论文部分内容阅读
摘要：组合结构桥梁不同于钢筋混凝土桥梁，本文针对组合结构桥梁的特点对其横向预应力的设计方法进行了研究，根据规范要求进行应力分析和编程计算，提出了快速设计组合桥梁横向预应力的计算方法，并通过有限元计算验证了改方法的可行性和准确性。
一 钢筋混凝土桥道板的应力计算
在预加力阶段，构件的受力特点是预加力值最大（因预应力损失值最小），而外荷载最小（仅有梁的自重作用）。
由预加力产生的全预应力混凝土法向压应力和法向拉应力
构件一期恒载产生的混凝土正应力为
预加应力阶段的总应力
在预加应力阶段，保证全预应力梁的上缘混凝土不出现拉应力的条件为
由此得到
—预加力合力的偏心距；合力点位于截面重心轴以下时取正值，反之取负值；
—混凝土截面下核心距：
—构件全截面对截面上缘的弹性抵抗矩；
—传力锚固时预加力的合力。
全预应力混凝土构件，在作用短期效应组合下，正截面的混凝土拉应力进行验算 下列要求
全预应力混凝土构件，在作用短期效应组合下，进行正截面抗裂验算，由正截面拉应力允许公式可得到：
在作用短期效应组合计算的弯矩值作用下，根据构件下缘不出现拉应力的条件，同样可以求得预加力合力偏心距（）为
—按作用短期效应组合计算的弯矩值；
—使用阶段的永存预加力与传力锚固时的有效预加力之比值，可近似地取0.8；
—混凝土截面上核心距：；
—构件全截面对截面下缘的弹性抵抗矩。
全预应力混凝土构件的束界公式：
二 程序编程计算
图1 束界计算程序图
Figure 1 Process graph of beam sector calculation
三 组合结构桥梁桥道板节段有限元模型分析
3.1有限元模型分析
本结构采用Midas civil2010建模,桥道板宽12m，纵向长度1.5m，混凝土标号C50，钢箱采用Q345-qC钢，桥道板划分成23个单元，钢箱与桥道板左侧采用水平、竖向约束，右侧采用竖向约束，钢箱底部固结。
图2钢箱-砼整体构造图
Figure 2 Overall structural map of steel box - concrete
在支点处移动荷载产生的最大值时移动荷载的布置方式 在支点处移动荷载产生的最小值时移动荷载的布置方式
在跨中处移动荷载产生的最大值时移动荷载的布置方式 在跨中处移动荷载产生的最小值时移动荷载的布置方式
图3移动荷载布置方式的极值
Figure 3Moving load arrangement of extreme value
图4基本组合:
Figure 4 The basic combinations
3.2组合结构桥道板节段有限元模型計算数据
表1使用阶段正截面压应力验算
3.3组合结构桥道板横向预应力布置
建立混凝土桥道板节段有限元模型，提取弯矩值，拟合成弯矩方程，在c++程序内计算预应力筋束界范围，用计算束界指导配置横向预应力束。按规范要求设计横向预应力束，如下图5所示：
图5桥道板预应力束形状
Figure 5 Shape of prestressed beam graph in Carriageway slab
四小结
1 本文提出了组合结构桥梁的横向预应力筋设计方法；
2 通过有限元计算证明了该方法的有效性；
参考文献:
[1] 李修君，周志祥, 张江涛 小型石拱桥的实用加固方法研究[D].华东公路 2012.01
[2] 李修君．钢箱-砼组合连续刚构桥桥道板设计方法研究[D]．重庆．重庆交通大学硕士学位论文，2012.
一 钢筋混凝土桥道板的应力计算
在预加力阶段，构件的受力特点是预加力值最大（因预应力损失值最小），而外荷载最小（仅有梁的自重作用）。
由预加力产生的全预应力混凝土法向压应力和法向拉应力
构件一期恒载产生的混凝土正应力为
预加应力阶段的总应力
在预加应力阶段，保证全预应力梁的上缘混凝土不出现拉应力的条件为
由此得到
—预加力合力的偏心距；合力点位于截面重心轴以下时取正值，反之取负值；
—混凝土截面下核心距：
—构件全截面对截面上缘的弹性抵抗矩；
—传力锚固时预加力的合力。
全预应力混凝土构件，在作用短期效应组合下，正截面的混凝土拉应力进行验算 下列要求
全预应力混凝土构件，在作用短期效应组合下，进行正截面抗裂验算，由正截面拉应力允许公式可得到：
在作用短期效应组合计算的弯矩值作用下，根据构件下缘不出现拉应力的条件，同样可以求得预加力合力偏心距（）为
—按作用短期效应组合计算的弯矩值；
—使用阶段的永存预加力与传力锚固时的有效预加力之比值，可近似地取0.8；
—混凝土截面上核心距：；
—构件全截面对截面下缘的弹性抵抗矩。
全预应力混凝土构件的束界公式：
二 程序编程计算
图1 束界计算程序图
Figure 1 Process graph of beam sector calculation
三 组合结构桥梁桥道板节段有限元模型分析
3.1有限元模型分析
本结构采用Midas civil2010建模,桥道板宽12m，纵向长度1.5m，混凝土标号C50，钢箱采用Q345-qC钢，桥道板划分成23个单元，钢箱与桥道板左侧采用水平、竖向约束，右侧采用竖向约束，钢箱底部固结。
图2钢箱-砼整体构造图
Figure 2 Overall structural map of steel box - concrete
在支点处移动荷载产生的最大值时移动荷载的布置方式 在支点处移动荷载产生的最小值时移动荷载的布置方式
在跨中处移动荷载产生的最大值时移动荷载的布置方式 在跨中处移动荷载产生的最小值时移动荷载的布置方式
图3移动荷载布置方式的极值
Figure 3Moving load arrangement of extreme value
图4基本组合:
Figure 4 The basic combinations
3.2组合结构桥道板节段有限元模型計算数据
表1使用阶段正截面压应力验算
3.3组合结构桥道板横向预应力布置
建立混凝土桥道板节段有限元模型，提取弯矩值，拟合成弯矩方程，在c++程序内计算预应力筋束界范围，用计算束界指导配置横向预应力束。按规范要求设计横向预应力束，如下图5所示：
图5桥道板预应力束形状
Figure 5 Shape of prestressed beam graph in Carriageway slab
四小结
1 本文提出了组合结构桥梁的横向预应力筋设计方法；
2 通过有限元计算证明了该方法的有效性；
参考文献:
[1] 李修君，周志祥, 张江涛 小型石拱桥的实用加固方法研究[D].华东公路 2012.01
[2] 李修君．钢箱-砼组合连续刚构桥桥道板设计方法研究[D]．重庆．重庆交通大学硕士学位论文，2012.