桥梁设计荷载西南交通大学李亚东
60+100+60三跨铁路连续梁桥MIDAS建模

西南交通大学桥梁工程毕业设计——MIDAS 建模——三跨铁路连续梁桥
0 前言
为了让学生更好的理解和应用 MIDAS 作本年度的桥梁工程毕业设计,特制作了 《MIDAS 初步应用》、《(60+100+60)m 三跨高铁路连续梁桥 MIDAS 实例建模》以及 《桥梁博士初步应用》、《(60+100+60)m 三跨高铁路连续梁桥桥梁博士实例建模》 本文件配合相应的视频文件使用。本套文件仅供桥梁工程毕业设计学生学习参考,模型 中也并未完全按设计要求进行考虑。文件中错误再所难免,敬请批评指正。
西南交通大学桥梁工程毕业设计——MIDAS 建模——三跨铁路连续梁桥
目
录
0 前言 ................................................................................................................................ 1 1 概述 ................................................................................................................................ 1 1.1 桥梁设计概况 ..................................................................................................... 1 1.2 设计荷载 ..........................................................................................
李亚东-欧洲结构规范技术标准体系与特点简介(西南交大 20111228)

何为欧洲结构规范?
对建筑和土木工程结构物,制订出的一套欧盟共用的技 术规范,最终替代各成员国采用的各不相同的规范。
2012年5月22日
李亚东:Introduction to Eurocodes
5
采用欧洲结构规范的潜在好处
协调欧洲工程领域的劳务市场 有利于材料、构件和配件的使用、采购及销售 通过构建共同的设计框架,强化土木工程理论研究和技术 发展的共同基础 加大设计方法的透明度,易于设计方、官方和业主等之间 的沟通交流 可为设计施工提供通用的设计指南、手册、软件等 增强欧洲土木工程在全球范围内的竞争力 增强欧洲土木工程在全球范围内的竞争力 在欧洲不同地区,可获得更为一致的工程安全性水准 在欧洲不同地区,可获得更为一致的工程安全性水准 核心:协调技术规范,消除欧洲贸易中的技术障碍
2012年5月22日 李亚东:Introduction to Eurocodes 13
2012年5月22日
李亚东:Introduction to Eurocodes
9
欧洲标准的“三足鼎立”
EN 1090 - Execution of steel structures and aluminium structures EN 13670 - Execution of concrete structures EN1536 - Execution of special geotechnical work: Bored piles EN 1537 - Execution of special geotechnical work: Ground anchors
欧洲结构规范 (Structural Eurocodes) Eurocodes) 技术标准体系与特点简介
土木工程学院 桥梁工程系 李亚东 博士 教授 ydli@ 2011-122011-12-29 北京
桥梁工程教学大纲

一、课程中文名称:桥梁工程二、课程英文名称:Bridge Engineering三、课程编码:ZX0655340四、课程性质:专业课五、学时数、学分数、开课学期:64学时、4.0学分、第7学期六、课程目的与要求课程的目的主要有:该课程是土木工程专业桥梁课群组的主要限定选修专业课。
通过本课程的学习使学生了解桥梁的设计原则,掌握各种体系桥梁的受力特点及结构计算基本理论,结合课程设计与习题加深对课堂理论教学内容的理解,培养学生的动手能力。
课程的基本要求:1、介绍国内外桥梁的发展历史和现状及新型的桥梁体系,拓宽专业面,为桥梁工程的进一步发展积累知识。
2、讲课中把对结构的安全、经济、适用和美观的要求有机地联系起来,贯彻多快好省的建设方针,培养学生热爱专业,愿为祖国的桥梁事业贡献毕生精力的献身精神,以严肃的科学态度,从党和人民的基本利益出发,正确处理桥梁规划与设计问题。
3、要求学生掌握梁式体系桥梁的设计、计算、构造、施工的全部内容,掌握设计计算的基本理论。
4、要求掌握拱式桥的设计、计算、构造和施工的全部内容。
5、重点章节应布置习题,加深学生对基本理论的理解。
6、通过课程设计培养学生的动手能力。
七、本课程与其它课程的联系同桥梁工程有密切关系的前续课程有数学、材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理等。
1、数学为桥梁工程的学习提供方法论指导;2、材料力学为桥梁工程的学习提供一般的力学原理,桥梁工程将这些原理应用于结构设计中;3、结构力学解决了一些结构的计算问题;结构设计原理使得所设计的截面满足强度、刚度和稳定性的要求;4、桥梁工程是上述几门课程的综合应用。
同桥梁工程有密切关系的后续课程有:高等桥梁结构理论、桥梁结构稳定和振动、结构动力学以及一些桥梁计算软件等。
八、教学方法课堂讲授+课后作业检查+作业信息反馈+答疑指导采用黑板教学,同时运用网络教学平台。
九、考核方法:闭卷:平时成绩+期末考试成绩十、选用教材及参考书目选用教材:彭大文李国芬黄小广主编的《桥梁工程》人民交通出版社 2007参考书目:1、姚玲森主编《桥梁工程》(公路与城市道路专业用)人民交通出版社 19852、中华人民共和国交通部标准:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)3、中华人民共和国交通部标准:《公路钢筋混凝上及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)4、邵旭东胡建华编著《桥梁设计百问》(第二版)人民交通出版社 20055、刘吉义张俊义陈亚军编《桥梁施工百问》人民交通出版社 20036、李亚东主编《桥梁工程概论》(第二版)西南交通大学出版社 20067、王丽荣主编《桥梁工程》中国建筑工业出版社 20058、范立础主编《桥梁工程》(上册)人民交通出版社 20019、顾安邦主编《桥梁工程》(下册)人民交通出版社 200010、严国敏编著《现代斜拉桥》西南交通大学出版社199511、严国敏编著《现代悬索桥》人民交通出版社 2002十一、教学进程安排表学时序号章节教学内容理论实践合计1第一章绪论2022第二章桥梁的总体202规划和设计404 3第三章桥梁设计作用202 4第四章桥面布置与构造202 5第五章混凝土桥梁结构的耐久性设计12以上为第一篇总论404 6第一章混凝土梁式桥的构造7第二章混凝土简支梁式808桥的计算606 8第三章混凝土连续体系梁桥的计算9第四章箱梁简介202 10第五章刚架桥简介101 11第六章梁式桥支座303 12第七章混凝土斜梁桥和202弯梁桥简介404 13第八章混凝土梁桥的施工30以上为第二篇混凝土梁桥和刚架桥14第一章概述202 15第二章拱桥的构造404与设计16第三章拱桥的计算606 17第四章拱桥施工202以上为第三篇拱桥14101 18第一章总体布置与结构体系19第二章斜拉桥的构造1012以上为第四篇混凝土斜拉桥20第三章钢管混凝土拱202桥的构造404 21第四章钢管混凝土拱桥的计算6以上为第五篇钢-混凝土组合结构桥梁合计共21章的内容64064十二、主要教学内容、重点和难点第一篇总论第四章绪论一、学习目的通过本章的学习,要达到以下目的(1)了解桥梁工程在道路建设中的作用;(2)明白桥梁的组成和分类;(3)了解桥梁有关的术语名称;(4)了解国内外桥梁的发展概况。
换索技术在斜拉桥加固施工中应用

换索技术在斜拉桥加固施工中应用摘要:以某斜拉桥换索工程为例,重点介绍了斜拉桥换索过程中增设的临时拉索设计方案及其换索的施工过程,为我国20世纪70,80年代同类型斜拉桥换索总结出了宝贵经验。
关键词:斜拉桥换索临时拉索在过去的50年内,全世界修建了数百座各种类型的斜拉桥,我国的斜拉桥数量也已超过100座。
但由于斜拉索的防护技术不尽完善,拉索施工质量不过关或养护不当,在桥梁运营若干年后,不可避免地会出现斜拉索腐蚀问题,国内外一些斜拉桥(如:德国的科尔布兰特桥、委内瑞拉的马拉开波湖桥、英国的伍埃桥、我国的济南黄河大桥等)不得不换索,以保证桥梁安全和继续运营。
因此,斜拉桥换索成为具有工程实践意义的重要课题。
斜拉索作为斜拉桥的主要受力构件,可以说斜拉桥的拉索的使用寿命直接制约着斜拉桥的使用寿命,所以为调整结构整体受力和一些出现病害的拉索要进行换索工作,一些斜拉桥换索设计的做法是:对拉索进行逐根更换,以换索前实测的索力为依据,换索过程中不改变原有索力和高程。
也就是说,换上新索后,新索索力与桥面高程与换索前全桥索力和高程保持一致,因此在换索过程中临时拉索的使用就变得尤为关键。
本文以一座旧斜拉桥的换索施工,重点讲述了临时拉索在换索过程中的重要作用及临时拉索的设计。
1 工程概况某桥为(39+88.8+39)m钢筋混凝土斜拉桥,桥梁全长173.28m,三跨双台、双塔双索面斜拉型对称布置,主桥采用墩、塔固结、桥面系支承体系。
桥面净宽2×1.0m(人行道)+6.0m(行车道)。
桥梁为双塔对称布置,塔架为“A”字形框架;拉索为双索面扇形布置,每塔六对。
主梁由两箱形梁和行车道板组成。
桥梁设计荷载:汽—10、履—50,于1987年12月竣工[3~4]。
2006年10月3日,该桥2号塔一根斜拉索突然断开。
经研究,该桥的加固方案为:基于目前钢索锈蚀相当严重,应该更换该桥全部斜拉索。
每塔除一号拉索为单索外,其余5对均为双索,全桥原有拉索88根,设计换索将其中双索皆换为单索,更换后全桥新拉索为48根。
单层叉筒网壳结构的几何非线性静力稳定分析

Ca c l tng a nay ng t r n v r edit i u in c e fc e t lu a i nd a l i he ta s e s srb to o f iin
S i g h YU ・o g UN M n - e Lu s n
百 分 比
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一0 0 0 7 0 0 4 0.4 0 6 0.4 3 0 3 0 0 3 0.4 3 0 5 0.4 0 4 0 0 6 0.4 .2
板 号
图 4 各号板横向分布系数比较 图
[ ] 立明. lo、 ss 1张 A grAny 在桥 梁工程 中的应用方法与实例 [ . M] 北
京 : 民 交 通 出版社 ,0 3 人 20 .
[] 2 姚玲森 . 梁工程 l . 桥 M]北京 : 民交通 出版社 ,9 5 人 18 、 [] 3 李亚东、 梁工程概论 [ . 桥 M]成都 : 西南交通大学出版社 ,0 1 20 . [ ] 明波 , 4丁 张永亮 , 陈兴 冲, 部 分斜拉 桥横 向应力试验及 分析 等. []兰州铁道学 院学报 ,0 32 ( )2 —6 J. 2 0 ,2 3 :52 . [ ] 国豪, 5李 石 洞. 公路桥 梁荷载 横 向分布计 算[ . M] 北京 : 民 人
单层 叉 筒 网壳结 构 的几何 非 线 性 静 力稳 定 分 析
赵淑 丽 宋胜 东 韩孝栋
摘 要 : 通过跟踪 网壳结构 的非线性荷载一 位移全过程响应 , 完整地 了解 了该 结构在整 个加载过程 中的强度 、 稳定性 以 及 刚度的变化历程 , 合理确定其稳定承载力 , 通过分析对 单层 网壳的静 力稳定特 性有 了较全 面的了解。 关键 词: 单层 网壳 , 几何 非线性, 静力稳定, 临界荷载
西南交通大学土木工程学院导师2009名单

土木工程学院桥梁系
1972.7
教授
否
5
李乔
桥梁与隧道工程
1.大跨度桥梁空间结构行为;
2.既有桥梁损伤识别与健全性评估。
土木工程学院桥梁系
1954.5
教授
否
6
沈锐利
桥梁与隧道工程
现代桥式及桥梁结构设计理论;桥梁结构动力响应
土木工程学院桥梁系
1963.5
教授
否
7
廖海黎
桥梁与隧道工程,防灾减灾工程与防护工程,结构工程
土木工程学院桥梁系
1972.6
副教授
否
23
谢尚英
桥梁与隧道工程
新型桥梁结构
土木工程学院桥梁系
1963.11
副教授
否
24
成文佳
桥梁与隧道工程
1.既有桥梁受力行为及加固研究
2.现代桥式及桥梁结构设计理论
土木工程学院桥梁系
1969.8
副教授
否
25
周凌远
桥梁与隧道工程
桥梁结构行为分析
土木工程学院桥梁系
1968.1
西南交通大学土木工程学院2009年硕士生导师上岗招生遴选通过人员名单
西南交通大学2009年硕士生导师上岗招生遴选通过人员名总计:30人
序号
姓名
学科、专业
研究方向
所在单位
出生
年月
职称
是否首次招生
1
赵人达
桥梁与隧道工程
1、现代桥式及桥梁结构设计理论
2、既有桥梁结构损伤识别与健全性评估理论
土木工程学院桥梁系
土木工程学院
1963.6
教授
否
20
2014西南交大硕士生导师名单

土木工程学院
男
否
土木工程学院
男
否
土木工程学院 土木工程学院 土木工程学院
男 男 男
否 否 否
土木工程学院 土木工程学院
男 女
否 否
26 周凌远 土木工程 27 赵灿晖 土木工程 28 夏嵩 29 卫星 土木工程 土木工程
30 张清华 土木工程 31 夏招广 土木工程 32 唐茂林 土木工程 33 李俊 土木工程
34 马存明 土木工程 35 武守信 土木工程 36 占玉林 土木工程 37 施洲 土木工程
38 晋智斌 土木工程 39 邵长江 土木工程 40 叶华文 土木工程 41 勾红叶 土木工程
桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 防灾减灾工程 及防护工程 桥梁和隧道工 程,岩土工程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 桥梁与隧道工 程 结构工程 结构工程,防 灾减灾工程及 防护工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程,防 灾减灾工程及 防护工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程 结构工程
男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男
否 否 否 否 是 否 否 否 否 否 否 否 否 否
沈锐利 土木工程
8 廖海黎 土木工程 9 陈新中 土木工程 10 郑史雄 土木工程 11 赵雷 土木工程
12 申爱国 土木工程 13 祝兵 土木工程
14 周厚斌 土木工程 15 许惟国 土木工程 16 杨永清 土木工程 17 单德山 土木工程 18 李小珍 土木工程
《桥梁工程课程设计》任务书

桥梁工程课程设计任务书一、设计题目预应力混凝土简支T梁桥设计二、基本设计资料1.跨度和桥面宽度1)标准跨径:25.00m+学号后两位x0.1m2)计算跨径:24.50m(支座中心距离)+学号后两位x0.1m3)主梁全长:24.96m(主梁预制长度)+学号后两位x0.1m4)桥面净空:净7m(行车道)+2×1.25m人行道2.技术标准1)设计荷载标准:公路-Ⅱ级,人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m计算,人群荷载3kN/m22)环境标准:Ⅰ类环境3)设计安全等级:一级3.主要材料1)混凝土:混凝土简支梁及横隔板采用C40混凝土,混凝土重度按26kN/m³计;桥面铺装上层采用0.1m沥青混凝土,下层为0.08~0.12m的C40混凝土,沥青混凝土重度按23kN/ m³,混凝土重度按25kN/ m³计。
2)钢束采用GB/T5224-2003 φs15.2高强低松弛钢绞线,其抗拉标准强度为1860Mpa,钢筋:主筋用HRB400,其它用HPB300。
4.构造形式及截面尺寸(参照所提供通用图)如图1所示,全桥共由4片T形梁组成,T梁细部尺寸详见附图;桥上的横坡为双向2%,坡度由C40混凝土混凝土桥面铺装控制。
5.计算方法极限状态设计法。
6.设计依据1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015);2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)。
7.参考资料1)《结构设计原理》教材;2)《桥梁工程概论》,李亚东主编,西南交通大学出版社,2014年2月,第三版;3)《桥梁工程》,姚玲森主编,人民交通出版社,2008年7月。
三、基本要求设计内容(总分70分)①计算主梁的荷载横向分布系数,包括边、中梁,手算为主(30分)②主梁的内力计算,手算、软件计算均可(40分)四、加分项设计内容(总分30分)1.持久状况下承载能力极限状态下主梁强度验算(+20分)2.持久状况下正常使用极限状态下主梁挠度验算(+10分)五、设计要求计算说明书要内容全面,条理清晰,数据正确;图纸要求格式标准,数据准确,粗细分明,布局美观。
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作用
准永久值
频遇值 标准值
作用的统计曲线及代表值示意
永久作用-标准值
可变作用-根据不同的极限状态和组合方式分别采用标 准值、频遇值或准永久值作为其代表值。
➢ 承载能力极限状态-标准值 ➢ 正常使用极限状态(按短期效应组合设计)-频遇值
• 频遇值-标准值乘以频遇值系数φ1 ➢ 正常使用极限状态(按长期效应组合设计)-准永久值
永久作用
可变作用
偶然作用
结构重力(包括结构附加重力)
汽车荷载+汽车冲击力
地震作用
预加力
汽车离心力
船舶或漂流物的撞击作用
土的重力
汽车引起的土侧压力
汽车撞击作用
施工荷载
土侧压力 混凝土收缩及徐变作用 水的浮力 基础变位作用
人群荷载
汽车制动力
列车牵引力
风荷载 流水压力
列车横向摇摆力 长钢轨纵向水平力
列车脱轨荷载 长钢轨断轨力
李亚东主编:《桥梁工程概 论》西南交大出版社,2001 年第一版,2006年第二版
西南交通大学《桥梁工程概 论》专业课程于2009年入选 为国家级精品课程和国家级 网络精品课程,即“双精品 课程”。
高等教育“十一五”国家级 规划教材,2006年荣获第七 届全国高校出版社优秀畅销 书二等奖
一 二 三 四 五
荷载等级——分为公路-I级、公路II级,其选用与公路等级有关
• 准永久值-标准值乘以准永久值系数φ2 ➢ 按弹性阶段计算结构强度-标准值
偶然作用-标准值
铁路桥梁各类荷载-只有“标准值”
一 二 三 四 五
桥梁上部结构的恒载-结构自身重力和附属设备等外加重力
桥梁下部结构的恒载-由支座传递下来的上部结构的重力、墩台自身 重力、土压力和水压(浮)力等
结构重力=结构体积×材料容重(重力密度)
土的重力及土侧压力-计算涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地 基变形,也与气象、水文和外加荷载等因素有关
水浮力-指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递给建筑物基 础底面的(自下而上的)水压力;对位于碎石类土、砂类土、粘砂土 等透水性地基上的墩台,需在设计中考虑水浮力
在检算结构的使用性能时,预加力当视为恒载;在检算结构的承载能 力时,预加力不作为恒载,但把预应力钢筋视为结构抗力的一部分, 但在连续梁等超静定结构中,仍需考虑其次效应
施加在结构上的力
引起结构外加变形 、约束改变的原因
直接作用(荷载) 间接作用
结构对所受作用的反应
结构内力的反应 结构变位的反应
公路、铁路桥梁作用分类对比
公 永久作用
路 桥
可变作用
梁 偶然作用
恒载
铁
活载+附加力
路 桥
特殊荷载
梁
作用
永久 作用
偶然 作用
可变 作用
结构使用期
公路桥梁各作用随时间变化的性质(示意)
超静定结构中基础变位会产生附加内力
11
常用材料的重力密度
一 二 三 四 五
车辆活载—桥梁承受的机动交通活载
➢ 铁路桥-列车活载; ➢ 公路桥-各类汽车活载; ➢ 公铁两用桥-列车活载+汽车活载
标准活载—设计统一采用的车辆活载(车辆活 载的种类繁多,故需对车辆活载进行调查分析 和综合概括,并按照安全、适用和经济的原则 加以规范确定)
的标准,与中-活载图式 相同但数值大幅减少
• 专用铁路的活载标准,结
合具体情况确定
局部构件
结构整体
• 考察实际运行的列车及其发展趋势,中-活载标准已不适 用。(2000年前蒸汽机车已停运,内燃和电力机车得到广 泛应用;货车的重载轴重时常高于机车的轴重)
• 我国新的列车活载标准应与国际铁路联盟(UIC)制订的 活载标准较为一致。
地面为主 隔离或少量混用
2.6 10 70 1435 2~4
0.6-1.0万
地面 混用为主
2.6 9 45~60 1435 2
C型车 B型车 A型车
某中低速磁浮试验线(举例)
参照《高速磁浮 交通设计规范》 、 《中低速磁浮 交通设计规范》 (征求意见稿)
根据车型确定活 载图式及大小
注意三种不同的 作用状态
1.0-3.0万
线路形态
隧道为主
隧道为主
地面或高架
路用情况
专用
专用
专用
车辆宽度(m)
3.0
2.8
2.6
最大轴重(t)
16
14
11
最大时速(km/h) 80~100
80
80
轨距(mm)
1435
1435
1435
列车最多 车辆编组
6~8
6~8
4~6
《城市轨道交通技术规范》(GB50490-2009)
0.8-2.5万
静活载—不包含冲击力的车辆活载。
• 发展情况:1938年公布中
华活载标准,1951年制订 了中-Z活载标准,1975 年对中-Z活载标准进行 修订,形成目前所用的中 -活载标准。
• 中-活载(模拟荷载)由
普通活载与特殊活载组成 ,适用于标准轨距1435 mm的干线铁路
• 地方窄轨(轨距762mm)
对公铁两用桥, 如何选择作用及 其大小?
冰压力
冻胀力
温度(均匀温度和梯度温度)作用
支座摩阻力
铁路桥无此项
作用频遇值 作用准永久值
作用标准值 作用频遇值 作用准永久值
“频繁出现” 95%概率分位 “经常出现” 50%概率分位
用于所有作用 仅用于可变作用
频率(概率密度)
足够长观测 期内的数据 拟合曲线
桥梁结构需安全承受人类活动及环境变化所施
加的影响,这样的影响可统称为“作用”
作用的类型、大小、方式的确定是否得当,
既关系到桥梁安全,也关系到桥梁建设费用
为便于桥梁设计,需要制订相关的作用或荷载
标准,而这些标准并不是一成不变的
综合介绍公路、铁路桥各类作用及其组合的基
本概念和计算原则,实际应用时按规范办理
在外部超静定的混凝土桥梁结构中,混凝土收缩及徐变作用的影响是 长期存在的。基础变位一旦发生,其对结构的影响也是长期的
附属结构(铺装、护栏等)的附加重力,二期恒载 受力结构(梁)的自重,一期恒载 墩台自重
土对下部结构的侧压力
混凝土的收缩徐变会产生变形, 超静定结构中还会产生内力 预加力,视为恒载或 结构抗力的一部分
• 我国高速铁路列车活载标准:ZK活载 0.8*UIC
等级 系统类型 适用车辆类型
城市轨道交通技术等级表(共V级)
I级
II级
III级
IV级
高运量地铁
大运量地铁
中运量轻轨
次中运量轻轨
A型车
B型车
C-Ⅰ、Ⅲ型车
C-Ⅱ型车
V级 低运量轻轨 现代有轨电车
最大客运量 (单向小时人次)
4.5-7.5万
3.0-5.5万