MIDAS／Civil技術(shù)培訓斜橋與彎橋

1、1 2 01- 01-斜橋斜橋 概述概述 橋梁設(shè)計中，會因為橋位、橋梁設(shè)計中，會因為橋位、 線型的因素，而需要將橋梁做線型的因素，而需要將橋梁做 成斜交橋。斜交橋受力性能較成斜交橋。斜交橋受力性能較 復雜，與正交橋有很大差別。復雜，與正交橋有很大差別。 平面結(jié)構(gòu)計算軟件無法對其進平面結(jié)構(gòu)計算軟件無法對其進 行精確的分析，限制了此類結(jié)行精確的分析，限制了此類結(jié) 構(gòu)橋型的運用。構(gòu)橋型的運用。 3 01-01-斜橋斜橋 受力特點受力特點 a)a) 鈍角角隅處出現(xiàn)較大的反力和剪力，銳角角隅處出現(xiàn)較小鈍角角隅處出現(xiàn)較大的反力和剪力，銳角角隅處出現(xiàn)較小 的反力，還可能出現(xiàn)翹起。的反力，還可能出現(xiàn)翹起。 4

2、 01-01-斜橋斜橋 受力特點受力特點 b)b) 出現(xiàn)很大的扭矩。出現(xiàn)很大的扭矩。 5 01-01-斜橋斜橋 受力特點受力特點 c)c) 板邊緣或邊梁最大彎矩向鈍角方向靠攏。板邊緣或邊梁最大彎矩向鈍角方向靠攏。 正交板 斜交板 正交梁格 斜交梁格 6 01-01-斜橋斜橋 受力特點受力特點 這些效應(yīng)的大小與斜交角度大小也有很大的這些效應(yīng)的大小與斜交角度大小也有很大的 關(guān)系，斜交角度越大，上述效應(yīng)就越大。一般來關(guān)系，斜交角度越大，上述效應(yīng)就越大。一般來 說斜交角度小于說斜交角度小于2020度時，對于簡支斜交橋的上度時，對于簡支斜交橋的上 述影響可以忽略。如果斜交角度超過述影響可以忽略。如果斜交

3、角度超過2020度就必度就必 須考慮上述效應(yīng)的影響。須考慮上述效應(yīng)的影響。 設(shè)計人員還應(yīng)根據(jù)實際情況，找出適當?shù)奶幵O(shè)計人員還應(yīng)根據(jù)實際情況，找出適當?shù)奶?理方案。理方案。 7 01- 01-斜橋斜橋 對斜交橋梁多用梁格方對斜交橋梁多用梁格方 法建立模型。（斜交梁格法建立模型。（斜交梁格 與正交梁格）與正交梁格） 斜交角度小于斜交角度小于20度時，度時， 使用斜交梁格是非常方便使用斜交梁格是非常方便 的。但是對于大角度的斜的。但是對于大角度的斜 交橋，根據(jù)它的荷載傳遞交橋，根據(jù)它的荷載傳遞 特性，建議選用正交梁格，特性，建議選用正交梁格， 而且配筋時也盡量向正交而且配筋時也盡量向正交 方向配筋。

4、方向配筋。 斜交梁格 正交梁格 建模方法建模方法 8 02-02-彎橋彎橋 概述概述 彎梁橋在現(xiàn)代化的公路及城彎梁橋在現(xiàn)代化的公路及城 市道路立交中的數(shù)量逐年增加，市道路立交中的數(shù)量逐年增加， 應(yīng)用已非常普遍。尤其在互通應(yīng)用已非常普遍。尤其在互通 式立交的匝道橋設(shè)計中應(yīng)用更式立交的匝道橋設(shè)計中應(yīng)用更 為廣泛。為廣泛。 目前出現(xiàn)了很多小半徑的曲目前出現(xiàn)了很多小半徑的曲 線梁橋，特別是匝道橋梁更是線梁橋，特別是匝道橋梁更是 如此。此類橋梁具有斜、彎、如此。此類橋梁具有斜、彎、 坡、異形等特點，給橋梁的線坡、異形等特點，給橋梁的線 型設(shè)計和構(gòu)造處理帶來很大困型設(shè)計和構(gòu)造處理帶來很大困 難。難。 9

5、02-02-彎橋彎橋 受力特點受力特點 a)a) 彎橋在外荷載的作用下彎橋在外荷載的作用下 會同時產(chǎn)生彎矩和扭矩，會同時產(chǎn)生彎矩和扭矩， 并且互相影響。并且互相影響。 使梁截面處于彎扭共同使梁截面處于彎扭共同 作用的狀態(tài)，其截面主作用的狀態(tài)，其截面主 拉應(yīng)力往往比相應(yīng)的直拉應(yīng)力往往比相應(yīng)的直 梁橋大得多。梁橋大得多。 10 02-02-彎橋彎橋 受力特點受力特點 b)b) 彎橋在外荷載的作用下，還會出現(xiàn)橫向彎矩。彎橋在外荷載的作用下，還會出現(xiàn)橫向彎矩。 11 02-02-彎橋彎橋 受力特點受力特點 c)c) 由于彎扭耦合，彎橋的變形比同樣跨徑直線橋要大，外邊由于彎扭耦合，彎橋的變形比同樣跨徑直

6、線橋要大，外邊 緣的撓度大于內(nèi)邊緣的撓度，而且曲率半徑越小、橋越寬，緣的撓度大于內(nèi)邊緣的撓度，而且曲率半徑越小、橋越寬， 這一趨勢越明顯。這一趨勢越明顯。 d)d) 彎橋的支點反力與直彎橋的支點反力與直 線橋相比，有曲線外線橋相比，有曲線外 側(cè)變大，內(nèi)側(cè)變小的側(cè)變大，內(nèi)側(cè)變小的 傾向，內(nèi)側(cè)甚至可能傾向，內(nèi)側(cè)甚至可能 產(chǎn)生負反力，出現(xiàn)梁產(chǎn)生負反力，出現(xiàn)梁 體與支座的脫空的現(xiàn)體與支座的脫空的現(xiàn) 象。預應(yīng)力效應(yīng)對支象。預應(yīng)力效應(yīng)對支 反力的分配也有較大反力的分配也有較大 影響。影響。 12 02-02-彎橋彎橋 受力特點受力特點 e)e) 因內(nèi)、外側(cè)反力的不同，也會使各墩柱所受豎向力出因內(nèi)、外側(cè)反力

7、的不同，也會使各墩柱所受豎向力出 現(xiàn)較大差異。下部結(jié)構(gòu)除了承受移動荷載制動力、溫現(xiàn)較大差異。下部結(jié)構(gòu)除了承受移動荷載制動力、溫 度變化引起的內(nèi)力、地震力等外，還承受離心力產(chǎn)生度變化引起的內(nèi)力、地震力等外，還承受離心力產(chǎn)生 的徑向力等。的徑向力等。 13 02-02-彎橋彎橋 受力特點受力特點 根據(jù)以上受力特點，對于彎橋，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)對根據(jù)以上受力特點，對于彎橋，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)對 其進行全面的整體的空間受力計算分析，只采用橫向分其進行全面的整體的空間受力計算分析，只采用橫向分 布等簡化計算方法，不能滿足設(shè)計要求。布等簡化計算方法，不能滿足設(shè)計要求。 必須對縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)作用下，結(jié)合自重、預

8、應(yīng)力和必須對縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)作用下，結(jié)合自重、預應(yīng)力和 汽車活載等荷載進行詳細的受力分析，充分考慮其結(jié)構(gòu)汽車活載等荷載進行詳細的受力分析，充分考慮其結(jié)構(gòu) 的空間受力特點才能得到安全可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計。的空間受力特點才能得到安全可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 14 02-02-彎橋彎橋 一些措施一些措施 v 橋跨中間設(shè)置一些橫隔板，提高橋梁的穩(wěn)定性。橋跨中間設(shè)置一些橫隔板，提高橋梁的穩(wěn)定性。 v 設(shè)置偏心支座或非對稱預應(yīng)力鋼筋，盡可能改善彎梁設(shè)置偏心支座或非對稱預應(yīng)力鋼筋，盡可能改善彎梁 的受扭狀態(tài)。的受扭狀態(tài)。 15 02-02-彎橋彎橋 對于彎橋，可以把它簡對于彎橋，可以把它簡 化為單根曲梁、平面梁格化為單根曲

9、梁、平面梁格 計算，也可以用實體單元、計算，也可以用實體單元、 板單元計算。板單元計算。 建模方法建模方法 單梁模型 梁格模型 實體單元 16 02-02-彎橋彎橋 建模方法（導入建模方法（導入cadcad圖）圖） autocad dxf file midas/civil mcb file 17 02-02-彎橋彎橋 建模方法（建模方法（civilcivil程序中建立）程序中建立） autocad dxf file 18 02-02-彎橋彎橋 支座（單、雙）支座（單、雙） autocad dxf file 在實際支座位置建立節(jié)點，定義該節(jié)點的節(jié)點局部坐標，保證在實際支座位置建立節(jié)點，定義該節(jié)點

10、的節(jié)點局部坐標，保證 約束方向與曲梁的切向或徑向一致，利用彈性連接（剛性）連接約束方向與曲梁的切向或徑向一致，利用彈性連接（剛性）連接 支座節(jié)點與主梁節(jié)點，然后利用一般支承來定義支座節(jié)點的約支座節(jié)點與主梁節(jié)點，然后利用一般支承來定義支座節(jié)點的約 束條件。束條件。 19 02-02-彎橋彎橋 支座（多支座模擬）支座（多支座模擬） autocad dxf file 在實際支座的頂、底位置分別建立節(jié)點，支座底部節(jié)點采用一在實際支座的頂、底位置分別建立節(jié)點，支座底部節(jié)點采用一 般支承約束（約束般支承約束（約束d-alld-all），利用彈性連接（一般）來模擬支），利用彈性連接（一般）來模擬支 座（輸入

11、相應(yīng)方向的剛度值與座（輸入相應(yīng)方向的剛度值與betabeta角），支座頂節(jié)點和主梁節(jié)角），支座頂節(jié)點和主梁節(jié) 點通過剛性連接來連接。點通過剛性連接來連接。 20 02-02-彎橋彎橋 支座（局部坐標軸）支座（局部坐標軸） autocad dxf file 為了使約束方向與曲梁的切向或徑向一致，各支座節(jié)點需要定為了使約束方向與曲梁的切向或徑向一致，各支座節(jié)點需要定 義節(jié)點局部坐標軸。彈性連接模擬支座時，輸入相應(yīng)的義節(jié)點局部坐標軸。彈性連接模擬支座時，輸入相應(yīng)的betabeta角角 即可。即可。 21 02-02-彎橋彎橋 預應(yīng)力鋼束預應(yīng)力鋼束 任意線型的曲線橋可以當作是直橋來輸入任意線型的曲線橋

12、可以當作是直橋來輸入 鋼束形狀。將坐標軸類型選擇鋼束形狀。將坐標軸類型選擇“曲線曲線” 或或“單元單元”即可。即可。 22 02-02-彎橋彎橋 自重自重 梁單元內(nèi)外側(cè)長度不等造成的扭矩，可通過施加偏心均布荷載梁單元內(nèi)外側(cè)長度不等造成的扭矩，可通過施加偏心均布荷載 或均布扭矩來調(diào)整?；蚓寂ぞ貋碚{(diào)整。 23 02-02-彎橋彎橋 離心力離心力 首先進行一般的移動荷載分析，利用移動荷載追蹤器首先進行一般的移動荷載分析，利用移動荷載追蹤器 獲得最不利加載位置。按照規(guī)范計算離心力系數(shù)，獲得最不利加載位置。按照規(guī)范計算離心力系數(shù)， 將其與最不利荷載相乘，再除以將其與最不利荷載相乘，再除以1+u1+u（離心力不