最新fA桥梁设计与计算3(共7篇)
桥梁计算荷载(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】桥梁计算荷载一、桥梁设计作用的分类：1.概念：作用——公路桥涵设计术语●直接作用（荷载）：施加在结构上的一组集中力或分布力●间接作用：引起结构外加变形或约束变形的原因2.分类：二、桥梁工程作用取值方法(一)设计时，对不同的作用采用不同的代表值1.永久作用：采用标准值作为代表值2.可变作用：根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值、准永久值作为代表值●标准值：承载能力极限状态设计、按弹性阶段计算结构强度●频遇值：正常使用极限状态按短期效应组合设计●准永久值：按长期效应组合设计3.偶然作用：采用标准值作为代表值(二)代表值的取用规定1.永久作用的标准值：●结构自重（包括结构附加重力）：按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定2.可变作用的标准值：（1）汽车荷载：●汽车荷载分为公路—I级和公路—II级●车道荷载：桥梁结构整体计算●车辆荷载：桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台、挡土墙土压力等的计算●车辆荷载和车道荷载的作用不重叠（2）车道荷载的计算图式：（3）公路—I级车道荷载：●均布荷载标准值:q k=10.5kN/m●集中荷载标准值：桥梁计算跨径≤5m，P=180 kNk5m＜桥梁计算跨径＜50m，采用直线内插求得=360 kN桥梁计算跨径≥50m，Pk●计算剪力效应，上述集中荷载标准值P k×1.2 （4）公路—II级车道荷载：●均布荷载标准值q k和集中荷载标准值P k按公路—I级车道荷载的0.75倍采用（5）车道荷载的分布：●均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同好影响线上●集中荷载标准值只作用于相应影响中一个最大影响线峰值处（6）人群荷载标准值的采用规定：●桥梁计算跨径≤50m，人群荷载标准值3kN/㎡●50m＜桥梁计算跨径＜150m，由线性内插得人群荷载标准值●桥梁计算跨径≥150m，人群荷载标准值2.5kN/㎡●对跨径不等的连续结构，以最大计算跨径为准●城郊行人密集区的公路桥梁：人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍●专用人行桥梁：人群荷载标准值为3.5 kN/㎡（7）可变作用频遇值=可变作用标准值×频遇系数φ1（8）可变作用准永久值=可变作用标准值×准永久值系数φ23.偶然作用：●应根据调查、试验资料，结合工程经验确定其标准值(三)作用的设计值规定为作用的标准值×相应的作用分项系数三、作用的组合效应(一)公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：1.参与组合的效应：●结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合●结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，应以不同方向的最不利的作用效应进行组合2.不参与组合的效应：●可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不参与组合●实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，按规定不考虑其作用效应的组合3.施工阶段作用效应的组合●按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑●组合式桥梁，把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分为两个阶段，底梁受荷为第一阶段，组合梁受荷为第二阶段4.几个偶然作用不同时参与组合(二)公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用的效应组合：1.基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合2.偶然组合：永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合●偶然作用的效应分项系数取1.0●与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值●地震作用标准值及其表达式按规范规定采用(三)公路桥涵结构按正常使用极限状态设计，根据不同的设计要求，应采用的效应组合：1.作用短期效应组合：●永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合2.作用长期效应组合：●永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合。
桥梁设计计算流程
桥梁设计计算流程1.数据搜集和预处理阶段：-收集有关桥梁设计的背景信息，如设计要求、交通状况以及地理和地质条件等。
-确定桥梁跨度和净高，确定所选用的桥梁类型。
-收集场地测量数据和土壤力学数据，包括地下水位、土壤类型和地质构造等。
-对搜集的数据进行预处理，如数据验证、去除异常值和数据插值等。
2.荷载计算阶段：-根据桥梁所在位置的交通状况和设计要求，计算施加在桥梁上的静态和动态荷载，包括行车荷载、风荷载和地震荷载等。
-根据桥梁类型和设计要求，进行桥梁荷载组合计算，确定设计荷载。
3.结构分析阶段：-根据桥梁的布局和结构类型，使用相应的结构分析方法进行计算，如梁理论、板理论、桁架理论和有限元分析等。
-进行静态分析，计算桥梁的内力和挠度，以确定桥梁的结构响应。
-进行动态分析，考虑桥梁的自振频率和模态响应，分析桥梁在不同荷载情况下的动力特性。
-根据分析结果进行优化设计，结合桥梁结构的安全性和经济性，调整结构参数以满足设计要求。
4.结构抗力计算阶段：-根据内力计算结果，进行结构抗力计算，包括确定各个结构部件的截面尺寸和钢筋配筋等。
-根据国家和地区的设计规范，进行混凝土强度设计，计算混凝土的抗压强度、抗拉强度和剪切强度等。
-根据桥梁类型和设计要求，计算钢梁的抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度等。
-结合结构的安全性和经济性，确定结构材料的选择和规格。
5.稳定性和可靠性分析阶段：-进行桥梁的稳定性分析，考虑桥梁结构在不同荷载情况下的平衡和不翻倒的能力。
-进行桥墩和桥基的稳定性分析，考虑土壤的支承能力和桥墩的抗倾覆能力。
-进行桥梁结构的可靠性分析，通过对设计参数和荷载参数的不确定性进行概率分析，评估结构的可靠性和安全性。
6.工程施工和监测阶段：-根据设计计算结果进行工程施工，包括混凝土浇筑、钢桥梁安装和桥墩施工等。
-在施工过程中进行桥梁的监测和实测，对桥梁的结构变形和应力进行监测，与设计计算结果进行对比，验证和修正设计参数。
桥梁计算方法
新计算方法的发展
数值模拟技术
随着计算能力的提升，数值模拟技术将 更加精确地模拟桥梁的受力、变形和稳 定性等性能，为桥梁设计提供更可靠的 依据。
VS
人工智能和机器学习
人工智能和机器学习技术将被应用于桥梁 计算中，通过学习历史数据和案例，自动 预测和优化桥梁的性能，提高设计效率。
智能化技术的应用
监测与预警系统
通过安装传感器和智能化监测设备，实现对 桥梁状态的实时监测和预警，及时发现潜在 的安全隐患。
自动化维护系统
结合大数据和物联网技术，实现桥梁的自动 化维护和检修，提高维护效率并延长桥梁的 使用寿命。
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03
桥梁计算的主要方法
有限元法
总结词
有限元法是一种将连续的物体离散化为有限个单元，并在每个单元上设定有限个 节点，然后根据节点位移建立方程的方法。
详细描述
有限元法通过将复杂的结构分解为简单的、易于分析的单元，能够处理各种复杂 的几何形状和边界条件，广泛应用于桥梁结构的静力、动力和稳定性分析。
有限差分法
确保施工的安全和质量。
斜拉桥的计算
斜拉索的拉力
根据桥梁的跨度、荷载和设计 要求等因素，计算斜拉索的拉 力，确保桥梁的安全性和稳定
性。
斜拉桥的稳定性
斜拉桥在荷载作用下，会产生 较大的变形和振动，需要特别 考虑其稳定性问题。
斜拉桥的抗震性能
根据地震区的地质条件和地震 历史等因素，评估斜拉桥的抗 震性能，确保桥梁的安全性。
随着力学和数学的发展，近代桥梁计 算开始引入力学模型和数学分析方法， 提高了计算的准确性和可靠性。
02
桥梁计算的基本原理
静力学原理
静力学原理是研究物体在力的作用下处于平衡状态时的规律 。在桥梁计算中，静力学原理用于分析桥梁结构的静力平衡 状态，包括桥梁的自重、桥面车辆载荷等。
(10)桥梁上部结构计算书
桥梁上部结构计算书第一篇理论计算（上部结构）一、20m预应力混凝土组合箱梁计算书1.分析计算的主要内容⑴上部箱梁持久状态极限承载承载能力计算；⑵上部箱梁正常使用阶段抗裂计算；⑶上部箱梁持久状态压应力计算；⑷上部箱梁刚度计算。
2.计算方法及原则上部箱梁纵向计算按平面杆系理论，采用《QJX系列程序》进行计算。
根据桥梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段，并进行结构离散。
1.荷载取值与荷载组合⑴荷载取值①一期恒载：预应力混凝土容重取2.6t/m3。
②二期恒载：包括护栏、桥面铺装等，详见各桥梁取值。
③活载: 公路－Ⅰ级。
④温度梯度：主梁顶、底板日照温差按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.10条规定取值计算；竖向梯度温度分布见图7-1（尺寸单位：mm）：降温梯度升温梯度图1-1 温度梯度⑤强迫位移：10mm。
⑵材料预制箱梁C40混凝土现浇接头、湿接缝C40混凝土⑶荷载组合组合一：恒载（1.05的自重系数）组合二：恒载+活载（中（边）板横向分布系数，公路I级，车道荷载，不计挂车）组合三：恒载＋活载＋温度荷载1（整体升温30）组合四：恒载＋活载＋温度荷载2（整体降温30）组合五：恒载＋活载＋温度荷载1＋强迫位移（不均匀沉降，L/3000）组合六：恒载＋活载＋温度荷载2＋强迫位移3.桥梁计算1.概述上部结构跨径为4×20m，桥宽12.50m。
共设置4片小箱梁，梁高1.2 m。
边跨中梁钢束与边跨边梁钢束布置相同，中跨中梁钢束与中跨边梁钢束布置相同。
采用刚接梁法进行横向分布系数计算，边主梁横向分布系数最大为0.744，中主梁横向分布系数为0.612。
（可以用GQJS计算）2.荷载取值①二期恒载：包括护栏、桥面铺装等，经横向分配后边梁为共计 1.795t/m，中梁为1.673m。
②预应力钢束张拉控制应力取0.75f pk，即1395Mpa。
③冲击系数：按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.2计算求得，边梁冲击系数为μ=0.340；中梁冲击系数为μ=0.350。
连续刚构桥的设计与计算
– 影响线加载计算最不利内力 – 小跨度按照等刚度法计算横向分布系数 – 大跨度箱梁应作专门横向应力分析
四、次内力计算
– 长年温差次内力 以结构合拢时的温度为初始值 计算最高计算温度和最低计算温度 温度变化有升温和降温两种情况
– 日照温差次内力
• 主梁与连续梁相同 • 高桥墩必须考虑墩身左右侧的日照温差
• 单跨刚构桥——主要用于中小跨度的跨 线桥，建筑高度小
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSENSTEIN BRIDGE 跨度68 m，跨中梁高1.65 m
• 斜腿刚构桥——受力形式接近拱桥，可 获得较大跨度或较小的梁高
•NECKAR VALLEY VIADUCT •spans of 234-134-134-134-264 meters
• 安康汉江桥 • 主跨为176m，中孔跨中64m
• 连续刚构桥——用于柔性墩或大跨度高 墩桥梁
辅航道桥桥 跨径：150+270+150m
Raftsundet Bridge Span of 86+202+298+125m
V型墩刚构——内部高次超静定，外部接近连续梁
桥梁课程设计计算书-例子
桥梁课程设计计算书-例子(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--桥梁课程设计计算书Ⅰ，设计资料江苏境内某一级公路k15+022处建公路桥一座，上部结构采用了三跨先张法预应力混凝土空心板，先简支后桥面连续，下部结构采用单排桩柱式桥墩和桩式桥台。
桥梁设计荷载为公j钢铰线，其标准强度为1860Mpa，非预应力钢筋采用Ⅰ，Ⅱ级钢筋。
空心板构造如图1所示：图1 空心板截面构造（尺寸单位cm）Ⅱ，设计依据及参考书1. 桥涵设计通用规范（JTJ D60—2004）；2. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D62—2004）；3. 公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）；4. 公路工程抗震设计规范（JTJ004—89）；5. 公路桥涵设计手册：梁桥（上册），人民交通出版社；6. 桥梁工程（上册）：范立础，人民交通出版社；7. 桥梁工程：姚玲森，人民交通出版社；8. 结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社；9. 桥梁计算示例集：易建国，梁桥，人民交通出版社；Ⅲ，设计过程全桥宽采用13块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，全长，计算跨径，用先张法施工工艺，预应力钢筋采用 钢铰线，沿跨长直线配筋。
一．毛截面几何特性计算（参见图1） 1. 毛截面面积Ah=99×90—2×36×30—2×× 2182×［1/2×（5+3）×8+1/2×5×7］=4616cm 2 2.毛截面重心位置 （ 如图取1—1截面）对该截面求静矩：对称部分均消法 即只计算铰及下部结构静矩 S=2×［3×8+（15+14+7+8/2）+2×8×1/2×（29+7+8/3） +5×7×1/2×（29+2/3×7）］+2×99×（15+18+12） =12627cm 3毛截面中心对该线的距离d=Ah S =461612627= 铰截面中心对该线的距离A 铰=2×［（3+5×8/2）+1/2×5×7］=99cm 2 D 铰=绞铰A s =993717= (三)毛截面对重心的惯矩每个挖空的半圆面积A 1=1/2××182=509cm 2 重心y=4×18/(3×= 半圆对自身的惯性矩I 1 =I 1—1—A 1y 2 =8×184 —509× =11803cm 3 由此得截面的惯矩：I h =1/12×99×903+99×90×172—2×（36×303/12+36×30×）—4×—2×509×［（+15+）2 +（5—+）2 ］—99×（+）2 =4600304cm 4 二、内力计算（一）恒载计算1， 桥面系（护栏）： 单侧为（++）/=m桥面铺装为10cm 厚的C 40混凝土 每块板每延米的荷载为 ×1×1×25=m 则以上重量均分给8块板 g 1=×2/13+=m 2、铰和接缝：g 2=(99+1×99)×104 ×25=m3、行车道板：g3=Ah×r=4616×104-×25=m恒载总重：g=g1+g2+g3=++=m荷载内力计算见下表（二），活载作用下1．荷载横向分配系数跨中和四分点的横向分配系数按铰接板法计算，支点按杠杆法计算荷载横向分配系数，支点到四分点间按直线内插法求得。
两跨连续钢箱梁桥设计及计算分析
两跨连续钢箱梁桥设计及计算分析摘要：钢箱梁是钢桥中普遍采用的一种结构形式。
在城市桥梁应用时，可能会遇到条件受限或特殊需求采用两跨连续钢箱梁结构的情况，结构受力较常规结构稍有差异。
文章以一座跨越江堤及道路的两跨连续钢结构桥梁为例，桥梁跨径（78+72）m，采用单箱单室钢箱梁结构。
根据规范要求，结合有限元计算软件进行分析计算，为同类桥梁的设计与分析提供参考。
关键词：钢箱梁；连续梁；有限元；桥梁设计0 引言钢箱梁是一种工厂节段制造、节段运输至桥位现场、现场节段组装的快速化施工桥型。
钢箱梁因其结构自重轻，适用于大跨径桥梁。
吊装方便，提高架设效率，无支架或少支架施工方便跨越铁路、公路、城市交叉口等。
钢箱梁为闭口截面，具有结构整体性好、横向抗弯刚度和抗扭刚度大、整体稳定性高、荷载横向分配均匀等特点[1]。
1 项目概况该项目为某长江大桥东侧引桥，西起主桥边墩，东至桥梁落地。
引桥第一联上部结构采用钢箱梁，其余联上部结构采用预应力混凝土连续梁。
下部结构采用框架墩，基础为钻孔灌注桩。
文章主要针对引桥第一联进行分析论证。
2桥梁设计122.1主梁总体设计2.1.1跨径布置主梁上跨长江东岸江堤，堤顶有现状两条道路，本次按“在堤顶道路中分带内设墩，且避让地道结构的方式”进行桥梁布跨设计。
故跨径布置采用78m+72m=150m。
2.1.2结构形式主梁最大跨径为78m，钢箱梁和钢-混凝土组合梁均适合此类跨径规模的连续结构。
两跨连续梁中支点截面的负弯矩大，而钢-混凝土组合梁的结构受力薄弱处，就是混凝土桥面板受拉开裂，难以完全解决此问题。
故主梁采用钢箱梁结构形式。
2.2结构设计主梁采用单箱单室钢箱梁，结构外形为直腹板，梁高3.8m，顶宽为13m，箱室宽6.5m，翼缘长度均为3.25m。
钢箱梁底板水平设置，顶板随道路横向坡度2%。
标准断面如图1所示。
图1：主梁标准断面（横向加劲）（单位：mm）2.2.1节段划分及板厚主梁根据结构受力分四个节段，如表1所示：表1节段划分表项目节段号位置节段长度顶板厚度/mm底板厚度/mm腹板厚度/mm主梁节段A中支点10m406026节段B与节段A相邻两侧2×10m244024节段C与节段B相邻+边支点2×10m+2×8m161620节段D 其余区域45m+39m2424202.2.2横隔板及加劲肋设计主梁横隔板间距为3m，相邻两横隔板间设一道横向加劲肋。
桥梁工程计算书
第一章设计资料设计内容①根据已给地形图等设计资料，选择三至四种以上可行的桥型方案，拟定桥梁结构主要尺寸，根据技术经济比较，推荐最优方案进行桥梁结构设计。
③对推荐桥梁方案进行运营阶段的内力计算，并进行内力组合，强度、刚度、稳定性等验算。
④选择合理的下部结构形式，拟定构件尺寸，并进行内力计算，内力组合、配筋设计。
⑤绘制桥梁总体布置图、上部结构一般构造图、钢筋构造图、桥台一般构造图、桥墩盖梁一般构造图、桥墩盖梁配筋图。
⑥编写设计计算书。
设计技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份2、设计荷载：公路—I级；3、桥面净空：净－2×+9=10米4、桥面横坡：%5、最大冲刷深度：6、地质条件：根据断面图确定7、桩基础施工方法：旋转钻成孔8、安全系数：γ0=1采用材料：（1）预应力钢筋：钢绞线（2）非预应力钢筋：直径D≥12mm用HRB335, 直径D≤12mm用R235；（3）混凝土：主梁混凝土采用C50；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C40沥青混凝土；栏杆及人行道板为C30混凝土；盖梁、墩柱用C30混凝土；系梁及钻孔灌注桩采用C30混凝土；桥台基础用C30混凝土；桥台台帽用C30混凝土；（4）锚具用OVM锚主要技术规范JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ 024-85《公路桥涵地基与基础设计规范》第二章方案比选在我国，安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素，安全尤为重要。
桥梁结构造型简洁，轻巧，设计方案力求结构新颖，保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。
本设计桥梁的形式可以考虑以下形式：连续梁桥、拱桥、斜拉桥三种形式。
拟定方案(1)方案一：箱型连续梁桥对于桥孔的分跨主要考虑以下影响因素：桥址地形、水文地质条件、墩台基础支座等构造，力学的要求。
桥梁工程 第三章 拱桥计算
gx=gx+γy1 这样gx可变换为：
(m 1) gd / f
y1 g x g d y1 g d 1 (m 1) f
第三章 拱桥计算
任意位置处实腹拱桥 恒载集度的表达式 拱轴线坐标与恒载集 度的微分关系式 定义位置参数ξ
y1 g x g d y1 g d 1 (m 1) f
chk m
k chk 1 m 1 2 2 2 m 1 1 1 2 m 1 2(m 1) 2
y1/ 4 f
y1 / 4 随m的增大而减小（拱轴线
抬高，随m减小而增大（拱轴线 降底）。
第三章 拱桥计算
第三章 拱桥计算
2、拱轴系数m值的确定
（1）实腹式拱m值的确定
第三章 拱桥计算
第一节
拱轴线的选择与确定
概述
恒载内力 活载内力 温度、收缩徐变 拱脚变位 内力调整 拱上建筑的计算
拱 桥 的 计 算
成桥状态的内力分析和 强度、刚度、稳定验算
施工阶段的内力分析和定验算
第三章 拱桥计算
拱桥的计算层次 拱 桥 的 计 算 方 法 结构力学的分析方法 总体分析计算 构件分析计算 有限元的分析方法 局部分析计算
2 d 2 y1 l1 gd 2 k y1 2 d Hg
解微分方程，得到 的拱轴线（压力线 ）方程：
二阶非齐次微分方程
y1
f (chk 1) m 1
数学上为：悬链线方程
第三章 拱桥计算
拱轴线悬链线方程
y1
f (chk 1) m 1
双曲余弦函数
e k e k chk 2
（二）抛物线拱
在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线是二次抛物线。 对于恒载集度比较接近均布的拱桥（如矢跨比较小的空腹 式钢筋混凝土拱桥，或钢筋混凝土桁架拱和刚架拱等轻型 拱桥），往往可以采用抛物线拱。其拱轴线方程为：