物资设备 采购上,一是全面详细进行市场调查。二是 博览信息,加大主要材料信息掌握,三是结 合项目的实际,邀请适宜的分供方参加本项 目物资、设备招标工作,形成有序竞争。在 物资设备过程使用控制上,一是加强计划管 理,强调主动控制。二是推行限额发料、按 月盘点。发现问题及时处理,预防施工队偷 工减料,浪费、倒卖材料等不良现象发生; 三是通过定期物资节超分析,及时办理有关 手续,规避审计风险。
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析预应力混凝土连续箱梁桥底板是一种常见的桥梁结构,由于其承载能力强、使用寿命长等优势,广泛应用于公路和铁路交通建设中。
然而,在实际使用过程中,底板纵向裂缝的出现是一个普遍存在的问题,对桥梁的安全性和使用寿命产生一定影响。
本文将对预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝进行分析。
首先,纵向裂缝的成因可以分为内力和外力两个方面。
在内力方面,由于预应力混凝土连续箱梁桥底板的设计和施工过程中,存在一定的预应力损失和应力集中问题。
预应力损失是由于混凝土硬化和收缩引起的,这种损失会导致底板内部的应力分布不均匀,从而产生一些区域的张应力较高。
同时,在施工过程中,如果预应力钢束的张紧力或锚固不当,也会导致底板内力分布不均匀。
在外力方面,预应力混凝土连续箱梁桥底板承受着来自交通荷载和温度荷载的作用。
交通荷载在桥梁使用过程中是不可避免的,会引起底板产生弯曲变形和应力。
而温度荷载则是由于气温变化引起的,当温度升高时,底板会产生热胀冷缩变形和应力。
其次,纵向裂缝的影响主要体现在两个方面。
首先,纵向裂缝会导致底板的强度和刚度下降。
裂缝的存在使得底板的梁体不能充分发挥作用,不仅会影响桥梁整体承载能力,还容易引起劣化和破坏。
此外,裂缝的存在还会进一步加剧渗水和腐蚀问题,加速桥梁的老化过程。
其次,纵向裂缝会影响桥梁的使用寿命和安全性。
裂缝的存在意味着底板的结构已经出现了一定的损伤,这种损伤会随着使用时间的延长而逐渐发展和扩展。
当裂缝规模扩大到一定程度时,将会对桥梁的强度和刚度造成严重影响,甚至导致桥梁的倒塌。
最后,针对纵向裂缝的解决方法主要有以下几种。
一种方法是采取合适的预应力设计和施工工艺。
通过优化底板的预应力布置和张力控制,可以减少预应力损失和应力集中问题的发生,提高底板的整体力学性能。
另一种方法是采取适当的减振和防护措施。
针对交通荷载和温度荷载引起的应力和变形,可以采取减振和防护系统来减小底板的应力和变形,从而减少纵向裂缝的发生。
预应力混凝土连续梁桥

一预应力混凝土连续梁桥1.力学特点及适用范围连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下,主梁受弯,跨中截面承受正弯矩,中间支点截面承受负弯矩,通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。
作为超静定结构,温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。
由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂,能充分发挥高强材料的特性,促使结构轻型化,预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力,加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。
2.立面布置预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题,可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式(图1)。
结构形式的选择要考虑结构受力合理性,同时还与施工方法密切相关。
图1连续梁立面布置1.桥跨布置根据连续梁的受力特点,大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置,但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。
当采用三跨或多跨的连续梁桥时,为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等,达到经济的目的,边跨取中跨的0.8倍为宜,当综合考虑施工和其他因素时,边跨一般取中跨的0.5〜0.8倍。
对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值,以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量。
若采用过小的边跨,会在边跨支座上产生拉力,需在桥台上设置拉力支座或压重。
当受到桥址处地形、河床断面形式、通航(车)净空及地质条件等因素的限制,并且同时总长度受到制约时,可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合,跨径从中间向外递减,以使各跨内力峰值相差不大。
桥跨布置还与施工方法密切相关。
长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁,多采用等跨布置,这样做结构简单,统一模式。
等跨布置的跨径大小主要取决于经济分跨和施工的设备条件。
预应力混凝土连续梁合龙段裂缝分析及对策

预应力混凝土连续梁合龙段裂缝分析及对策摘要:在实际工程中,预应力混凝土连续梁合龙段顶板底出现纵向裂缝的情况时有发生,运用桥梁结构分析系统BSAS和桥梁博士有限元软件建立平面杆系模型和合龙段截面模型,对某新建铁路工程中的连续梁在合龙段箱内顶板倒角出现裂缝的成因进行了结构计算分析,并从非结构性因素和现场施工等多方面进行了思考,给出整治建议。
关键词:铁路桥梁;预应力混凝土箱梁;合龙段;裂缝;有限元0 引言考虑到预应力混凝土连续梁合龙段顶板底产生的裂缝对梁部结构的安全性和耐久性可能会产生一定影响,针对某新建铁路工程中无横向预应力的(32+48+48+32)m双线连续梁在边跨合龙段箱内出现往顶板发展的裂缝情况,对梁部设计结构进行分析,并根据裂缝发生位置的实际情况,结合有限元模型分析,对合龙段箱内顶板裂缝产生的原因展开研究,为类似铁路连续梁的设计优化和施工保障安全奠定基础。
1 工程概况1.1设计条件(1)设计速度:250 km/h。
(2)线路情况:有砟轨道,双线,直线,正线线间距5.0m。
(3)施工方法:本桥采用悬灌法施工。
1.2设计参数桥跨布置为(32+48+48+32)m预应力混凝土连续梁,全长161.1m,(含两侧梁端至边支座中心各0.55m)。
桥面宽12.6m,桥梁建筑总宽12.9m,挡砟墙内侧净宽9.4m;结构横截面中心梁高在端支座为2.69m,中支点处为3.49m(含顶板顶面横坡)。
2 裂缝情况及成因初步分析2.1裂缝排查情况该跨绕城高速连续梁无横向预应力,在边跨合龙段箱内顶板倒角往内约50cm处出现纵向裂缝,中跨合龙段横隔梁过人孔的上倒角处出现往顶板发展的裂缝,具体情况为:中跨跨中处横隔梁裂缝宽0.2mm,长70cm;边跨跨中横隔梁两处裂缝,宽为0.12mm,长为70cm。
2.2成因初步分析混凝土结构表面产生裂缝是比较常见的现象,引起裂缝的原因大致可归纳为由外荷载引起的结构性裂缝,以及由温度变化和混凝土收缩等原因引起的非结构性裂缝两大类。
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

箱 梁主跨 径 1 1 6 m, 采用 C 5 0混凝 土 , 箱 形 截面 , 单箱 双 室结 构 , 桥 面双 向 1 . 5 %横 坡 通 过 调 整 主 梁 腹板 高度 来形 成 。主跨 支点 处梁 高 7 m, 主跨跨 中梁 高3 m, 梁 高 由支 点 向跨 中按 1 . 5次 抛 物 线 过 渡 , 中 部2 m 为 合拢 段 。主 梁全 宽 为 2 0 m。箱形 截 面悬 臂 长4 . 6 m, 箱底宽 1 0 . 8 m, 悬臂 端 部厚 0 . 1 8 m, 悬 臂 根 部厚 0 . 9 m。主桥箱 梁顶 板 厚 0 . 2 8 m, 底 板 厚 度在 梁
假设 由预 应力束 径 向力 引起 的裂 缝与 底板 平 面 成 B角 , 裂缝 首 先 在 A 点 出现 , 而后 由 于裂 缝 处 的 应 力集 中作 用 , 裂缝 沿 与 主拉 应 力 垂 直 方 向迅 速展 开, 由此 引起 底 板 混 凝 土 崩 裂 而破 坏 。考 虑 便 于工 程 应用 , 可假设裂缝沿与底板平 面成 4 5 。 角 方 向发
计为抛物线 , 当 底 板 中 沿 底 板 曲线 布 置 的 预 应 力 束张拉时 , 必然 会 对 底 板 混 凝 土产 生 径 向压 力 , 如
图 1 。
图 2 微段径 向力分析示意图
( 2 )
T/
二 T
图 1 预腹 力 严生 径 向力 不 葸 图
程 为y = a x , 经 过 ( L / 2 , h ) , 得Y = h f T 2 x 1 , 根 据 半 径
T
/
\
整体的使用性能。因此 , 箱梁桥底板是大跨径 预应 力混 凝土 连 续 梁 桥 设 计 中需 要 重 点 考 虑 的 关 键 部
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预应力混凝土连续箱梁纵向受力分析
摘要:以某三跨预应力混凝土连续箱梁为例,利用有限元分析软件Midas/Civil分别建立了单梁模型和梁格法模型。
通过对两种模型计算结果的比较,分析了单梁模型和梁格模型计算结果之间的差异,提出了设计计算分析中的一些建议。
结论对同类桥梁的设计计算分析具有一定的参考意义。
关键词:连续箱梁平面杆系梁格法
1引言
对箱型梁桥进行有限元分析时通常可建立三种模型进行计算分析,即平面杆系、空间杆系以及空间实体模型。
平面杆系模型方法简便,仅能反映杆系截面的平均力学特征,可用于简单结构的粗略分析;空间实体模型建模工作量大,适用于结构的局部分析;空间杆系模型在合理建模的情况下,能较为全面地反映结构的空间受力特点,具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点[1]。
本文从适用性和经济性出发,结合具体实例采用梁格法进行结构分析,并与平面杆系模型的计算结果进行比较分析验证梁格法的适用性。
2工程实例概况
本文以某三跨等截面预应力混凝土连续箱梁桥为例,桥跨布置为20m+32m+20m,桥面宽12.0m,为单箱双室截面,如图1所示;两侧翼缘悬臂板长2.0m,箱底宽7.5m,梁高1.45m,连续梁双点支撑,跨间无横隔板,仅在支点处设支座横梁。
设计荷载:汽车-15、挂-80。
图1 桥梁简图(单位:cm)
3计算模型及计算结果分析
本文采用桥梁有限元分析软件Midas/Civil分别建立桥梁的单梁模型和梁格模型。
3.1单梁模型
采用Midas/Civil的空间梁单元建立桥梁的单梁模型,共建立节点73个,单元72个,如图2所示。
其中汽车荷载的作用通过定义车道偏心加以考虑。
图2 Midas单梁计算模型
3.2梁格法模型
综合考虑梁格划分的影响因素,箱梁纵向划分为3条纵梁,即边肋1、2及中肋以及2条虚拟纵梁,支点处端横隔梁按实际情况布置,虚拟横梁按照腹板宽度极小的工字梁来模拟箱梁格室的顶、底板,并按 E.C.汉勃利[2]介绍的有关公式进行修正。
在保证计算精度前提下,梁格模型共建立单元总数660个,节点总数373个,梁格划分及梁格模型如图3所示。
图3 Midas梁格单元计算模型
3.3模型计算结果及对比分析
为了比较全面、准确地对两种模型进行比较且限于篇幅,本文对桥梁在自重、移动荷载作用下箱梁上缘效应分别进行比较。
3.3.1应力分析
在自重作用下,箱梁上缘两种模型计算应力的结果如图4所示,在表1列出其比较结果,其中梁格模型的计算结果为纵梁系应力均值。
各梁系箱梁上缘应力计算结果如图5所示,并将与单梁模型计算结果的比较列于表2中。
图4 自重作用下箱梁上缘应力
表1 自重作用下Midas单梁模型与梁格法模型计算箱梁上缘应力比较
注:应力差值、偏差均以单梁模型计算结果为基准,下同
图5 Midas梁格模型各纵梁上缘应力
表2 自重作用下Midas梁格法模型计算各纵梁上缘应力比较
根据图表比较结果可以看出,两种模型的计算结果在支点及中跨跨中截面处差距较明显,总体比较接近。
由梁格法计算各梁系的应力结果比较也可以看出,中肋在中支点处及边肋2在中跨跨中处差距最明显,差值分别为-0.32Mpa、-0.16Mpa,偏差为8.5%、5.9%。
两种模型的计算精度无明显差异,但由于一方面梁格法按支座的实际位置模拟,而单梁模型无法考虑支座横梁的刚度只能采用简化合并的处理方式,另一方面桥梁跨径的布置不同,使得两种计算模型的计算结果存在差异。
在移动荷载作用下,两种模型的计算结果如图6所示,两者的比较列于表3中。
图6 移动荷载作用下单梁模型与梁格法模型计算箱梁上缘应力
表3 移动荷载作用下Midas单梁模型与梁格法模型计算箱梁上缘应力比较
图7 移动荷载作用下梁格模型各纵梁上缘应力
根据图表比较结果可以看出,两种模型的计算结果差异主要仍是在支座处,最大偏差为40%(差值为0.04MPa)。
跨中应力也有一定的偏差,基本在10%以内。
一方面是由于单梁模型对支座横梁的简化处理方式,另一方面梁格模型对车道的模拟比单梁更为准确,而由于移动荷载加载形式非对称,对模型的构造较敏感。
3.3.2刚度分析
在自重和移动荷载作用下,单梁模型和梁格模型的挠度计算结果如图8、图9所示。
图8 自重作用下单梁模型和梁格模型挠度计算结果(mm)
图9 移动荷载作用下单梁模型和梁格模型挠度计算结果(mm)
根据上图可以看出,在自重和移动荷载作用下,单梁模型和梁格模型计算桥梁挠度结果基本接近,偏差基本在5%以内。
4结论
1)对于直线型预应力混凝土等截面连续箱梁,单梁模型计算建模简便,计算成本低,计算结果能够反映结构的整体受力性能,可用于初步设计或方案比较阶段。
2)单梁模型建立模型时,对支座只能进行简化处理,无法考虑横梁刚度的贡献;对汽车荷载的作用只能通过定义车道偏心加以考虑。
3)梁格法模型能够在很大程度上正确反映出桥梁结构的真实受力状况,通过对支座实际位置的模拟,考虑支座横梁的横向刚度,可以对结构受力作出准确分析;通过布置虚拟车道梁较好地模拟车道的横向分布。
4)梁格法建模较单梁模型建模繁琐,但可以较好的解决单梁模型计算中遇到的问题,计算精度优于单梁模型。
当然,通常所用的梁格理论大多是不考虑翘曲作用,也不能考虑泊松比的影响(钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构一般采取纵横向双向配筋),但是梁格法对于设计来说精度是满足要求的,尤其是涉及到一些弯桥、异形桥时,梁格法的优势就会得到体现。
5)单梁模型和梁格法模型计算截面的应力结果除在支点及中跨跨中截面处差距较明显,总体比较接近。
在设计中进行支座配筋时,要考虑误差存在的影响,优先选用梁格法。
6)单梁模型和梁格法模型计算桥梁挠度结果基本接近,说明两种模型对桥梁纵向刚度的模拟比较接近,两种模型的计算结果均可以进行桥梁结构总体设计复核。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。