桥梁博士范文

桥梁博士范文第1篇

关键词预应力损失桥梁博士

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

预应力损失

如何算预应力损失值，是预应力混凝土结构设计的一个重要内容。我国《混凝土以及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ D62-2004）以下简称为“桥规”，采用分项计算预应力损失，然后把分项损失相加便可得出总损失的计算方法。

《桥梁博士》程序中预应力损失量的计算（12米简支梁某根钢束）

以12米简支梁某根钢束为例进行验证。

图一：钢束大样

（1）摩阻损失

表一：预应力损失以及钢束伸长量的计算

以上是手算结果，程序计算的结果。跨中截面预应力损失为98.2MPa，手算结果为97.3 MPa；

手算伸长量为0.423mm，桥博计算值为0.416mm。两个数据基本都是一致的。

（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 ：张拉方式与锚具的回缩变形均需在界面上进行设置。

（3）预应力钢筋与台座之间的温差 ：此项程序没有进行考虑。

（4）混凝土的弹性压缩 ：根据规范JTG D62-2004的6.2.5编制。

（5）预应力钢筋的应力松弛：根据规范JTG D62-2004的6.2.6和附录F编制。

（6）混凝土的收缩和徐变

程序的计算混凝土的收缩和徐变损失按照规范JTG D62-2004的6.2.7计算，徐变系数的采用了程序内部的拟和方式。以下为桥博徐变系数的拟和方法：

拟合方法如下，分别计算下列各个参数：

，，，，，，，，

为书写方便，令

至此已得到了新规范徐变系数拟合公式所需要的所有系数，可利用这些公式编制采用递推法计算的徐变位移法分析程序。

由于程序拟和方式的影响，对计算结果可能会有一定的差异，但只要在合理的情况下使用，结果是几乎没有误差的。以下是对桥博徐变系数变化规范的一个分析：

表二：桥博徐变系数与规范徐变系数的对比

以上是桥梁博士徐变系数与规范徐变系数差值的的简表：差值百分比＝（桥博计算值－规范计算值）/规范计算值×100％，差值百分比越大则说明两者差距越大，都百分比接近于0时，说明两者基本重合，可以看出，1000天后三个构建的徐变系数基本重合。填的天数越接近规范规定值，误差就越小，说明只要我们在实际的、合理的范围内计算徐变系数，桥博程序是完全正确的。

4、总结

本文针对结合对公式的理解,介绍了《桥梁博士》程序中预应力损失的计算，并通过实例验证了桥博计算的准确性，从而证实了桥博计算预应力损失的工程适用性。

5、参考文献

[1]J T G D62―2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[2] 陈一统，后张法预应力钢绞线伸长值的计算科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2006 NO.18

[3]张元海，刘世忠.后张法预应力混凝土梁钢束预应力损失研究[J].中国公路学报,2002,15(2):76278

[4]袁伦一，考虑管道反摩擦的预应力钢筋预应力回缩损失的简化计算[J].公路,2002.5

桥梁博士范文第2篇

关键词 梯度； 徐变 ；荷载； 极限状态

中图分类号 U442 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）89-0022-02

0引言

随着交通行业的发展和桥梁结构形式、材料、截面等越来越复杂化，一批桥梁设计软件应运而生，如桥梁博士、midas、桥梁综合设计计算程序、公路桥梁结构设系统 GQJS等。本文仅对桥梁博士、midas、桥梁综合设计计算程序3种软件进行了对比计算。

1工程简介

本文选用一座5×20的等截面连续箱梁作为工程实例进行分析，该桥为后张法预应力混凝土结构，梁高为1.4m，采用C50混凝土，预应力钢束选用15-17的钢绞线，设计荷载为公路-Ⅰ级，桥宽为10.5m。计算中考虑了车辆荷载，温度梯度荷载，混凝土的收缩徐变效应，支座不均匀沉降，预应力损失等效应。

2桥梁博士建模计算

全桥划分为85个单元，预应力钢束采用12束15-17的预应力钢绞线。通过计算可知，上缘最大压应力为11.5MPa，下缘最小拉应力为-0.479MPa，均满足规范要求，钢束的沿程应力也满足要求，说明桥梁截面高度和预应力钢束的布置均较为合理。

3 MIDAS/Civil建模计算

MIDAS/Civil是目前较先进的土木结构分析系统，，主要对一些复杂桥梁进行复核设计。从midas计算结果中可以得到很多数据，例如位移、内力、应力、反力、预拱度、钢束预应力损失等。本文利用midas中钢筋混凝土设计中的自动荷载组合进行结果分析，包括承载能力极限状态和正常使用极限状态下的44种荷载组合。

3.1 桥梁位移结果

Midas能够输出所有荷载工况和荷载组合情况下桥梁所有节点的位移，从计算结果可以看出，桥梁最大纵向位移为0.02m，发生在支座沉降+恒荷载+钢束一次+钢束二次+徐变二次+收缩二次+车辆荷载+整体降温+梯度降温荷载组合情况下；桥梁的竖向位移为-0.015m，发生在支座沉降+恒荷载+钢束二次+徐变二次+收缩二次+车辆荷载组合工况下。本文仅示出在桥梁竖向位移最大的工况下桥梁的位移图，如图1所示。

3.2 桥梁应力结果

通过计算可知，桥梁结果最大轴向应力为5.56MPa，最大剪应力为3.49MPa，最大弯曲应力为12.2MPa，所有组合应力最大值为12.2MPa。本文仅示出在支座沉降工况下桥梁的组合应力最大值图，如下图2所示。

4 桥梁综合设计计算程序Brgcal3.0建模计算

桥梁综合设计计算程序Brgcal3.0（以下简称综合程序）是在中交二院应用20多年的综合程序PRBP基础上，结合新的公路工程标准体系改编的新一代桥梁综合分析计算软件。综合程序建立模型比较方便，提供了很多建模助手，包括等截面梁、变截面梁、柱、拱、上/中/下承式拱桥、 斜拉桥、悬索桥等，利用建模助手可以方便的建立桥梁模型。其对施工阶段、运营阶段的建立也比较方便。

4.1 桥梁位移结果

计算可知，桥梁结构在运营阶段最大水平位移为0.028m，最大竖向位移为0.0143m，由于篇幅本文略去了位移包络图。

4.2 桥梁应力结果

计算可知，桥梁在运营阶段上缘最大应力为6.8MPa，下缘最大应力为-1.25MPa，由于篇幅本文略去了应力包络图。

5 结论

本文利用3种软件对同一桥梁进行了结构计算，得出如下结论：

1）桥梁建模过程桥梁博士和综合程序较快，midas相对较慢。桥博的建模过程相对综合程序更为直观；

2）midas后处理较为完善，能够自动进行荷载组合，输出结果的形式更为多样化；综合程序不能自动进行荷载组合，输出结果比较直观；桥梁博士后处理相对简单；

3）计算应力桥梁博士和midas相差较小，而综合程序的计算结果相较差别较大；计算位移midas和综合程序相差较小。

每一个软件都有自己的特色和优势，每一个软件中对一些过程的处理方法不一样，造成每个软件计算出来的结果会有或大或小的差别。我们在做桥梁设计的时候，需要自己去把握软件的计算正确性，合理的选择软件。

参考文献

[1]孙绍武.AutoCAD协同设计技术的应用[J].硅谷，2011，17.

[2]李艳敏.程耀东.计算机绘图实践教学方法探讨[J].装备制造技术，2011，7.

桥梁博士范文第3篇

关键词： 刚构桥；合拢温度；顶推力

中图分类号：K928文献标识码： A

1前言

预应力混凝土连续梁桥因为变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单以及抗震能力强优点，在现代桥梁施工中被广泛采用，但是由于该类型桥为超静定结构形式，在墩梁处固结，对温度的非常敏感，在合拢段施工时，不同的合拢温度会在里梁体产生不同的内力，甚至产生裂缝，并引起主墩偏位，对主墩受力产生不利影响，超出设计容许的范围，还将影响结构安全。

2工程概况

2.1八道河大桥预应力混凝土连续刚构介绍

八道河大桥悬臂浇筑部分跨径布置为75+130+75m单箱单室箱形截面，箱梁高度和底板厚度均按照1.6次抛物线变化。箱梁0号节段长1200cm，箱梁单“T”共分17段悬臂浇筑,分段为8×3.0+4×3.5+5×4.0m,边跨现浇段长8.92m,中、边跨合拢段均为2.0m，主桥按4、5号墩两个“T”对称悬臂浇筑施工，除0号梁段采用在墩顶旁搭托架浇筑完成外，其余两段采用挂篮悬浇，边跨现浇段达设贝雷桁架浇筑。主桥合拢顺序为：同时合拢两个边跨，再合拢中跨。

桥址位于寒冷地区，最高有效温度标准值34℃，最低有效温度标准值-10℃，主桥主跨合拢温度为10～15℃，体系升温25℃，体系降温-25℃。合拢的支撑设备端部焊接和混凝土浇筑应在一天中最低气温时完成，并应加强混凝土的养护工作，达到强度后及时张拉预应力束，尽量避免合龙段由于温度和混凝土的收缩等原因产生裂缝。

按照合拢段的重量施加平衡重，浇筑合龙段混凝土的同时，分级拆除平衡重。

2.2施工监测与控制

本桥边跨有活动支座存在，可释放桥梁水平位移，合拢时，只在中跨施加一定的顶推力，项目部聘请了有资质的单位进行施工监控任务，监测单位通过计算后，给出了在不同温度情况下的墩顶顶推力，如下表1。

表1 不同合拢温度对应的位移顶推力表

2.3采用的软件介绍

现在市场上普遍采用的有限元分析软件是《桥梁博士》、《迈达斯》、《公路桥梁结构设计系统GQJS》、Ansys等，各有各的优点，桥梁博士软件在悬臂刚构桥挂篮模拟方面优点更为突出。系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算机技术。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，提高了用户的工作效率。

采用《桥梁博士》对结构建立有限元模型，并验算通过后，就可以进行计算输出。

3计算模型与计算工况

3.1计算模型

箱梁部分划分为97个单元（1-97），桥墩部分划分为62个单元（98-159），桥墩和地面用固定支座，墩梁处固结，边跨用可动支座。截面用通用截面拟和程序一次建立。采用中交04规范进行全桥结构安全计算，相对湿度0.8。单根钢铰线直径φj15.24mm，钢铰线面积Ay＝140mm2，钢铰线标准强度Ryb=1860MPa，弹性模量Ey =1.95×105MPa。管道摩阻系数mu=0.17，局部偏差系数k=0.0015。悬臂施工的桥梁结构，在节段施工中需要挂篮做临时承重结构，由于挂篮锚固于主梁上，因而挂篮将与结构同时受力。首先对全部挂篮编组。一般悬臂施工中，现浇节段的重量由挂篮承受，而挂篮重量靠后支点锚固于已浇注的梁段上；待节段施工结束后，此现浇的梁段自重再由已浇注的主梁单元承担。挂篮模拟采用后支点挂篮，共编辑4组，用吊点力进行模拟。建立的模型如图1所示。

3.2计算工况

《桥梁博士》升温温差和降温温差是按照静荷载处理的，在使用信息中输入不同的升温温差和降温温差，就可计算不同合拢温度下的内力，非线性施工温度按施工规范填写。

列举几种工况进行计算。

工况一：合拢温度5℃（升温29℃，降温15℃），顶推力492KN；

工况二：合拢温度15℃（升温19℃，降温25℃），顶推力736KN；

工况三：合拢温度25℃（升温9℃，降温35℃），顶推力981KN；

4墩顶和墩底的受力结果

结合以上工况合拢温度，计算中跨合拢段施加顶推力前后的4#墩和5#墩的墩顶和墩底截面的受力情况。建立的模型编号如图2，现场施工照片如图3。

图3 合拢段顶推照片

4.1工况一的受力结果

合拢温度5℃，施加顶推力前后的受力结果见表2。

表2 MPa

4.2工况二的受力结果

合拢温度15℃，施加顶推力前的受力结果见表3。

表3 MPa

4.3工况三的受力结果

合拢温度25℃，施加顶推力前后的受力结果见表5。

表5 MPa

5分析与结论

结合以上受力分析结果发现，温差荷载使连续刚构桥的墩顶墩底产生较大拉压应力，并且主要由温降荷载引起，所以合拢温度越高，温降荷载越大，对墩顶墩底截面产生的拉压应力越大，对结构越为不利，因此，低温合拢合理。

顶推对桥墩内力有较大影响，根据不同的合拢温度施加不同的顶推力，可大大降低墩顶墩底截面的拉、压应力。可以使结构满足设计要求。

参考文献：

［1］洛阳至栾川高速公路洛阳至嵩县段《两阶段施工图设计》。

桥梁博士范文第4篇

关键词 ：荷载T梁实用模型

一、桥梁概况

某预应力混凝土简支T梁桥，梁高，标准跨径，桥梁全长，计算跨径； 桥面净空为：净-1.5m（花池）+6.5m（人行道）+8m（车行道）+6m（花池）+8m（车行道）+6.5m（人行道）+1.5m（花池）=38m，分左右两幅，全桥共16片T梁。设计荷载为公路Ⅰ级，人群荷载: 3.5 。桥台采用桩接盖梁式，基础为桩基础，采用钻孔灌注桩，基础按嵌岩桩设计。主梁混凝土材料采用C50。

图1桥梁跨中断面（尺寸单位：cm）

二、各计算参数的确定

（一）荷载横向分布系数。

1.解题关键

本桥荷载横向分布系数采用刚接梁法计算，并用平面杆系有限元程序求解。求解的关键在于将横梁与翼板等效为厚度等于的矩形板。截取距主梁肋板的横梁截面（为腹板宽度），横梁截面的宽度取两相邻横隔板的中距，即截取的横梁截面为翼缘宽度为，腹板为T梁横隔板的T形截面。计算该截面的抗弯惯矩，然后按下二式分别计算单宽平均抗弯惯矩和等效板厚：，。对于本桥平均板厚，，，。

结构离散

在桥跨中央沿桥纵向截取单位长作为单位宽度，绘出结构离散图，它共有16个单元和17个节点，T形梁肋板的影响在此忽略不计。

图2横向分布计算模型（尺寸单位：m）

2.计算弹簧支承刚度

竖向弹簧支承刚度，扭转弹簧支承刚度。其中为桥梁的计算跨径，即，需要注意的是，在扭转弹簧支承刚度计算中要取为混凝土的剪切模量，要取为截面的抗扭惯矩。经计算

，。

3.计算荷载横向分布影响线坐标

在桥梁博士软件中建立上述有限元计算模型，在施工信息边界条件对话框中，竖直刚性约束弹性系数输入1107.285，转动刚性约束弹性系数输入1098.264，同时在9号节点处施加水平刚性约束。将单位力置于1号主梁对应的2号节点处，由程序输出的各竖向弹簧支承反力值便是1号梁的荷载横向分布影响线坐标。同理可计算其他各片梁的荷载横向分布影响线坐标。需要注意的是，在计算横向分布系数时要按照荷载车辆的实际布置进行，同时先确定由车辆各轴产生的集中力值，这样就可以计算出各片主梁的荷载横向分布值。

（二）结构基频。

根据《公路桥涵设计通用规范》第4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关。简支梁桥的基频可采用下列公式计算，，，经计算，汽车荷载冲击系数为。结构的基频也可通过桥梁博士软件自带程序计算，或通过有限元方法精确计算出。

三、建立结构计算模型

本次静力荷载试验拟采用4辆单辆重为30t（单车总重）的三轴载重货车作为现场加载车辆，通过加载荷载车测得控制截面的应变和挠度，使静力荷载试验荷载效率控制在0.85～1.05之间，其中为试验荷载作用下，检测部位变位或力的计算值；为设计荷载作用下，检测部位变位或力的计算值；为设计取的动力系数。经计算本桥，符合要求。在桥梁博士软件中建立T梁的有限元计算模型，在荷载车辆的各轴作用位置处划分节点。将要测量应变和挠度的测点所在T梁分别建立模型，将计算出的主梁的荷载横向分布值施加在实际位置处，需要注意的是此处的荷载为静荷载而不是活荷载。加载图示如下：

图3. 荷载车辆顺桥向布置图（尺寸单位：cm）

图4. 荷载车辆平面布置图（尺寸单位：cm）

每一级加载建立一个模型，在桥梁博士软件总体信息中，计算类别取为全桥结构安全验算，不计收缩、徐变和预应力；单元信息中的单元性质取为预应力混凝土构件，在施工信息中建立两个施工阶段，第一阶段安装全部杆件，张拉预应力钢束；第二阶段施加试验荷载。

四、分析提取数据

运行已经建立好的有限元计算模型，选择数据输出文本数据结果。位移输出节点号和附加输出单元号根据实际模型填写，输出施工阶段号填2，项目设定中勾选施工单项荷载和单元截面应力选项，施工单项设定中勾选阶段永久荷载选项，最后勾选主截面选项。可将计算出的理论位移值和应力值提取出，与实测值进行对比分析。现将左幅5#、6#、7#梁的跨中截面的竖向挠度测试值与计算值列于下表：

五、总结

对以上算得的应力、变位等指标依据规范进行实际承载能力的综合评定。我国交通部公路桥梁部门根据结构试验得到的实测值与相应计算值的比值定义为结构校验系数，用它来衡量结构物的承载能力。正常情况下，结构校验系数如小于1，说明理论计算偏安全或结构有实际安全储备；该系数大于1，则表明强度或刚度不足，说明可能计算方法不够安全或结构存在问题，应进行全面分析研究。结构校验系数含应变、挠度等内容。通过桥梁博士软件分析T梁桥荷载试验简单、易于理解和掌握，计算结果准确，相比其他软件可操作性强。

参考文献

[1] 章关永.桥梁结构试验. 北京：人民交通出版社，2003

[2] 邵旭东，胡建华.桥梁设计百问. 北京：人民交通出版社，2005

[3] 姚玲森.桥梁工程. 北京：人民交通出版社，2008

[4] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）. 北京：人民交通出版社，2004

[5]公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）. 北京：人民交通出版社，2004

[6]张树仁.桥梁设计规范学习与应用讲评. 北京：人民交通出版社，2005

[7]易建国. 桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁（板）桥. 北京：人民交通出版社，2006

桥梁博士范文第5篇

关键词： 连续箱梁 腹板 偏载 不均匀系数

中图分类号：U448.21+3文献标识码：A

1、情况简介

沈阳市二环快速路高架桥上部结构分预应力混凝土连续箱梁和钢梁两种结构形式。预应力混凝土连续梁桥桥宽为23.5m，标准跨径为30m。预应力混凝土连续箱梁为单箱五室断面，梁高（中心处）2.2m。外侧腹板为圆弧曲面。标准段横坡为双向1.5%。箱梁横断面及支座位置如图1。

图1箱梁横断面及支座位置

2、设计与计算

2.1、要点

从美观和减少占地考虑，该桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，全宽23.5m，单箱多室，翼缘板大悬臂，横桥向仅设两个支座，标准支座间距5.5m。这样，在荷载（尤其是偏载）作用下，腹板受力不均匀尤为明显。此时，如仅按平面杆系进行计算分析，则无法考虑腹板内力不均匀，偏载系数的取值将对计算结果产生较大影响，如果考虑的小了，结构不安全；如果考虑大了，将造成资源的浪费。如全部进行空间计算分析，又存在计算速度慢，结构验算复杂的问题。

为了准确高效地进行计算分析，实际设计工作中采用了空间分析和平面杆系计算相结合的方法。即先用《MIDAS》建立空间模型，计算每道腹板区域内的单元应力并进行积分合成，得出结构自重作用下每道腹板的实际受力情况，并根据其受力算出每道腹板自重作用下的不均匀系数，同时对空间的块单元施加车道荷载，得到空间受力情况下，活载的偏载系数。之后，使用《桥梁博士》建立平面杆系计算模型，考虑空间计算分析得出的腹板内力不均匀情况及活载偏载系数影响，对结构进行验算。

2.2、空间计算不均匀系数

使用《MIDAS》软件建立空间模型，计算分析并得出各道腹板恒载作用下的弯矩和剪力，根据各道腹板的内力值确定各道腹板的内力占全截面内力的比例计算出各道腹板间内力的不均匀系数，为后续的计算分析提供设计依据，具体计算结果见表1。

表1使用《MIDAS》计算得出的各道腹板的弯矩和剪力及不均匀系数

横梁号 支点位置 支点弯矩（KN*M) 支点附近剪力（KN)

MIDAS 比例分配 不均匀系数 MIDAS 比例分配 不均匀系数

边跨 1#腹板 -788 0.05 - 225 0.07

2#腹板 -4106 0.26 1.14 889 0.27 1.24

3#腹板 -3119 0.19 0.86 549 0.17 0.75

4#腹板 -3119 0.19 0.86 549 0.17 0.75

5#腹板 -4106 0.26 1.14 889 0.27 1.24

6#腹板 -788 0.05 - 225 0.07

中跨 1#腹板 -489 0.04 - 94 0.04

2#腹板 -2789 0.22 0.96 459 0.17 0.74

3#腹板 -3026 0.24 1.04 774 0.29 1.27

4#腹板 -3026 0.24 1.04 774 0.29 1.27

5#腹板 -2789 0.22 0.96 459 0.17 0.74

6#腹板 -489 0.04 - 94 0.04

注：腹板编号为桥梁前进方向从左至右。

2.3、纵向受力计算

（1）纵向抗弯

使用《桥梁博士》建立平面杆系计算模型，此时计算的内力值为结构的全截面内力，未考虑的由于该桥桥宽较宽，各道腹板内力分布不均匀的影响。所以我们将由《MIDAS》空间计算所得的腹板弯矩及剪力不均匀系数代入，根据各腹板受力的空间的计算结果进行布束。

（2）纵向抗剪

按《MIDAS》空间计算所得的各腹板剪力分配的比例，将《桥梁博士》计算的纵向全截面受力最不利位置的中支点剪力进行分配，提取最大的腹板剪力进行抗剪验算。

（3）横梁计算

使用《桥梁博士》建立平面杆系计算模型，由于结构腹板剪力分布差异较大，计算时应将上部结构的自重按空间计算的腹板剪力分布情况，按腹板集中力的方式加载，进行横梁的受力分析。

4、结语

该桥的上部结构较宽，各腹板的内力分布不均匀，我们为了提高计算分析的速度，提高计算的准确性，尽可能的与实际的受力情况保持一致。我们采用了空间分析和杆件分析相结合的计算分析方式，充分利用了空间分析和杆系分析各自的优点，为类似上部结构的计算分析提供了一定参考。

作者简介：张进、1981年出生、男、辽宁省锦州市、工程师、大学、主要从事桥梁设计、桥梁检测及桥梁加固维修工作

通讯地址：沈阳市沈河区文萃路37号沈阳市市政工程设计研究院. 邮编 110015. 电话 18040058361024-23842158

参考文献

［1］ 张树仁．《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》．北京：人民交通出版社，2004

［2］中交公路规划设计院．《公路桥涵设计通用规范》．北京：人民交通出版社，2004

［3］中交公路规划设计院．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》．北京：人民交通出版社，2004

桥梁博士范文第6篇

关键词：连续梁；运营阶段预应力；荷载组合；应力计算

Abstract: Continuous beam of passenger dedicated line (40+2 * 56+40) upper structure by using "bridge doctor" finite element analysis program according to the plane truss finite element method design, through the operational phase calculation of structure bearing force and according to the calculated stress of girder section internal force combination view key data, refer to the specification, analysis of the data whether meet the requirements specification, to provide reference for the similar bridge design.

Keywords: continuous beam；the operational phase of prestressed；loading combinations；stress calculation

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

前言

无砟轨道客运专线列车具有速度快、荷载大、对线型技术要求严格等特点，当地形地物限制时；须以桥梁和隧道满足线形要求，所以在高速铁路设计中，桥梁占有很大的比例，尤其是连续梁在其桥梁设计中经常选用。

桥梁设计中，上部结构是承受车辆荷载的主要部位，连续梁桥也不例外。连续梁桥具有自重大，跨越能力大，预应力钢筋布置复杂，在建立模型计算时调索繁琐，本文主要针对以上问题，对连续梁桥上部结构的形式及尺寸、所要计算的内容与方法，用桥梁博士软件进行建模计算，根据不同荷载组合作用下计算结果的应力图判断设计的合理性，为设计人员设计无砟客运专线连续桥提供参考。下面就对连续桥设计的设计流程进行分析论述。

结构形式及尺寸概述

连续梁是客运专线设计中的一种普遍选用桥型；本文选取线路最小曲线半径R=5000m，桥梁为双线铁路桥，线间距为4.8m，连续梁部分桥跨分布为40m+56m+56m+40m。本桥设计速度为300km/h。引桥简支梁类型为通桥(2008)2224A，设计活载为ZK活载，桥面为无砟轨道，采用悬灌施工方法进行施工，模拟地震动峰值加速度0.1g，无竖曲线上桥。

1、梁体为单箱单室、横截面变高度、变截面箱梁，梁体全长。零号块处梁高4.6m,桥跨跨中及边跨梁端处梁高2.7m。梁体下缘除中跨中部10m梁段（包括2m合拢段）、桥墩顶处6m梁段和边跨端部20.65m（包括2m合拢段）梁段为等高直线段外，其余为二次抛物线, 抛物线方程为

2、箱梁顶板宽1220cm，箱宽670cm。边跨梁端顶板厚由35cm渐变至60cm，主墩墩顶处顶板厚由35cm渐变至50cm，其余梁段顶板厚35cm。底板厚42～70cm，腹板厚40～70cm。

3、梁体在端部、支墩处共设5道横隔板，横隔板中部设有孔洞，以利人员张拉钢束通过。

三、预应力钢束、钢筋布置

梁体按三向预应力设计，分别为：纵向、横向、竖向预应力钢筋[1]。

1、纵向：本桥纵向预应力筋在顶、腹板采用12-15.2高强度低松弛钢绞线，底板采用9-15.2高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值 ，弹性模量，公称直径为15.20mm，其技术条件应符合GB5224标准要求。顶板、腹板钢束采用内径85mm、外径98mm的塑料波纹管成孔，M15-12圆塔形锚具锚固，底板钢束采用内径70mm、外径83mm的塑料波纹管成孔，M15-9圆塔形锚具锚固，采用真空辅助压浆工艺，张拉千斤顶采用YCW250B型。

2、横向：梁体顶板横向预应力筋采用3－15.2高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值，张拉千斤顶采用YCW100B型千斤顶，张拉端采用BM15-3扁形锚具锚固，固定端采用BM15P－3型锚具锚固。

3、竖向：梁体腹板竖向预应力采用公称直径25mm的PSB830预应力混凝土用螺纹钢筋，其抗拉强度标准值、弹性模量。内径35mm铁皮管成孔，JLM-25型锚具锚固。

四、主梁计算内容和方法

1、计算软件及理论

采用“桥梁博士”有限元分析程序按平面杆系有限元法模拟各施工阶段及运营阶段工况，计算各施工阶段及运营阶段各截面的内力、应力及变形等。主梁按预应力构件设计。

2、计算荷载[3]

活载采用ZK活载，二期恒载结合本桥的实际情况计算，取值为131 kN/m。

列车竖向活载纵向计算采用ZK标准活载，活载图示如下：

列车竖向活载桥面横向计算采用ZK特种活载，活载图示如下：

3、材料

（1）混凝土：C55

（2）钢绞线： 高强度低松弛钢绞线9-15.2，12-15.2，。3-15.2，

（3）普通钢筋：

HPB235: ，

HRB335:

4、计算模型

利用桥梁博士有限元分析程序对本桥建立了平面杆系有限元模型，全桥模型共有：梁体单元72个；节点73个，支撑元14个。桥梁几何模型详见图1(仅显示半桥)，第2个支点约束纵桥向水平位移和竖向位移，其余支点仅约束竖向位移。

图1 连续梁仿真计算模型（1/2）

五、主梁主要计算结果

1、设计静活载下梁体跨中竖向挠度、梁端转角计算

静活载作用下的梁体竖向挠度与转角，其最值情况详见1，

表1 梁体最大挠度与转角[4]

计算结果表明梁体竖向最大挠度与转角均满足规范要求。

2、施工阶段主梁应力检算，运营荷载作用下箱梁应力、强度、抗裂性计算

在运营阶段；主力和主+附荷载作用下，梁体控制应力、正、斜截面截面上、下缘最大、最小应力极值结果详见表2、表3、表4

表2 运营阶段控制应力计算结果[4]

表3正截面抗弯强度计算结果[4]

表4斜截面抗弯强度计算结果[4]

3、主梁纵向计算应力

1）自重+二恒正应力

从自重+二恒正应力图分析得到顶板最大正应力为，最小为（出现在梁端）；底板最大正应力为,最小为（出现在跨中1/8左右）

2）自重+二恒+支座沉降正应力

分析自重+二恒+支座沉降正应力图可知顶板最大正应力为,出现在中墩0#块端部处。最小为（出现在梁端）；底板最大正应力为,最小为（出现在跨中1/8左右）

3）自重+二恒+列车正应力

从自重+二恒+列车正应力图分析得到顶板最大正应力为,最小为（出现在梁端）；底板最大正应力为,最小为（出现在边跨1/2左右）

4）自重+二恒+支座沉降+列车正应力

顶板最大正应力为,最小为（出现在梁端）；底板最大正应力为,最小为（出现在边跨1/2左右）

5自重+二恒+支座沉降+列车+附加力正应力

从正应力图中分析，顶板最大正应力为,最小为（出现在梁端）；底板最大正应力为,最小为（出现在边跨1/2左右）

通过各种组合计算主梁应力图；分别得出各组合下关键截面（边跨1/2左右，跨中1/8左右端部及0号块）主梁顶板、底板的最大、最小应力，从应力图和相关数据可以看出，连续梁的应力控制分别为：边跨1/2左右，跨中1/8左右端部及0号块处，控制主要组合为：自重+二恒+支座沉降+列车+附加力正应力，在其组合作用下；顶板最大正应力为,最小为（出现在梁端）；底板最大正应力为,最小为；均满足规范要求[2]。

六、结语

随着我国大规模高标准的铁路客运专线建设全面展开和不断深入,特别是近年京津、郑西、武广、沪宁、沪杭等高速铁路的开通运营,对客运专线建设、运营的认识也不断加深。文章通过连续梁（40+2×56+40）的上部设计,经计算得到不同工况作用下的计算结果，进而得出主梁纵向的应力图,在满足规范的基础上对高铁中连续梁的设计有一定借鉴意义。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部．TB10002.1—2005．铁路桥涵设计基本规范[S]．北京：中国铁道出版社，2005

[2]中华人民共和国铁道部.TB10002.3-2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2005

[3]中华人民共和国铁道部.TB10002.3-2005 《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》[S].北京：中国铁道出版社，2005

桥梁博士范文第7篇

求学一波三折

1947年，陈政清出生在湖南省湘潭市一个银行职员家庭，良好的家庭环境给了他良好的修养和家庭教育。1968年，品学兼优的陈政清从湘潭市一中毕业。在取消高考制度的情况下，他被下放到岳阳市钱粮湖农场当知青。从此，大部分的青春年华就将在一个陌生的农村度过，在这样一个本该读大学的年龄，陈政清没有怨天尤人，而是坦然接受了命运的安排。天有不测风云，他不幸感染了血吸虫病。1971年春天，身体强壮的陈政清彻底病倒了，但幸运的是，通过酒石酸锑钾一个月“以毒攻毒”的治疗，大病竟一天天地好了。因为这场大病，陈政清还错过了被推荐读工农兵大学的宝贵机会。

时间一年一年过去了，当初一起来到农场的知青已经陆陆续续回城招工了，陈政清还是在那个不通公路的偏远小镇上做民办教师。直到1977年的夏天，一个好消息如同春风吹过久冻的大地，高考恢复了。陈政清不想浪费机会，继续读书的渴望是如此强烈而明确，8年来数学民办老师的教书生涯帮助他一举考取了湖南大学力学系，而且数学还是全省第一名。这一年，他30岁了，是一个两岁孩子的父亲。面对迟来的求学机会，陈政清珍惜着，努力着，不知不觉7年过去了，已经获得硕士学位的他还是忍不住对知识的渴求。在那个研究生像大熊猫一样珍贵的年代，他没有忙着找工作和赚钱，而是在恩师熊教授的推荐下前往西安交通大学杜庆华院士“门下”攻读固体力学博士。在王磊教授的介绍下，陈政清认识了地基专家王贻荪教授和许多土木工程的教授。这不但拓宽了他的知识面，更加深了他对土木工程专业与实践背景的了解，从而有利于他认识和分析怎样将力学原理运用到土木建筑上去。这些为陈政清多年后在力学与桥梁专业之间找到一个自己的空间奠定了良好的基础。

也许是丧失了太多的宝贵时光，孜孜以求的陈政清对知识表现出了惊人的热情。在获得博士学位以后仍然渴望抓住每一个学习和深造的机会。1991年，英国政府向中国政府提供了一个专项资助项目，教育部首先在国内选拔一批“可造之材”组成一个培训班，先在国内进行为期半年的语言培训再进行考试。陈政清有幸进入培训班，并且顺利通过了由英方组织的雅思考试，考取了英国文化委员会奖学金来到英国。这时，英国在世界桥梁研究领域处于领先地位。自从1940年美国旧塔科马桥在建成3个月后就毁于颤振后，英国率先做成模仿飞机机翼理论的悬索桥。陈政清来到英国GLASGOW大学专攻桥梁的抗风工程研究。他曾回忆道：“在英国留学期间，我不像别的博士那样自由散漫，有些博士好几天都不出现一次，而我自己每天都去研究所，很认真地做事情，事情多得做不过来，以至于有人误会我是那个研究所的员工呢。”2002年他又飞往美国，在著名的伊利诺伊大学土木系作高级访问学者，学习美国在桥梁抗风领域的最新成果。

专攻桥梁抗风

陈政清对研究方向的判断也许给今天的青年们有很好的启示。陈政清始终相信兴趣是最好的老师，自己感兴趣的事情才能真正做好，人生最美好的事情就是把兴趣变成工作，把工作变成兴趣。另外，陈政清之所以成就斐然，与他对国家发展的大环境和未来趋势的准确判断也是分不开的。

1987年，博士毕业后，陈政清分配到湖南铁道学院桥梁研究室工作。我国是一个桥梁大国，早在1400多年前，我国已经建造了被誉为“国际历史土木工程的里程碑”的赵州桥。然而，近代以来，我国桥梁建设方面已经全面落后。陈政清认定，随着国家经济建设如火如荼的开展，桥梁必然成为最重要的土木工程之一。特别是桥身长、跨度大的桥梁必将成为下一阶段的重点。桥身变长和跨度加大，大桥就会产生一个非线性问题。

1988年到1989年，铁道部大桥局开始设计中国第一座跨度达400米大桥――武汉长江二桥。当时该桥的设计人员只是了解到，这种大桥会有一种非线性效应，但他们当时只能用线性理论来计算，不能确定非线性效应的影响程度。

获悉这个消息，陈政清敏锐地感觉到自己的机遇未了!因为非线性分析正好是他的博士论文的研究方向。他注意到在桥梁设计中采用的两参数搜索法，计算十分复杂而且需要人工干涉，难于在设计中直接应用，便开始研究颤振临界风速预测方法。他在国际上最先提出了单参数搜索的思想，创立了预测桥梁颤振失稳临界风速的三维分析方法(简称MS法)，大大简化了搜索过程，而且可实现自动搜索。国际风工程权威Seanlan 教授曾撰文对陈政清的方法作了全面肯定。找准切入口，陈政清仅用6个月的时间，就成功开发出一套悬索桥与斜拉桥的非线性分析计算理论，并依据这个理论为武汉长江二桥编成实用计算程序，为设计方计算出了全桥各部位的非线性影响因子。随后，设计方又引进国外另一套程序核算，与陈政清的计算结果完全吻合。

这套计算方法在1993年的全国风工程会议上公开后，引起我国风工程领域的权威、同济大学项海帆院士的极度关注。他邀请陈政清到同济大学做专场讲学，随后又派出3个研究生前来调研学习，并引进了全套计算程序。这次成功使陈政清成为中国桥梁界横空杀出的一匹“黑马”。

1999年，在上述研究成果的基础上，陈政清又开发出大跨度桥梁空间静动力非线性分析NACS程序。这套具有完全自主知识产权的程序，解决了我国大跨度桥梁建设急需空间非线性分析程序的难题，在我国大跨度桥梁建设史上发挥了重要作用。他的这套理论先后被同济大学、铁道部、云南省设计院、湖南省交通设计院等多家单位采用。陈政清的名字也被更多的业内人士所熟悉。

随着经济的发展，我国大桥建设项目越来越多，跨度越来越大，桥梁受到的大风挑战也越来越大。跨度大了，桥梁结构刚度就变小，风吹过就会有振动，因此在抗风性研究方面面临更多挑战，桥梁抗风已经成为造桥中最主要的安全问题!这需要领先的理论和方法为我国大跨度桥梁建设提供科技支撑，陈政清不敢懈怠。他在向着更尖端的技术、更高的目标去探究……

硕果累累

岳阳洞庭湖大桥是1997年开始设计的，陈政清负责大桥结构静动力特性研究。陈政清敏锐地觉察到岳阳是风雨区，桥建成后可能会碰上“风雨振”。这种“风雨振”的特点是大风作用下雨水在拉索上形成了“上雨线”，大大增强了振动的强度，造成大雨与大风共同“搞破坏”。1940年美国塔科马海湾跨海大桥被风刮倒

的场景，曾被电影摄影师真实地记录下来：桥面像纸片一样被吹起，又像油条一样扭曲在一起，坍塌入海中。作为桥梁抗风专家，陈政清明明白白地告诉自己，决不能让这个悲剧在洞庭湖上重演!

然而，让陈政清始料不及的是，2001年4月10日，8级大风连续20多个小时摇撼着岳阳洞庭湖大桥，上百根碗口粗的钢丝拉索上下大幅度地晃动，整个桥身在颤抖，靠近拉索的路灯被打碎。横跨东洞庭湖区的洞庭湖大桥，全长5747.8米，主桥长880米，是我国第一座三塔斜拉桥。为了解决洞庭湖大桥的“风雨振”这个大难题，陈政清时而泡在实验室，时而驱车到大桥现场考察。有一次，他甚至冒着风雨翻越栏杆去观察情况。陈政清经过反复思考，决定用磁流变阻尼器取代油阻尼器。这种阻尼器是高级赛车的减振设备，可以极大地减轻高速行驶中的车辆振动。然而，磁流变阻尼器只能在受压状态下起作用，抗力的方向与大桥需要刚刚相反，怎样才能将它用在大桥上?2001年11月，他兴奋地一下坐起来，对磁流变阻尼器改造的最佳方案，就在他脑海中一瞬间闪现了。这种手电筒大小的全新设备被连在每根拉索的下端，洞庭湖大桥的“颤抖病”顿时痊愈。这项成功整治“风雨振”的成果，立即获得世界同行的赞誉，美国权威刊物《木工程》杂志称其为“世界上第一套应用磁流变技术的拉索减振系统”。2003年，包括陈政清这项成果在内的洞庭湖大桥的设计，获得全国科技进步二等奖。

战胜洞庭湖大桥“风雨振”之后，陈政清冷静地考虑了一个问题：中国桥梁修得太快，创新不够，技术上比较相似，包括施工方法等都没有太多特色。在桥梁的建设中，大风很可能还会给我们提出各种意想不到的难题，要迎接更大的挑战，就应该拥有更好的实验手段。他四处奔波，精心设计，终于在2004年10月建成了达到国内一流水平的湖南大学风洞实验室。这个实验室占地约1800平方米，在国内建筑风洞中，总规模仅次于同济大学。高速段长度第一，能提供最好的边界层风环境。而低速段尺寸已与加拿大安大略试验中心风洞相等，截面积与同济3号风洞相等，还可满足大跨度桥梁及大型建筑群的要求。而桥梁节段模型试验台还将引进美国的三向自由振动台设计和国防科技大学在国内首次开发的三向强迫振动台，将具有桥梁空气动力学测量技术上的领先优势。

这个实验室可以用各种“人造狂风”冲击大桥模型和重要部件，能为大桥设计提供准确数据。实验室里除了风洞外，还有核电站的冷却塔、风力发电机输电塔、上海的一栋高层建筑和山东东平的一个体育馆模型等等。因为现代化的核电站、风力发电机输电塔以及高层建筑越来越多，如何确保他们不会因为大风的作用而发生危险已经成为一个新的研究课题。陈政清认为：今后，风工程应该逐渐从单一的桥梁方向转向核电站的冷却塔、风力发电机输电塔、房屋抗风、环境中的有害气体扩散等多个领域拓展。

如今，陈政清作为湖南大学985工程首席科学家，主持包括国家自然科学基金在内的科研课题多项，60多篇。他所提出的“双重非线性边界元方法”、“空间杆系结构大挠度问题内力分析的UL列式法”、“桥梁断面颤振导数识别的强迫振动法”、“桥梁三维颤振分析的多模态单参数搜索M－S法”以及“磁流变式拉索减振系统研究”等理论和方法在国外已被SCI、EI、ISTP、Sciencedirect等收录引用累计100多次……陈政清还担任了许多社会职务，他是中国土木工程学会桥梁与结构学会常务理事、湖南省人大常委会委员、美国土木工程师学会(ASCE)《桥梁工程杂志》(JournalofBridgeEngineering)副主编等等。

在成果和荣誉面前，陈政清始终是平静的。因为在他心里是国家的好政策、好的机遇给了自己的机会，每个人在时代和社会面前，都应该抱有一颗感恩的心!

名师风范

在湖南大学，陈政清带着几位博士和硕士，专攻抗风研究课题。已经站讲台40多个年头的他仍然备课认真，从项目实践中来的经验和理论更加容易理解，他在课堂上风趣幽默，深入浅出，受到广大研究生的追捧。他热爱学生，热爱讲台，多次被评为“湖南省优秀名师”等荣誉称号。

面对荣誉，陈政清一笑而过，面对金钱，如云卷云舒。在中央电视台对陈政清的科研成果做过报道之后，有上百个电话要求和他合作开公司，可他坚决不同意。“我的时间很紧，要用来研究新东西，研究新东西比花时间推广我的旧东西有价值，重要的多。”为了把自己的成果转化为生产力，为社会做贡献，他不是自己开公司赚钱，实现所谓的“产学研一体化”，而是将专利技术无偿转让给了广西柳州欧维姆公司(OVM)，不仅免费让他们生产，还主动指导和提供帮助。

如今，作为国内举足轻重的专家人才，陈政清每年都承担了大量纵向课题和横向课题，科研费用金额很大。但是对于金钱报酬，他身上有着中国传统文人的从容，金钱够用就行，“有钱人为了把钱花出去，还要逛商店，累死人”。

桥梁博士范文第8篇

【关键词】整体空心板；特殊车辆荷载；安全性能

1、基本概况

贵州省G210公路泗渡至九节滩段改建工程九节滩桥为三跨简支整体现浇钢筋混凝土空心板，跨径布置为3×16m，桥梁全长59m，桥面连续。

其设计荷载：公路-I级；

桥面宽度：0.5m（防撞护栏）+11.5m（行车道）+0.5m（防撞护栏）；

平面线形：桥梁位于直线上，斜交角45°；桥墩、桥台跨径线均为斜向布置。

上部结构整体现浇钢筋混凝土空心板，全桥范围内主梁均为等截面，板宽12.5m，全截面共16个圆形箱室，其直径60cm；顶板厚度为16cm，底板厚度为10cm，边腹板厚度25cm，中腹板厚度16cm。主梁截面如下图所示：

图 1 主梁截面（cm）

本次重载运输车辆荷载示意图如下：

图 2 特殊荷载立面及平面布置示意图（kN，cm）

2、有限元模型[ ][ ][ ]

由于本桥宽跨比较大，本次计算采用梁格法以考虑内力的横向不均匀分布。

主梁梁格划分如下图所示，横向共划分为2道边梁及15道中梁。桥跨范围内每2m设一道横梁，不计其自重，仅考虑其刚度，其截面采用“二”字形截面，其板厚同空心板顶底板厚度。

图 3梁格划分示意图

本次计算采用桥梁博士3.0进行计算。桥梁博士有限元模型见下图，全桥共划分400个单元，其中纵梁272个单元，横梁128个单元。

图 4 有限元计算模型

3、主梁承载能力验算

根据规范《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）之规定，进行结构承载能力验算时，考虑特殊车辆荷载时，需进行荷载组合Ⅲ的验算。

荷载组合Ⅲ：特殊车辆荷载与永久荷载的组合。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）第4.1.6条至4.1.8条之规定进行纵梁正截面抗弯承载能力验算。

各纵梁受力特性主要表现为简支，故此处仅列出各纵梁跨中位置的正截面抗弯承载能力验算结果，详见表 1。计算结果显示，在荷载组合Ⅲ作用下，纵梁各截面最小强度系数为1.1>1，故，承载能力极限状态下，主梁正截面抗弯承载能力满足规范要求。

4、主梁抗裂性能验算

根据规范《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）之规定，需进行荷载组合Ⅲ的结构裂缝宽度验算。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）第4.2.5条之规定，对各纵梁进行正截面抗裂性能验算。据第4.2.6条之规定，荷载组合Ⅲ作用下，裂缝宽度容许值为0.25mm。

各纵梁受力特性主要表现为简支，故仅取各纵梁跨中附近截面进行抗裂性能验算，抗裂性能验算结果见表 3。由计算结果可知，荷载组合Ⅲ作用下，边纵梁裂缝宽度最大，最大值为0.16mm

5、结论

本文采用梁格法对九节滩桥进行特殊荷载作用下的承载能力验算及抗裂性能验算。经计算，主梁承载能力及抗裂性能均满足规范要求。

故本桥能够顺利完成本次大件运输任务。

桥梁博士范文第9篇

柱式墩台是公路桥梁设计中普遍采用的结构形式, 对于简支的钢筋混凝土桥梁, 盖梁是其主要的受力构件, 起着承上启下的作用。盖梁作为受弯构件, 在荷载作用下除了在各个截面上引起弯矩外,同时伴随着剪力的作用, 在弯曲正应力和剪应力的共同作用下, 将产生与梁纵轴斜交的主拉应力及主压应力。因混凝土的抗压强度较高, 故一般盖梁的截面尺寸不会由于主压应力而引起破坏。但当主拉应力较大时, 则可能使构件沿着垂直于主拉应力方向产生斜裂缝, 并导致盖梁沿斜截面发生破坏。因此, 钢筋混凝土盖梁除应进行正截面强度计算外,需对弯矩和剪力同时作用的区段, 进行斜截面强度计算。

1盖梁的计算方法

1.1计算手段

（1） 传统的盖梁计算方法

活载横向简化: 汽车偏载时采用刚性横梁法,汽车对称布载时采用杠杆法。

活载纵向简化: 将多跨连续梁简化成2 跨简支梁进行计算。

计算烦琐且复杂, 不建议采用手工计算。

（2） 利用桥梁通进行盖梁计算

对于普通钢筋混凝土盖梁可直接采用桥梁通软件进行盖梁内力计算及构件验算。预应力混凝土盖梁可借助桥梁通软件获取盖梁上支座反力,然后利用其它有限元软件进行受力分析。桥梁通软件的盖梁计算原理同传统的计算方法基本一致。

（3）利用平面单元进行盖梁计算

采用桥梁博士进行盖梁计算, 其计算原理为:提取纵桥向单车道荷载作用下的支座反力, 将其等效为汽车荷载, 利用桥梁博士的横向加载功能进行分析计算。

这种方法有一定的局限性, 特别是对于现浇箱梁下盖梁的计算不尽合理。

（4）利用空间分析进行盖梁计算

盖梁计算存在诸多假设, 为了较好地分析一些特殊形式盖梁的受力特性, 我们有时需要进行一些空间实体分析。实际上, 盖梁的计算过程就是如何准确地获取若干组控制反力的过程。

1.2 计算原理

（1） 根据荷载横向分布进行离散计算

目前工程上采用的计算方法多为离散计算方法。这种方法的基础源于横向分布计算, 因此选择合适的横向分布理论至关重要。目前的方法有: 刚性横梁法( 偏心受压法) 、杠杆法、刚接板法、铰接板法、正交异性板法。

（2） 梁格理论等空间分析理论

这里简单介绍一下梁格理论。梁格法从目前的应用来看效果并不是很好。梁格法与空间实体有限元相比建模简单, 但对设计者的要求较高。采用3D- BSA 软件进行空间杆系计算比较方便。采用MIDAS 或ANSYS 来构建梁格往往误差较大。

采用桥梁博士进行梁格计算是错误的。

1.3 盖梁计算的控制因素

（1） 预应力钢束的张拉批次

每个盖梁的计算都是完整和独立的, 因此施工阶段的计算也尤为重要。从施工的角度出发,预应力张拉批次越少越有利。张拉批次尽量不要超过2 次, 否则会给施工带来不便。如果采用2次张拉, 2 次张拉钢束量的比例是一个重要的控制指标。

（2）施工阶段控制应力

施工阶段控制应力和正常使用阶段控制应力是密切相关的。正常使用阶段的应力控制程度直接影响到施工阶段的应力好坏。盖梁设计往往由施工阶段应力控制。我们既要保证正常使用阶段应力满足规范要求, 又要保证架设预制梁和成桥时盖梁混凝土不被拉坏。盖梁的施工控制应力直接决定预应力束的布束形式和预应力的张拉批次。

（3）盖梁的强度验算( 弯剪扭)

强度验算对应的是承载力极限状态设计法。应力验算对应的是正常使用极限状态设计法。两种方法基于不同的概率设计水平。应力通过或混凝土不开裂不能保证结构强度满足要求。盖梁的强度计算不同于一般纵梁, 大多数盖梁为浅梁, 有时也会出现深梁和普通受弯构件。普通受弯构件和深受弯构件的弯剪计算公式是不同的。深受弯构件的受剪效应比较突出。由于盖梁宽度按构造拟定, 抗扭能力比较强, 所以一般很少进行盖梁抗扭计算。注意悬臂部分强度验算的特殊性。

1.4 盖梁的设计思路

（1） 支座的布置

好的设计是在满足设计目的的基础上尽量避免难题的发生, 而不是把难题解决得如何好。在现浇盖梁的设计中, 这一点表现得很突出。现浇梁的支座间距应同时兼顾盖梁、横梁的受力。当支座布置于盖梁柱附近时可以减少钢束, 降低设计难度。

（2）墩柱间距的确定

盖梁墩柱间距的确定有时受桥下控制因素的制约。单从受力角度来讲, 墩柱间距同悬臂长度有一定的关系。对于大悬臂盖梁, 墩柱间距一般比较小。墩柱间距过小, 墩柱数量过多, 超静定次数过多, 温度荷载下墩柱受力不利。

(3) 避免在汇流端设计盖梁

在一些项目中我们出于控制造价的原因, 把很多现浇箱梁改为预制箱梁, 结果造成汇流端大盖梁的诞生。这种大盖梁同时承受由现浇变宽桥、预制箱梁、匝道箱梁支座传力, 受力较为复杂, 对施工单位约束较多, 同时从美观的角度来讲比较难看。因此, 不建议采用大盖梁。

(4)预应力钢绞线的布置

预应力钢绞线的布置最能发挥设计人员的主观能动性。预应力钢绞线的线形、张拉方式、钢绞线型号的选择对盖梁的受力及张拉批次有很大的影响。

1.5 盖梁计算实例

工程概况：本桥梁位于104国道改扩建工程K3+972南排干桥渠处，跨径为3×13 m后张预应力空心板桥。桥台为桩柱式桥台。现通过桥梁通对该桥台盖梁进行分析如下：盖梁宽1.4m，跨中高度1.1m，端部高度1.1m，右偏角为120°。盖梁按连续梁计算，盖梁结构简图如下图：

2.荷载取值

①恒载：各板自重产生支反力反向加载至盖梁上，二期恒载按平均分布于各

板上计算。

②横向分布系数：活载横向分布系数采用左右偏载按偏心受压法，对称布置

采用杠杆法。

③冲击系数：16m 板冲击系数为1.26。

④活载加载：采用车道荷载及车辆荷载分别按双孔加载、单孔加载计算，按

最不利情况，求出支点最大反力。

3.盖梁复核计算

①持久状况极限承载能力验算：

经计算最不利组合下弯矩包络图及盖梁承载力校核图如下：

盖梁承载力校核图

可以看到，本桥盖梁极限承载力满足规范要求，并有适当安全储备。

②正常使用阶段抗裂验算：

规范要求长期效应作用下混凝土裂缝宽度应小于0.2mm，按照裂缝控制配筋

验算校核图如下图所示，可以看出均满足规范要求。

盖梁裂缝验算校核图

③斜截面抗剪验算：

计算时按混凝土和箍筋承担剪力的80%计算，各截面抗剪验算如下表所示。

表1 梁板作用截面抗剪验算

斜截面 水平投影长度cm 4.7 35.6 36 6.7 33.6 102.8 169.9 62.4 24.6 24.6

由表中结果可知，混凝土截面及箍筋可提供的抗剪力已大于组合剪力。盖梁主要结论综上，盖梁持久状况承载能力极限状态验算、抗剪验算、抗裂验算均满足，规范要求。

参考文献：

[1] 陈宏俊，余培玉.基于法国规范的桥梁盖梁设计示例[J].公路，2008, (9); 199-204

桥梁博士范文第10篇

关键词：钢筋混凝土简支梁桥；静载试验；检验系数；残余

Abstract: Take a reinforced concrete bridge for example, to disease detection, and through compared with theoretical calculations and on-site static and dynamic load test results to assess its situation; based on the evaluation results and recommendations on similar projects have a certain reference value.Key words: simply supported Reinforced Concrete Beam Bridge; static load test; test coefficient; residual

中图分类号：TU375 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概述

某桥位于广州市南沙区港前大道，结构型式为简支板桥。该桥由新、旧两幅桥组成，往码头方向为旧桥，往港前大道方向为新桥。桥梁跨径组成：13×8m＝104m，新、旧桥桥面总宽均为15m（0.5m防撞栏+14m行车道+0.5m防撞栏）。上部结构采用钢筋混凝土简支实心板，板厚35cm，新旧桥各由15片实心板组成，板间采用企口缝连接；新桥下部结构为柱式墩，桥墩直径为100cm；旧桥下部结构0#~11#轴为六柱式桥墩，桥墩直径均为60cm；12#~13#轴为三柱式桥墩，桥墩直径为100cm。桥梁竣工年代不详，验算荷载等级不详。桥梁侧面照片见图1。

图1 桥梁侧面照

2 桥梁病害检测情况

上部结构主要病害有全桥多片实心板底多处存在不同程度的钢筋锈蚀、混凝土胀裂剥落现象，多数实心板底存在修补痕迹，部分板底跨中处存在横向裂缝，并且新旧桥多跨存在板与板间铰缝断开失效造成单板受力现象。

下部结构主要病害有多数盖梁均有修补痕迹，部分盖梁顶端渗水严重且有不同范围的混凝土破损和钢筋锈蚀现象，部分墩柱曾经进行碳纤维加固或钢箍加固，基础有局部冲蚀现象，伸缩缝处盖梁端滋生杂草灌木。

支座的主要病害有旧桥第13跨采用板式橡胶支座，12#墩上15-1#支座上垫板锈蚀，15-2#支座剪切变形严重。

桥面系的主要病害有新旧桥桥头跳车严重，桥台处台背路面下沉5cm左右，新桥存在多条整跨通长纵向裂缝，裂缝最宽1cm左右，桥面铺装表面坑槽严重，有露筋现象，旧桥桥面较为平整，存在多条整跨通长纵向裂缝，新旧桥桥面伸缩缝堵塞，防撞栏砼破损露筋，护栏部分缺失。

3 静载试验

3.1 试验计算分析

由于本桥的资料不全，因此需要采用旧的桥梁设计规范对该桥进行结构验算，验算荷载等级需要通过计算复核获得。通过“桥梁博士”比较该桥在汽-20级、挂-100和城-A荷载下的结构变形，确定以城-A荷载作为本次试验的控制荷载。计算比较的结果见表1所示。

表1跨中截面活载弯矩比较表（单位：kN・m）

3.2 静载试验加载布置

利用“桥梁博士”计算在城-A级荷载作用下，考虑现场组织标准车队困难，采用弯矩等效原则，试验选用3台350kN加载车辆（前轴70.0kN，后轴280.0kN）进行加载。

3.3 静载试验测点布置

试验桥跨为简支梁结构，新桥跨中A截面布置24个应变点、旧桥跨中B截面布置23个应变点。应变测点位置见图2和图3。沿主桥的两个试验桥跨及其相邻桥跨两侧的跨中、两个L/4、支点和其桥面中央的跨中、支点的位置布置挠度测点，共计21个测点，具体测点布置见图4和图5。

图2新桥A截面应变测点布置图（偏载）

图3旧桥B截面应变测点布置图（偏载）

图4新桥挠度测点布置图（m）

图5旧桥挠度测点布置图（m）

3.4 静载试验结果分析

3.4.1挠度分析

将各级荷载作用下实测挠度与理论计算挠度比较曲线绘于图6所示。从图中可见，实测挠度与理论计算挠度曲线基本一致，实测最大挠度小于理论计算挠度。实测挠跨比为0.0025/7.6=1/3040，远小于设计规范允许的L/600=7.6/600=1/79，结构刚度满足规范要求。

图6新桥实测挠度与理论计算挠度比较图

3.4.2应变分析

各级荷载作用下A截面实测应变与理论计算应变比较曲线如图7所示。从图中可以看出，测点8~测点16实测应变较理论计算应变大，说明板梁的受力状态不佳。

图7实测应变与理论计算应变比较图

4 结论

通过桥梁的外观检测和静载试验结果可以看出，新、旧桥的挠度检验系数不大，桥梁的整体刚度尚可。实测应变数值较理论值大，试验时裂缝有所扩展。板梁横向连接状态劣化，横向刚度弱化严重，部分梁板存在单梁受力情况。静载试验结果与病害检测发现基本一致。综上所述，该桥承载能力不能满足汽-20级、挂-100、城-A验算荷载的安全运营要求，建议对上部结构及桥面系进行维修加固，以提高横向刚度和整体性。加固前，需继续对该桥进行全封闭或严格限载（限载5t）。加固后，需再进行一次荷载试验，以鉴定其承载能力是否满足加固设计的要求。

参考文献

1 邵旭东.《桥梁工程》[M].人民交通出版社，2007.

2 《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（1982）.

3《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）[S].中华人民共和国交通部.