钢-混凝土组合梁结构计算
钢与砼组合梁计算

钢与砼组合梁计算钢与混凝土组合梁是一种常用于建筑和桥梁结构中的梁。
它由一块钢板和一块混凝土板组成,这种结构使得梁具有更好的承载能力和抗弯刚度。
以下是钢与混凝土组合梁计算的一般步骤。
1.确定梁的截面形状和尺寸。
根据设计要求和荷载条件,选择合适的梁截面形状,如矩形、T型或箱形梁,并确定梁的净高、有效宽度和厚度。
2.计算混凝土梁的自重。
根据混凝土的密度和梁的净高、有效宽度、厚度来计算混凝土的自重,并与设计荷载进行比较。
3.计算混凝土梁的弯矩承载力。
根据混凝土的弯矩-曲率曲线和挠度极限的要求,计算混凝土组合梁的弯矩承载力,并进行比较。
4.计算钢梁的弯矩承载力。
根据钢材的强度和弯矩-曲率曲线,计算钢梁的弯矩承载力,并进行比较。
5.计算混凝土梁与钢梁的相对刚度。
根据不同材料的弹性模量和惯性矩,计算混凝土梁与钢梁的相对刚度,并进行比较。
6.判断梁的工作状态。
根据设计荷载和比较结果,判断梁在不同工作状态下的安全性和可靠性。
上述步骤仅为一般计算步骤,具体计算过程可能会因设计要求和荷载条件的不同而有所变化。
同时,在计算过程中还需要考虑其他因素,如梁的支座条件、横向荷载效应、动力荷载、温度变形等。
需要注意的是,钢与混凝土组合梁的计算是一个较为复杂的工程问题,需要专业的知识和经验。
因此,在进行钢混凝土组合梁计算时,需要遵循相关的设计规范和标准,并交由专业人士进行计算和审查。
总结起来,钢与混凝土组合梁的计算过程涉及到多个步骤,其中包括梁的截面形状和尺寸的确定、混凝土梁和钢梁的弯矩承载力的计算、相对刚度的比较以及梁的工作状态的判断。
这些步骤需要考虑到设计要求和荷载条件的不同,并且需要遵循相关的设计规范和标准进行计算。
在进行钢与混凝土组合梁计算时,应该委托专业人士进行计算和审查,以确保梁的安全性和可靠性。
钢与砼组合梁计算(带公式程序)

组 合 梁 计 算基本数据输入:组合梁跨度: l=7000mm 梁间距a=2500mm 组合梁截面总高:h=540mm 砼等级:C 30f c=15N/mm 2f cm =16.5N/mm 2E c = 3.00E+04N/mm 2楼承板型号:YX76 楼承板特性:h c1=64mm h c 2=76mm h c =140mmb 0=150mm S 0=2350mm1.截面特性计算:(1)钢梁钢材:Q345f =315N/mm 2fv =185N/mm 2断面:BH 400x5x150x6x150x6上翼缘:b 2=150mm t 2=6mm 下翼缘:b 1=150mm t 1=6mm 腹 板:h w =388mmt w =5mm 钢梁截面:A s=3740mm 2 重量29.4kg/m钢梁中和轴的位置:y s =200mm钢梁截面惯性矩:I s =9.42E+07mm 4 钢梁上翼缘的弹性抵抗矩:W s2= 4.71E+05mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩:W s1= 4.71E+05mm 3(2)组合梁钢与砼弹性模量比:αE =6.87 钢筋砼翼缘板计算宽度:b e =l /6+l /6+b 0=2483.333mm b e =S 0/2+S 0/2+b 0=2500mm b e =6h c1+6h c1+b 0=918mm 取b e =918mmb e,eq =133.7mm钢筋砼翼缘板的截面面积:A ce =58752mm 2换算成钢截面的组合梁截面面积:A 0=12296mm 2 钢梁至组合梁截面中和轴的距离:y x =414mm >=h=400mm中和轴在混凝土板内!钢筋砼翼缘板的截面惯性矩:I ce = 2.01E+07mm 4组合梁换算成钢截面时的惯性矩:I 0== 3.44E+08mm 4组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点4)的截面抵抗矩:W 04= 2.74E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点3)的截面抵抗矩:W 03= 5.58E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点2)的截面抵抗矩:W 02= 2.40E+07mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点1)的截面抵抗矩:W 01=8.30E+05mm 3(3)考虑砼的徐变影响时,组合梁的截面特性换算钢截面组合梁的面积:A '0=8018mm 2 钢筋砼翼板顶面至组合截面中和轴的距离:y 'x =364mm换算钢截面组合梁的惯性矩:I '0= 2.85E+08mm 4组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点4)的截面抵抗矩:W '04= 1.62E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点3)的截面抵抗矩:W '03= 2.55E+06mm3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点2)的截面抵抗矩:W '02=########mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边(点1)的截面抵抗矩:W '01=7.82E+05mm 32.第一受力阶段(施工阶段)的验算:(此时全部由钢梁受力)(1)弯矩及剪力的验算:钢梁自重:0.35KN/m221)()5.0(s x s s c x EceE ce y y A I h y h A I -++--+αα楼板自重: 3.00KN/m 2g 1k =7.85KN/m 施工荷载:q c =1.5KN/m 2 p 2k =11.60KN/mp 2=14.67KN/m弯矩:M 1=89.87KN ·m剪力:V 1=51.35KN(2)钢梁的强度、稳定和挠度的验算: 钢梁上翼缘应力:σ1=190.81 N/mm 2 钢梁下翼缘应力:σ2=190.81 N/mm 2 钢梁剪应力:τ=26.47 N/mm 2 挠度:w=18.7 mmw / l=1/3743.第二受力阶段(使用阶段)的验算:(1)弯矩及剪力的验算:找平层重:g 2=1.0KN/m 2活荷载:q 2k =2.5KN/m 2梁上墙自重:g w=0.0KN/m p 2k =8.75KN/mp 2=11.75KN/m弯矩:M 2=71.97KN ·m 剪力:V 2=41.13KN(2)组合梁的抗弯强度计算:1)在垂直荷载作用下的正应力:钢筋砼翼缘板顶边(点4)的应力:σc4=-3.83 N/mm 2<=fcm=16.50 N/mm 2OK!钢筋砼翼缘板底边(点3)的应力:σc3=-1.88 N/mm 2<=fcm=16.5N/mm 2OK!钢梁上翼缘(点2)应力:σs2=-119.5 N/mm 2<=0.9f=283.5N/mm 2OK!钢梁下翼缘(点1)应力:σs1=209.2 N/mm 2<=0.9f=283.5N/mm 2OK!2)钢梁的剪应力:τ=38.2N/mm 2<=fv=185N/mm 2OK!3)组合梁的挠度:p 2k1=6.875KN/mw =16.51 mmw / l=1/4244.连接件计算:截面在翼缘板与钢梁的接触面处的面积矩:S 0=8.02E+05mm 3v max =95.8 N /mm 选用圆柱头焊钉直径:φ19As=283.5mm 2 每个栓钉的抗剪承载力设计值:N v c =0.7A s f=39694N梁上布置栓钉的列数:n =2该梁的半跨梁分为3区段1 区段:长度:4000mm 剪力 V =95.8 N /mm 每排栓钉间距 a 1=828.46 mm, 取为820 mm 2 区段:长度:0mm 剪力 V =-13.7 N /mm 每排栓钉间距 a 2=#########mm, 取为-5,800 mm 3 区段:长度:-500mm 剪力 V =-13.7 N /mm 每排栓钉间距 a 3=#########mm, 取为-5,800 mm02I S V。
钢—混凝土组合梁的变形计算问题探讨

材料 的离散 性和基于变刚度分析 的刚度反 演, 从而使钢一混凝土组合梁设计更 加完 善。
关键词 : 组合梁 , 变形 , 刚度 , 离散 中图分 类号 : T U 3 7 5 . 1 文献标识码 0 %一 4 0 %; 3 ) 整 体稳定 性 和局部稳 定性 好 , 抗疲劳性能好 , 抗震性能 良好 ; 4 ) 降低建筑成本 。钢 梁可作混 钢—混 凝土组合结构 由钢构件和 钢筋混凝 土构件 组合而 成 , 节 约大量模 板 。施 工周期 缩短 1 / 2~1 / 3 , 同时 能充 分发挥钢材和混凝土 的材料 特性 , 形成 一系列新 颖而且 高效 凝土楼板的支承 ,
时次梁 尚未张拉 , 有 可能产生裂缝 。
计算伸长值 比较 , 两个 吻合说 明张拉 正确 , 否则 应重 新校验 张拉 设备并核算理论计算伸长值 。 参考文献 :
张拉程序为 0 —1 . 0 3 t r 。
2 . 4 预应 力施 工 中遇 到 的问题及 处理 方 法
1 ] G B 5 0 2 0 4 - 2 0 0 2 ( 2 0 1 1年版) , 混凝土结构工程施 工质量验 收 1 ) 预应 力筋在梁 中布置 , 须 分段做 梁 面张拉 , 其 所形成 曲线 [ 规 范[ s ] . 的曲率较大 , 张拉端部 不易形 成规 范所要 求 的平直 段 , 张拉 端部 2 ] G B 5 0 0 1 0 - 2 0 1 0 , 混凝 土结构设计规 范[ s ] . 预应 力筋与承压板 不易保 证垂 直 , 除前 述解决 办法 外 , 在张 拉端 [ [ 3 ] J G J 9 2 - 2 0 0 4 , 无粘结预应力结构技 术规程[ s ] . 采用长 , 宽木穴模 , 使穴模端部与 承压 板水平 , 充分保 证在 浇筑完
基于欧洲标准的钢混组合箱梁结构计算要点

基于欧洲标准的钢混组合箱梁结构计算要点摘要:介绍了基于欧洲标准设计的城市高架桥上部钢混组合箱梁结构计算方法,以及验证内容:截面承载能力、面外扭转稳定承载能力、剪切稳定和受压腹板的面内稳定承载能力、纵向抗剪承载能力、疲劳承载能力等。
关键词:欧洲标准;钢混组合箱梁;可变荷载;疲劳损耗车辆;截面抗力;弯剪耦合高架桥上部结构型式选择施工周期短的钢混组合箱梁,本篇立足于基于欧洲标准的桥梁结构设计,对所采用的设计规范、设计标准、设计荷载、设计理论、计算要点等进行了全面的阐述,希望能对各位桥梁工程师在海外项目设计中提供帮助。
1概述1.1结构尺寸设计采用三跨连续的钢-混凝土组合箱梁结构形式,桥梁跨径组合3x30m,桥宽10m。
箱梁中心高度为1.5m,混凝土桥面板厚25cm,承托处厚40cm。
钢梁采用直腹板单箱单室断面,钢梁腹板厚20mm,在近支点20m范围钢梁顶板厚28mm,底板厚20mm,跨中25m范围钢梁顶板厚32mm,底板厚28mm。
主梁标准断面(m)1.2技术标准及规范钢混组合箱梁遵循的标准包括:① EN 1994-2 钢与混凝土组合结构设计第2部分总则与桥梁规则;② EN 1992-2 混凝土结构设计第2部分混凝土桥梁;③ EN 1993-2 钢结构设计第2部分钢桥;④ EN 1990 结构设计基础;⑤ EN 1991 结构上的作用。
2材料2.1结构主要材料及性能桥面板采用C35/45混凝土,全桥上部结构钢筋采用B500B。
2.1.1钢材钢主梁采用S355K2级别钢材,主要力学性能如下:40mm板厚以下屈服强度 f y=355MPa弹性模量 E a=210Gpa=210 000MPa材料线膨胀系数αth a= 10×10-6℃2.1.2剪力连接件连接件钢材等级为S235J2G3,主要力学性能如下:极限强度 f u=450MPa2.2材料分项系数针对承载能力极限状态(ULS)及针对正常使用极限状态(SLS)针对疲劳极限状态3作用3.1恒载1)自重一期恒载:钢构件和混凝土桥面板自重按构件断面重量自动计入,混凝土容重取为26kN/m3,钢材容重取78.5kN/m3。
组合梁桥课程设计计算书

目录钢-混凝土连续梁桥设计计算书 (1)1 工程结构概况 (1)2 结构设计参数及设计原理 (1)3 截面特性计算 (2)3.1钢梁截面特性 (3)3.2混凝土截面特性 (3)3.3组合截面特性 (4)4 横向连接系的设计 (5)4.1横向联结系的设计 (5)4.2钢主梁腹板加劲肋的设计 (6)4.3主梁荷载的横向分布系数计算 (7)5 内力计算 (10)5.1恒载内力计算 (10)5.2活载内力的计算 (11)6 主梁作用效应组合与应力验算 (13)6.1应力验算 (13)6.2最不利荷载组合及应力组合 (18)6.3负弯矩区混凝土板的配筋计算 (20)6.4剪力连接件的计算 (21)6.5横隔梁的内力计算 (23)7 有限元软件分析计算 (26)7.1有限元建模与计算 (26)7.2结构内力计算结果 (27)7.3结构挠度计算结果 (29)钢-混凝土连续梁桥设计计算书1 工程结构概况本设计桥梁为某高速公路跨线桥,设计车道数为双向四车道,设计车速为120km/h ,设计荷载采用1.3倍公路-Ⅰ级荷载。
桥梁为跨径布置50m+80m+50m 的连续梁桥,桥宽为25.5m 。
通过综合分析比较各类桥型,本桥梁采用钢-混凝土组合梁桥结构形式对跨线桥进行初步设计,并进行结构设计验算。
本文先后分别进行截面设计,抗弯强度计算,以及抗剪强度设计。
本文设计过程先采用手工计算,再运用有限元软件进行复核。
2 结构设计参数及设计原理结构形式:采用连续有承托焊接工字型板梁方案,横桥向为等间距并排9个焊接工字梁,钢主梁的上翼缘顶部通过栓钉与现浇混凝土桥面板相连接,形成钢-混凝土组合结构共同承受外荷载作用。
桥梁沿桥跨方向,主跨等间距布置14道横隔梁,边跨布置9道横隔梁,以提高钢主梁的整体稳定性,保证各根主梁整体承载,三跨的横隔梁标准间距为6.00m ,结构立面如图2.1所示,桥梁桥跨方向的横断面如图2.2所示,结构钢主梁及横隔梁布置形式如图2.3所示。
钢-混组合梁承载力计算原理

钢-混组合梁承载力计算原理
钢-混组合梁是由钢和混凝土组合而成的一种梁,通常用于大跨
度建筑或桥梁等工程中。
其承载力计算原理涉及到结构力学和材料
力学等多个方面。
首先,钢-混组合梁的承载力计算原理涉及到梁的受力分析。
在
计算承载力时需要考虑梁的受力情况,包括弯矩、剪力、轴力等。
钢-混组合梁由钢和混凝土组合而成,因此在计算承载力时需要考虑
两种材料的受力情况,以及它们之间的相互作用。
其次,钢-混组合梁的承载力计算原理还涉及到材料的力学性能。
钢材和混凝土材料在受力时具有不同的特性,包括弹性模量、屈服
强度、抗拉强度等。
在计算承载力时需要结合这些材料的力学性能
参数,进行受力分析和计算。
另外,钢-混组合梁的承载力计算原理还包括了设计规范和标准
的要求。
不同的国家和地区都有针对钢-混组合梁设计的相关规范和
标准,这些规范和标准包括了对梁的受力分析、材料力学性能要求、构件尺寸和配筋要求等方面的规定。
在计算承载力时需要符合相应
的设计规范和标准的要求。
综上所述,钢-混组合梁的承载力计算原理涉及到梁的受力分析、材料力学性能以及设计规范和标准的要求。
通过综合考虑这些方面
的因素,可以对钢-混组合梁的承载力进行准确的计算和评估。
工字型钢—混凝土连续组合梁受弯性能分析及负弯矩区承载力计算教程

学校代码10530学号201013011631分类号TU398密级硕士学位论文工字型工字型钢钢-混凝土混凝土连续连续连续组合梁受弯组合梁受弯性能分析及性能分析及负弯矩区负弯矩区负弯矩区承载力计算承载力计算学位申请人彭刚指导教师刘忠教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向混凝土结构设计理论研究二〇一三年四月十八日Analysis on Flexural Behavior of Steel-Concrete Beams and Bearing Capacity Calculation in the negativemoment areaCandidate Peng GangSupervisor Professor Liu ZhongCollege College of Civil Engineering and MechanicsProgram Constructional EngineeringSpecialization Steel and Concrete Composite StructureDegree Master of EngineeringUniversity Xiangtan UniversityDate April,2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了本文特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在本文以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
40m组合梁上部结构计算

一、概述一跨简支,标准跨径:40m,计算跨径38.5m,斜交角77°,主梁中心高1.8m,采用预弯钢-砼组合箱梁结构,钢箱梁中心高1.5m,采用Q345C钢材,现浇混凝土C50钢纤维混凝土,厚30cm。
桥型截面布置如下(单位:mm):单幅桥主梁断面图 1二、主梁材料及参数1.主梁Q345C钢,工厂预制。
Q345C钢物理-力学性能如下:弹性模量: E s=2.06x105 MPa剪切模量: G s=0.79x105 MPa质量密度: r=78.5 kN/m3线膨胀系数: a s=1.2 x10-5/℃泊松比: m s=0.3应力松弛: s=1.5%局部次要钢结构采用Q235C钢屈服强度取σs=324MPa,其相应的基本容许应力乘以折减系数324/343=0.945,折减后见上表括号内数值。
2. C50混凝土抗压标准强度:f ck=32.4MPa、抗压设计强度为f cd=22.4MPa;抗拉标准强度:ft k=2.65MPa、抗拉设计强度为f td=1.83MPa;弹性模量Ec=3.45x104MPa3.普通钢筋:R235钢筋的抗拉(抗压)设计强度:f sd=195MPa;HRB335钢筋的抗拉(抗压)设计强度:f sd=280MPa;三、荷载计算1、主梁自重边梁1#、3#梁宽5.1m、2#梁宽4.8m一片钢箱梁自重(每延米):q=863.7*1.05/40=22.67 kN/m现浇层自重(每延米):1#、3#梁q=5.1*0.3*26=39.78 kN/m2#梁q=4.8*0.3*26=37.44 kN/m2、二期恒载铺装自重(每延米):1#、3#梁q=5.1*0.1*24=12.24 kN/m2#梁q=4.8*0.1*24=11.52 kN/m地袱及盖板(每延米):q=16 kN/m栏杆(每延米):q=2 kN/m防撞墙(每延米):q=8 kN/mD500mm水管及支撑板:q=2.9 kN/m(※钢箱梁、现浇层、附属构造具体尺寸详见施工图※)3、可变作用1)温度荷载简支梁整体温差按±30℃考虑,温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)的规定计算。
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钢-混凝土组合梁
结构计算书
编制单位:
计算:
复核:
审查:
2009年3月
目录
1. 设计资料 (1)
2. 计算方法 (2)
2.1 规范标准 (2)
2.2 换算原理 (2)
2.3 计算方法 (3)
3. 不设临时支撑_计算结果 (3)
3.1 组合梁法向应力及剪应力结果 (4)
3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果 (6)
3.3 结论 (7)
3.4 计算过程(附件) (7)
4.设置临时支撑_有限元分析计算 (7)
4.1 有限于建模 (7)
4.2 施工及使用阶段结构内力 (9)
4.2.1 施工阶段结构内力 (10)
4.2.2 使用阶段结构内力 (11)
4.3 组合梁截面应力 (13)
4.3.1 截面应力汇总 (13)
4.3.2 截面应力组合 (15)
4.4 恒载作用竖向挠度 (16)
4.4.1 施工阶段竖向挠度 (16)
4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度 (16)
4.5 结论 (16)
钢-混凝土组合梁结构计算
1. 设计资料
钢-混凝土组合梁桥,桥长40.84m ,桥面宽19.0m ;钢主梁高1.6m(梁端高0.7m),桥面板厚0.35m ;钢材采用Q345D 级,桥面板采用C50混凝土;车辆荷载采用公路-I 级车道荷载计算。
图 1 横向布置
(cm)
图 2 桥梁立面 (cm)
钢主梁沿纵向分3个制作段加工,节段长度为13.6+13.64+13.6m ,边段与中段主要结构尺寸(图 3)见下表,其余尺寸详见设计图纸
图 3 钢梁标准构造(mm)
2. 计算方法
2.1 规范标准
现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第11章《钢与混凝土组合梁》针对不直接承受动力荷载的一般简支组合梁及连续组合梁而确定,对于直接承受动力荷载的组合梁,则应采用弹性分析法计算。
《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)第4.1.1条也规定:结构构件的内力应按弹性受力阶段确定。
尽管弹性分析法(容许应力法)不能充分组合梁的承载能力极限状态,但对于承受动力荷载的桥梁钢结构的强度计算是基本符合结构的实际受力状况的。
计算依据:
1.《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
2.《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)
3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
4.《钢-混凝土组合梁设计原理》(第二版).朱聘儒.北京:中国建筑工业出版
社,2006
5.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)
2.2 换算原理
根据总力不变及应变相同的等效条件,将混凝土翼板换算成与钢等效的换算截面;换算过程中要求混凝土翼板截面形心在换算前后保持不变,翼板面积换算转化为翼板宽度的换算。
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)第5.1.16条,组合梁混凝土桥面
板有效计算宽度b e 取两梁轴线间的距离,即b e =2.0m
材料弹性模量比s
c
E n E
=5.971,则等效换算宽度b eq =2.0/5.971=0.335m 。
图 4 换算原理 (cm)
结构计算软件Midas 分析时,徐变及收缩效应采用换算弹性模量法计算,徐变(长期):n 1=n(1+φt /2)= 5.971×(1+2/2)= 11.942,收缩:n 2=n(1+φt /2)= 5.971×(1+4/2)= 17.913;徐变系数φt 在计算徐变及收缩时分别取2及4。
2.3 计算方法
计算采用手工结合软件两种方式计算,其中初步计算时采用手工计算,施工阶段未布设临时支撑;Midas 有限元软件建模时,在被交主路(吐乌大)中央分隔带位置设置临时支撑。
3. 不设临时支撑_计算结果
施工阶段两端简支,不设临时支撑(计算过程附后)
图 5 计算简图 不设临时支撑
图 6 强度验算位置
3.1 组合梁法向应力及剪应力结果
表4 截面正应力
..
..
注:
1.钢材容许应力提高系数,参考《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 1000
2.2-2005)第
3.2.8条或《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)第1.2.10条
2.桥面板混凝土剪应力容许值参照《钢-混凝土组合梁设计原理》(第二版).朱聘儒第四章建议取值τc<=0.6ftd 且在任何情况下τc<=0.25fcd
f cd为混凝土轴心抗压强度设计值
3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果
施工阶段在混凝土未达到设计强度之前,桥面板只能作为湿重荷载,此阶段仅有钢梁作为承重构件
△l=16.0cm
..
3.3 结论
初步计算结果表明,由于施工阶段及成桥后截面刚度存在差异,Ieq/Is= 0.098441/ 0.027211=3.62倍(换算截面惯性矩/钢梁净截面惯性矩)
表 6 钢梁与组合梁截面特性对比
施工阶段桥面板未参与共同受力,因此该阶段钢梁截面应力及挠度值均很大,可采取两种方式解决:
方案一,增大钢梁截面刚度,其中加大梁高是增加截面惯性矩的一种非常有效方式;然而钢梁作为薄壁构件,梁高过大容易造成结构失稳。
方案二,施工时,在被交线(吐乌大)中央分隔带附近设置临时竖向支撑,该方式在施工阶段可以非常有效地减小主梁跨度,减小截面内力(弯矩、剪力),从而相应减小施工阶段钢梁截面应力。
综上述,推荐在施工阶段设置临时竖向支承的方案。
3.4 计算过程(附件)
详细计算过程,见附件。
4.设置临时支撑_有限元分析计算
4.1 有限于建模
有限元数值分析采用Midas商业结构计算软件,在被交线(吐乌大)中央分隔带附近位置设临时支撑,利用施工阶段联合截面的功能建模。
图7计算简图施工阶段设置临时支架
模型沿桥纵向共划分为84个单元,施工阶段联合截面输入时,混凝土桥面板厚度取用平均厚度32cm,板托厚度假定3cm,保证组合截面梁高不变
图8 单元划分
图9 组合截面
4.2 施工及使用阶段结构内力
图11梁单元局部坐标系中内力(或应力)正负号的约定
4.2.1 施工阶段结构内力
图12施工阶段恒载弯矩图(kN.m)
图13施工阶段恒载剪力图(kN)
表7 施工阶段钢主梁截面弯矩
注:支点截面距梁端0.5m
4.2.2 使用阶段结构内力
图14 成桥阶段恒载弯矩图(kN.m)
图15成桥阶段恒载剪力图(kN)
表8 使用阶段组合梁截面内力
图16 活载弯矩图(kN.m)
表9 车辆荷载作用截面(弯矩最大值)
注:上表剪力值为弯矩最大时同时发生的内力值
图17 活载剪力图(kN)
4.3 组合梁截面应力
4.3.1 截面应力汇总
表11 截面应力
..
4.3.2 截面应力组合
表12截面应力组合
组合Ⅲ:恒载+活载+徐变+收缩+温差(10℃)组合Ⅳ:恒载+活载+徐变+收缩+温差(-10℃)..
4.4 恒载作用竖向挠度
4.4.1 施工阶段竖向挠度
△l=1.2cm
4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度
拆除临时支承后,组合梁恒载竖向挠度
△l=7.6cm
4.5 结论
施工阶段恒载应力在组合梁各阶段应力当中占很大比例,设置临时支承可明显减小该阶段产生的应力。
因此,有必要在施工时合理协调被交主路(吐乌大)车辆交通,尽可能多地设置临时支承。