预应力混凝土简支T梁计算分析报告(midas)

专业：桥梁工程

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一、计算资料

1.1跨度与技术指标

标准跨径：

计算跨径：

汽车荷载：公路一级

设计安全等级：二级

1.2桥梁概况及一般截面

此计算为一预应力混凝土简支梁中梁的计算，不计入现浇带，其跨中与支点截面如图1-1所示，纵断面图如图1-2所示。

1.3使用的材料及其容许应力

混凝土：C50，轴心抗压强度设计值,抗拉强度设计值，弹性模量。

钢筋混凝土容重：

钢筋：预应力钢束采用3束φ15.2mm×7的钢绞线，抗拉强度标准值，张拉控制应力σcon=0.75fak=1395MPa

截面面积：，孔道直径：77mm

预应力钢筋与管道的摩擦系数：0.25

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：0.0015（1/m）

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：

开始点：6mm结束点：6mm

纵向钢筋：采用φ16的HRB335级钢筋，底部配6根，间距为70mm，翼缘板配16根，间距为100mm。

1.4施工方法

采用预制拼装法施工；主梁为预制预应力混凝土T梁，后张法工艺；预制梁混凝土立方体强度达到设计混凝土等级的85%，且龄期不少于7天后方可张拉预应力钢束；张拉时两端对称、均匀张拉（不超张拉），采用张拉力与引伸量双控。

钢束张拉顺序为：N2—N3—N1

二、计算模型

2.1模型的建立

本计算为一单跨预应力混凝土简支T梁桥中梁模型（图2-1），其节点的布置如图2-2所示。在计算活载作用时，横向分布系数取m=0.5,并不沿纵向变化。在建立结构模型时，取计算跨径，由于该结构比较简单，计算跨度只有24m，故增加单元不会导致计算量过大，大多数单元长度为1m。建立保证控制截面在单元的端部，以便于读取数据。

对于横隔板当作节点荷载加入计算模型，其所起到的横向联系作用已在横向分布系数中考虑。

每个节点对应的x坐标值如表2-1所示

节点的x坐标值表2-1

钢束坐标表2-2

3.1荷载组包括自重、Prestress1、Prestress2、Prestress3、二期恒载、温度荷载六部分，根据钢束张拉的顺序进行加载，即N2—N3—N1。

温度荷载包括季节温升、温降和日照温升、温降，季节温升、温降按照系统温度计入，季节温升考虑整体升温19℃，季节温降考虑整体降温18℃。日照温升、温降按梯度温度输入，梯度温度按照新桥规（JTGD62-2004）关于100mm沥青混凝土铺装的规定计入（图3-1）。其中，，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。

二期恒载：

横隔板自重：面积

3.2移动荷载

按照新桥规（JTGD62-2004）加载，考虑结构整体作用，设横向分布系数m=0.5，此外，车道偏心为0。

3.3徐变和收缩

水泥种类系数：5

28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度:50MPa

长期荷载作用时混凝土的材龄：

混凝土与大气接触时的材龄：

相对湿度：RH=70%

大气或养护温度：T=20℃

3.4施工阶段

本计算采用3个施工阶段，起具体的定义如表3-1所示

施工阶段表3-1

永久作用计算结果包括弯矩、轴力、剪力图、变形、上翼缘应力和下翼缘应力图。采用CS3桥梁内力图作为输出结果。

恒荷载与永久作用内力对比（合计施工阶段）表4-1

图4-2恒载作用弯矩图

图4-3永久作用轴力图

图4-4恒载作用轴力图

图4-5永久作用剪力图

图4-6恒载作用剪力图

应力图采用组合应力，在下缘取得最大应力，在容许应力线内。永久作用时全截面受压。

上、下翼缘应力表4-2

图4-8下翼缘应力图

梁单元在永久作用的下的变形：x轴方向的最大变形发生在x=24m处，为7.490mm（收缩），y方向无变形，z轴方向最大变形发生在x=12m处，为14.01mm（上拱），如图4-9所示。

图4-9永久作用下梁单元的变形图

五、可变作用计算结果

可变荷载包括汽车荷载和温度荷载，计算结果包括弯矩图、剪力图和位移包络图。

可变作用弯矩和剪力最大、最小值表5-1

图5-2汽车荷载作用剪力图

图5-3温度荷载作用弯矩图

图5-4温度荷载作用剪力图

图5-5可变荷载作用弯矩图

图5-6可变荷载作用剪力图位移包络图

位移包络图：

可变作用最大时x方向最大位移发生在24m处为2.512mm（伸长），z方向最大位移发生在12m处为0.913mm（上拱）；可变作用最小时x方向最大位移发生在24m处为0.6354mm（收缩），z方向最大位移发生在12m处为6.439mm（下挠）。

图5-7可变荷载作用最大时变形图

图5-8可变荷载作用最小时变形图

汽车荷载引起z方向最大位移发生在12m处为7.353mm（下挠）

图5-9汽车荷载作用引起的最大下挠变形图

季节温升引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为4.397mm（伸长），z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为0.624mm（上拱）；

图5-10季节温升引起的变形图

季节温降引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为4.165mm(收缩)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为0.591mm（下挠）；

图5-11季节温降引起的变形图

日照温升引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为3.803mm(伸长)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为1.7mm（上拱）；

图5-12日照温升引起的变形图

日照温降引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为0.024mm(收缩)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为0.766mm（下挠）；

图5-13日照温降引起的变形图

六、荷载组合结果

包括承载能力极限状态组合（基本组合）、正常使用极限状态组合（短期组合和长期组合）的弯矩、轴力、剪力包络图。

承载能力极限状态组合（基本组合）表6-1

图6-2基本组合轴力包络图

图6-3基本组合剪力包络图

正常使用极限状态足组合表6-2

图6-5短期组合轴力包络图

图6-6短期组合剪力包络图

图6-7长期组合弯矩包络图

图6-8长期组合轴力包络图

图6-10长期组合剪力包络图