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46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析

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跨度46.8m公路正交异性板桥面简支钢梁桥

（ANSYS板单元模型计算分析）

20年月

目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章计算资料 1

1.1计算内容 1

1.2设计要求 1

第2章桥面板单元模型建立 2

2.1结构计算模型 2

2.2结构边界条件 5

2.3构件截面尺寸 6

2.4结构计算模型参数汇总 6

第3章横载作用下的应力及竖向变形 8

3.1顶板的应力和竖向变形 8

3.2U肋的应力及竖向变形 10

3.3横梁腹板的应力和竖向变形 12

3.4横梁翼缘的应力和竖向变形 14

3.5主梁腹板的应力和竖向变形 16

3.6主梁翼缘的应力和竖向变形 18

第4章恒载和跨中最不利活载作用下的应力及变形 20

4.1车辆荷载 20

4.2顶板的应力和竖向变形 22

4.3U肋的应力和竖向变形 25

4.4横梁腹板的应力和竖向变形 29

4.5横梁翼缘的应力和竖向变形 34

4.6主梁腹板的应力和竖向变形 37

4.7主梁翼缘的应力和竖向变形 40

第5章荷载组合作用下的结构应力 44

5.1概述 44

5.2计算工况 44

5.3U肋最大拉应力 45

5.4U肋最大压应力 47

5.5顶板最大压应力 49

5.6顶板最大拉应力 50

5.7端横梁最大拉应力和剪应力 51

5.8端横梁最大压应力 54

5.9跨中横梁最大拉应力 55

5.10跨中横梁最大压应力 57

5.11主梁下翼缘最大拉应力 59

5.12主梁腹板最大剪应力 61

第6章设计总结 63

6.1恒载作用下全桥各构件内力汇总 63

6.2恒载和跨中最不利活载作用下全桥各构件内力汇总 63

6.3恒载和车辆荷载作用下最不利内力汇总 64

6.4结构验算 64

6.5总结 64

46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析

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计算资料

计算内容

跨度L=46.8m，横梁间距Lb=4.68m,桥面宽度B=19.5m（车道和双侧2.0m宽人行道）；

可暂不考虑纵坡和横坡；行车道、人行道、栏杆、分隔带等的恒载暂统一按照全宽70mm沥青混凝土铺装加载（铺装建议做成实体单元）；

车辆活载等级采用公路I级荷载；

行车道活载采用车辆荷载，特别注意横向布置、横向折减、车轮着地面积、冲击系数1.3，人群荷载取3.0Kn/m2;

桥梁主体结构采用Q345D钢材；

采用规范：《公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)》、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTG025-85)》。

设计要求

完成全桥建模；

计算恒载作用下的挠度、桥面板、U肋、主梁、横梁的纵向正应力、横向正应力、最小主应力、最大主应力和换算应力（图示和数值说明，下同）；

计算恒载和跨中最不利活载作用下的挠度、桥面板、U肋、主梁、横梁的纵向正应力、横向正应力、最小主应力、最大主应力和换算应力（图示和数值说明，下同）；

计算恒载和计算车辆荷载作用下的桥面板、U肋、主梁、横梁的最不利应力；

验算全桥的挠度和桥面板、U肋、主梁、横梁的最不利应力，必要时调整梁高和板厚。

桥面板单元模型建立

结构计算模型

全桥用ANSYS10.0软件建模，采用空间板单元shell63与实体单元solid45组合进行建模。

具体建模时考虑如下：

1桥梁中央分割带和人行道的具体重量和作用位置未予具体考虑，行车道、人行道、分隔带等桥面结构统一考虑成全桥宽70mm厚的沥青混凝土铺装；

2沥青混凝土桥面铺装建立成实体单元。沥青混凝土的容重为24.0kN/m。由于不考虑桥面沥青混凝土板对桥梁刚度的贡献，取沥青混凝土的弹性模量为2100MPa；

3钢板梁的顶板，U型加劲肋，横梁，主梁等均采用板单元建模，不采用自由划分网格，而是采用人工控制网格划分，其中人工控制划分又以控制线的划分尺寸为最高级别控制。钢材的容重取为78.5kN/m3，弹性模量取为210000MPa。

4采用无质量的长方体来传递轮胎的轴重；

5在支座处用实体单元模拟支座垫板，全桥模型的支撑体系按简支梁施加为点约束。建立的几何模型REF_Ref326440246\h图21所示。

图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11全桥计算几何模型

网格划分采用自由划分网格和人工控制划分网格相结