midas桥墩计算1

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midas桥墩计算1

2024-07-11 16:29| 来源: 网络整理| 查看: 265

终于有时间汇总下部结构计算的过程啦,那先从简单的T墩(我这里是个隐形盖梁的T墩,明盖梁T墩也是一样的,只是盖梁截面不同而已)的计算开始吧,下面简单介绍一下我自己的计算过程:

1、根据图纸,在midas中建出基本的模型。建模时,需要注意以下几点:

(1)盖梁单元上的点要注意建出以下位置:截面变化的点、支座位置点(比如上面是小箱梁,也就是每个小箱梁对应位置的支座处)、墩顶边缘对应点。其次盖梁的截面注意要使用设计截面。(这是为了方便后续的承载力验算)

(2)墩柱单元上的点除了考虑截面变化处,墩柱还应考虑划分成适当份数。

(3)桩基单元建议按每米作为一个单元长度来划分单元。(这是为了后续方便桩基添加边界条件)

图1     T墩模型(这里我桩基建短了没按实际建模,大家按实际即可)

2、建立组(结构组、边界组、荷载组、钢束组),比如我这里简单建了下面这些,此过程后面每次需要的时候再建立也是一样的。

                                    图2 

3、添加边界条件。

(1)盖梁与墩柱之间的约束关系(弹性连接)

2号、4号、5号采用刚接(4号、5号刚接是表明44,45点属于墩柱顶面,与墩柱顶面中心点刚接),即边界——弹性连接,选择刚性;

(虽然我觉得弹性连接里的刚性等于刚性连接,盖梁这里的处理可能是为了多个弹性连接有不是全部方向都刚性连接的,且这里没有主从节点的需求,没有一对多的刚性连接的需求,仅是两点之间的连接即使两点之间采用刚性连接也可以用弹性连接菜单下的指令做到。)

1号、3号只刚接竖直方向,即边界——弹性连接,选择一般,选择固定SDx(局部坐标的x就是实际的竖向)。

图3

(2)承台底部与桩基顶部之间的约束关系(刚性连接)

承台底部与下面多个桩基的顶部是刚接的,这时就可以将承台底节点作为主节点,所有桩基顶点作为从节点,直接使用边界——刚性连接,选择刚体。

图4

(3)桩底的固结,边界——一般支承,全选即可。

图5

(4)桩身受到土的约束(土弹簧)

桩基一般比较长,整个桩身不同位置受到土的约束跟土层的性质,埋深都有关系,因此将土对桩身的约束作用简化成多点弹性支撑,就像是桩身每个位置都有一个不同刚度的弹簧支撑着,一般取横桥向和纵桥向两个约束刚度就够了。即边界——节点弹性支承,选择线性,填入SDx,SDy的值。

                   图6                                                图7

这时前面将桩基按每米分划分单元的作用就体现了,每米计算一次弹簧刚度加到相应的桩基节点上。

那么,弹簧刚度怎么计算呢,这个要根据《公路桥涵地基与基础规范》附录L先求得地基抗力系数Cz和桩在两个方向上的计算宽度b1,b2,每个桩基单元是1m高,那么两个方向的弹簧刚度就是Cz*b1和Cz*b2 (KN/m)。这个Cz,b1,b2求解过程大家自己看规范,待我后续发文补充此计算。

有时候比如初步设计或者比选阶段,没有足够的地质资料,这个弹簧计算又很麻烦,我就会只建几米高的桩基,不考虑土约束桩身了,对盖梁的计算影响不大。

4、荷载和预应力

恒载部分(定义成施工阶段荷载):

(1)自重。

(2)上部吊装荷载:盖梁承担了前跨一半的吊装重和后胯一半的吊装重,前后跨相等因此按每片梁的重量分别直接加到盖梁上对应支座的点处(若前后跨径不等,那就是过渡墩了,过渡墩我下次再讲)。本例是双幅桥,单幅是六片梁。

图8

(3)二期恒载:护栏重量分配给最近的一个或多个支座承担,即节点荷载;铺装重量均匀分配给相应的多个支座承担,即节点荷载。(不知道大家是怎么处理的,可以给我提点建议。)

活载部分:

(4)整体温度荷载:即荷载——温度/预应力——系统温度。

体系升温,体系降温。

(5)风荷载:(包含了主梁受到的风荷载而传递到盖梁支座的力,即节点荷载;包含盖梁直接受到的横向风荷载,即梁单元分布荷载;包含墩柱直接受到的横向和纵向的风荷载。然后风荷载又分为W1风和W2风,就是我们说的百年风和活载风,具体风荷载的计算参考规范《JTG T 3360-01-2018 公路桥梁抗风设计规范》,这里不再多说,待我后续发文补充此计算。)

百年横风、百年纵风、活载运营横风、活载运营纵风。

(6)移动荷载:移动荷载规范选横向移动荷载;车道选择横向行车道对应的盖梁单元;定义车辆荷载。下面详细说说定义车辆荷载这个表怎么填。

黄色框部分:固定值不改。蓝色框部分:根据桥宽查《桥通规》规定对应的车道数以及实际的分隔带位置、宽度等参数来填写,比如本例,盖梁上放了双幅桥主梁,一幅桥宽度20.5m对应是5车道,则总共10车道。

红色框部分:单个车轮荷载,它的意义是把每个车道的车道荷载对盖梁的作用等效成是盖梁上横向移动的一对车轮荷载来简化考虑和计算,那这个等效的单个车轮荷载这么来计算:=(跨径L×均布荷载qk+集中荷载Pk)/2,本例中,qk=10.5kN/m,L=30m,Pk=2*(30+130)=320KN,则单个车轮荷载为=317.5KN,本例我在此处考虑了1.3的冲击系数,所以是412.75KN,也可以在移动荷载工况那里的比例系数考虑这个1.3的冲击系数,此处就填317.5KN,是一样的。

(前后跨不等时,第一部分均布荷载计算的值就用前一跨的一半加后一跨的一半来计算,第二部分集中荷载计算的值就用较大跨径的Pk来计算。)

图9

(7)制动力:按照《桥通规》考虑,加载长度为一联,本例一联4跨,则一联有5个盖梁,每个盖梁上2排支座,中间三个盖梁上两排支座均承担,边上两个盖梁只有一排支座承担,共8排支座承担一联桥的制动力,每排支座有6个支座,即总共48个支座均匀承担全部制动力,先算出一联桥的总制动力,即可算出每个支座承担的制动力。然后每个盖梁上2排支座,那么盖梁模型上每处支座节点处的制动力为两个单支座的力。

本例中,(10.5×30×4)×10%=126KN



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