桥梁电算计算书

桥梁电算计算书
题目：
某三跨连续梁跨度为50+70+63m，桥宽12m，三车道，无人行道，设计荷载为汽超——20级，设计参数如下。
截面为单箱单室，截面高度按二次抛物线变化，腹板、顶板厚度不变，底板厚度亦按二次抛物线变化；
铺装层厚度为0.08m，每侧防撞拦体积为0.18m3 /m；
 试确定截面，并计算出各控制截面的设计弯矩。

流程：
截面尺寸拟定
参考《桥梁工程》书：变高度预应力混凝土连续梁的跨中梁高与跨度之比约为～,故以70m跨径梁取跨中为220cm，支点梁高取340cm。
 具体尺寸：腹板宽40cm，翼缘40cm，悬出320cm，箱高180cm，底板宽560cm，中点底板厚20cm，支点底板厚140cm，图形见所附【截面尺寸.dwg】。

二、各跨单元划分
 50m：每5m为一个单元，再多取L/4、3L/4点，共12个单元；
 70m：均分16份，每单元4.375m；
 63m：均分12份，每单元5.25m；
每跨均为对称划分，在ALGOR+D内，分别对每一划分好的单元设置不同的颜色，以代表每单元不同的截面特性；再选用一种颜色代表一种材料特性。
 
三、截面特性
 此梁有三跨，每跨按抛物线变化，截面尺寸已拟定好每跨的支点及中点高度，可得各跨二次抛物线方程：y=ax2+2.4 (m)，式中a随各跨跨长不同，以各单元中间截面特性代替整个单元的截面特性，截面面积A、惯性矩Ixx由程序ALGOR完成，制定一截面模板【225.esd】以方便计算，计算结果如下：（x为距跨中距离，y、A、Ixx分别为对应截面高度、面积、惯性矩）
       第一跨：L=50m  y=1.2*x2/(50/2)2+2.2
x y A Ixx
0 2.2 5.4077 3.8131
2.5 2.212 5.4319 3.8775
7.5 2.308 5.8994 4.8445
11.25 2.443 6.695 6.1905
13.75 2.563 7.2816 7.2815
17.5 2.788 8.6602 9.595
22.5 3.172 10.657 13.485
25 3.4 12.057 16.025

 
 第二跨：L=70m  y=1.2*x2/(70/2)2+2.2
x y A Ixx
0 2.2 4.4077 3.8131
2.5 2.206122 5.42 3.8459
7.5 2.255102 5.5869 4.3075
12.5 2.353061 6.2025 5.3311
16.25 2.458673 6.7322 6.3055
18.75 2.544388 7.2349 7.1327
22.5 2.695918 8.0859 8.6316
27.5 2.940816 9.3434 10.902
32.5 3.234694 11.135 14.24
35 3.4 12.057 16.025

 第三跨：L=63m  y=1.2*x2/(63/2)2+2.2
 
x y A Ixx
0 2.2 5.4077 3.8131
2.625 2.208333 5.4245 3.8578
7.875 2.275 5.6948 4.4996
13.125 2.408333 6.4002 5.7696
18.375 2.608333 7.6234 7.7721
23.625 2.875 8.9857 10.215
28.875 3.208333 10.957 13.921
31.5 3.4 12.057 16.025

四、材料特性
本梁选用40号混凝土，弹性模量 EN=3.3×104 Mpa；
泊松比 µ=1/6；
混凝土质量密度 MDEN=2600㎏/m3；
混凝土重量密度 WDEN=26000㎏/m3；

五、数据输入
     将截面特性及材料特性等数据在ALGOR内对应输入，并在支点处加约束，除左支点只放松Z方向的转动自由度外，其余三个支点都放松X方向的平移自由度及Z方向的转动自由度。作为一模板，命名为【233】，并将其复制三份，重命名为【DEAD1】【DEAD2】【LIVE】。

六、恒载计算
 1．一期恒载
   梁的自重作为一期恒载，在ALGOR+B内打开【DEAD1】，考虑重力，将GY改为－1，运行，再用EXCEL导出数据，见【荷载初始数据．xls】内的〖DEAD1〗文件。
 2．二期恒载
   铺装层和防撞栏重量作为二期恒载，当为匀布力考虑，在ALGOR+B内打开【DEAD2】，在U FORCE内把WY改为－33633.6，运行，再用EXCEL导出数据，见【荷载初始数据．xls】内的〖DEAD2〗文件。
  注：铺装层厚度为0.08m，每延米体积为：0.08×12×1＝0.96m3/m；每侧防撞拦体积为：0.18m3 /m；二期恒载每延米总重为（0.96+0.18×2）×2600×9.8＝33633.6m3/m。
      变形图见【离散图及边形图】。

七、活载计算
     在ALGOR+B内打开【LIVE】,在FORCE 内把Y改－1，将41个工况分别加上，运行，再用EXCEL导出数据，见【荷载初始数据．xls】内的〖LIVE〗。将此数据内的剪力值及弯矩值提取出来，并作影响线，见【影响线及包络图．xls】。
 
八、内力组合
    1．活载
       将【影响线及包络图．xls】内的〖影响线〗数据分点提取，并用【市政加载程序】分别加载，得出为各对应截面在汽超—20作用下的最大最小剪力或弯矩值，再考虑车道、折减、冲击，得出修正值，可作出最初内力包络图与修正后的内力包络图，加载数据见【加载数据】。其中车道数为3，折减系数为0.8，跨长大于45m，不考虑冲击力。
    2．恒载
       在【荷载初始数据．xls】内的〖DEAD1〗〖DEAD2〗分别提取出剪力或弯矩值。
    3．荷载组合
       根据《公桥规》；按组合一计算：    (不考虑荷载占的比重)，其中，Sg为一、二期恒载之和,SQ′为修正后的汽车与人群荷载之和，可作出最终内力包络图。
     以上各数据及内力图均在【影响线及包络图．xls】。
九、计算过程中出现的问题
     由于第一跨不是按等分来划分单元，所以建模时画线要按每单元的长度来一段一段地画，否则会出现单元排序混乱，对后处理有影响，较麻烦。