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PSC设计参数

PSC设计材料

PSC设计截面位置

运行设计

查看设计结果

使用材料以及容许应力

>

混凝土

采用JTG04（RC）规范的C50混凝土

普通钢筋

普通钢筋采用HRB335（预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列）

预应力钢束

采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860

钢束（φ15.2mm）（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）

钢束类型为:

后张拉

钢筋松弛系数（开）,选择JTG04和0.3（低松弛）

超张拉（开）

预应力钢筋抗拉强度标准值（fpk）:

1860N/mm^2

预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:

0.3

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:

0.0066（1/m）

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:

开始点:

6mm

结束点:

张拉力:

抗拉强度标准值的75%

徐变和收缩

条件

水泥种类系数（Bsc）:

5（5代表普通硅酸盐水泥）

28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度（fcu,f）:

50N/mm^2

长期荷载作用时混凝土的材龄:

5天

混凝土与大气接触时的材龄:

3天

相对湿度:

大气或养护温度:

构件理论厚度:

程序计算

适用规范:

中国规范（JTGD62-2019）

徐变系数:

程序计算

混凝土收缩变形率:

荷载

静力荷载

自重

由程序内部自动计算

二期恒载

桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等

具体考虑：

桥面铺装层：

厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3,沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。

每片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为：

（0.08×

25+0.06×

23）×

2.5=8.45kN/m2.

护墙、栏杆和灯杆荷载：

以3.55kN/m2计。

二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝8.45+3.55＝12kN/m2。

分成正弯矩钢束和负弯矩钢束

典型几束钢束的具体数据：

钢束

名称

坐标

X

Y

Z

R

1t1-1

1.72

1t1-2

1.36

7.6

0.22

40

6.8

0.17

23.85

24.65

31.45

1t1-3

0.96

2t1-1

32.55

1.76

5.9

0.12

40.15

25.55

55.85

63.45

2t1-2

2t1-3

3t1-1

64.55

3t1-2

72.15

88.4

96

3t1-3

12t1-1

24

-0.62

1.825

12t1-2

0.62

23t1-1

56

23t1-2

72

在本例题中预应力钢束的编号处理如下

AtB－C：

A表示第几跨；

B表示该跨的第几根主梁，主梁编号从桥梁纵向右侧开始编号，最左为1，以次及彼；

C表示第几根预应力索，索编号从Z向由上到下编号。

在本例题中，表中仅列出了正负弯矩的各跨中的最典型的部分，其余的钢束坐标如下：

正弯矩部分钢束，每跨的钢束只是横向坐标不同，其余坐标相同，横向坐标即为各主梁的横向坐标；

负弯矩部分钢束，每根主梁的钢束只是横向坐标不同，横向坐标差即为各主梁之间的横向坐标差。

移动荷载

适用规范：

公路工程技术标准（JTGB01-2019）

荷载种类：

公路I级，车道荷载，即CH-CD

设置操作环境

打开新文件（

新项目），以‘简支变连续’为名保存（

保存）。

将单位体系设置为‘tonf’和‘m’。

该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。

文件/

新项目

保存（PSCBeam）

单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键（

）来进行转换。

工具/单位体系

长度>

m;

力>

tonf↵

图4.单位体系设定

定义材料和截面特性

定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。

模型/材料和截面特性/

材料

类型>

混凝土;

规范>

JTG04（RC）

同时定义多种材料特性时，使用

键可以连续输入。

数据库>

C50↵

名称（Strand1860）;

类型>

钢材;

JTG04（S）

Strand1860

图5.定义材料对话框

定义截面

本例题的桥梁结构的截面型式采用的是比较简单的预应力T梁结构，本结构采用的T梁的中间16m是等截面部分，而在两端各8m的范围内是变截面。

模型/材料和截面特性/

截面

数据库/用户>

截面号

（1）;

名称（端部变截面左）

截面类型>

变截面>

PSC-工形

尺寸

对称:

（开）

拐点：

JL1（开）

尺寸I

S1－自动（开）,S2－自动（开）,S3－自动（开）,T－自动（开）

HL1:

0.20;

HL2:

0.06;

HL2-1:

0;

HL3:

1.15;

HL4:

0.19;

HL5:

0.40

BL1:

0.24;

BL2:

1.25;

BL2-1:

0.69;

BL4:

0.33;

尺寸J

1.28;

0.17;

0.29

0.12;

0.27;

X轴变化：

一次方程

Y轴变化：

考虑剪切变形（开）

偏心>

中-下部↵

图6.端部变截面截面数据

截面号

（2）;

名称（跨中等截面）

截面名称:

None

（开）;

变截面拐点:

JL1（开）;

剪切验算:

Z1自动:

（开）;

Z2自动:

（开）

抗剪用最小腹板厚度

t1:

自动（开）;

t2:

t3:

自动（开）

抗扭用:

图7.跨中等截面

截面号（3）;

名称（端部变截面右）

0.40

图8.端部变截面右

截面号（4）;

名称（端部横梁）

PSC-T形

左侧

0.2;

HL3:

1.8;

BL1:

0.15;

BL3:

0.01;

0.16

考虑剪切变形:

Z1－自动（开）;

Z3－自动（开）

抗剪用最小腹板厚度:

t1－自动（开）;

t2－自动（开）;

t3－自动（开）

自动（开）

显示截面特性:

修改自动计算的刚度（开）

ASY:

0.2809850496097m2;

ASZ:

0.4645198244159m2;

Ixx:

0.01936220534522m4;

Iyy:

0.31741875m4;

Izz:

0.07695m4

图9.端部横梁

截面号（5）;

名称（中部横梁）

0.3182751909697m2;

0.2456668945906m2;

0.008880904468873m4;

0.1660594188462m4;

0.09793386m4

图10.中部横梁

定义材料时间依存特性并连接

理论厚度与结构模型有关，只有在建立了结构模型后才能确定理论厚度，所以此处先设定一个1m的厚度，在建立结构目新后再对其进行修正。

相对湿度根据结构所处的实际环境来确定，此处设定为70％。

为了考虑混凝土材料的徐变、收缩对结构的影响，下面定义材料的时间依存特性。

材料的时间依存特性参照以下数据来输入。

Ø

28天强度:

fck=5000tonf/m2

相对湿度:

RH=70%

理论厚度:

1m（采用程序自动计算）

水泥种类：

普通硅酸盐水泥5

开始收缩时的混凝土材龄:

3天

时间依存性材料（徐变和收缩）

名称（ShrinkandCreep）;

设计标准>

China（JTGD62-2019）

28天材龄抗压强度（5000）

环境年平均相对湿度（40~99）（70）

截面形状比较复杂时，可使用模型>

材料和截面特性值>

修改单元材料时间依存特性的功能来输入h值。

构件的理论厚度

（1）

5

开始收缩时的混凝土材龄（3）↵

图11.定义材料的徐变和收缩特性

参照图11将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。

即将时间依存材料特性赋予相应的材料。

时间依存材料连接

时间依存材料类型>

徐变和收缩>

选择指定的材料>

材料>

1:

C50

选择的材料

图12.时间依存性材料连接

采用建立节点和建立单元的常规步骤来建立结构模型

建立纵梁

点格（开）;

捕捉点（关）;

捕捉轴线（关）单元（开）

正面;

自动对齐

模型>

节点>

建立节点

坐标（0,0,0）

复制次数:

距离:

000

图13.建立节点

移动/复制节点

形式:

复制

复制和移动:

任意间距

方向:

X（开）;

间距:

816881688168

图14.复制形成全桥节点

单元>

建立单元

单元类型:

一般梁/变截面梁

材料:

号1名称C50

截面:

号3名称端部变截面左截面:

号2名称跨中等截面

节点连接:

12节点连接:

23

号1名称端部变截面右截面:

号3名称端部变截面左

34节点连接:

45

号2名称跨中等截面截面:

号1名称端部变截面右

56节点连接:

67

78节点连接:

89

号1名称端部变截面右

910

图15.最右边纵向T梁

分割单元

现在建立的单元长度很长，现在对单元进行分割，分割的标准是根据结构的实际布置来确定。

单元/分割单元

分割/分割类型:

线单元（开）

任意间距（开）

X:

0.55,1.45,2,2（选择1号单元）

图16.分割1号单元

等间距：

X方向分割数量（8）（选择2、5、8号单元）

X方向分割数量（4）（选择3、4、6、7、9号单元）

任意间距：

1.45（选择23、38、53号单元）

0.55（选择4、7号单元）

图17.分割其余单元

建立变截面组

对于目前的结构，每跨T梁的端部是变截面的。

单元/变截面组

组名:

第一跨变截面左（选择110to13单元）

第一跨变截面右（选择321to24单元）

第二跨变截面左（选择425to28单元）

第二跨变截面右（选择636to39单元）

第三跨变截面左（选择740to43单元）

第三跨变截面右（选择951to54单元）

Z轴:

线性;

y轴:

线性

图18.建立变截面组

复制单元

全桥为5片2.5m的T梁组成,所以在建立好一片T梁的基础上采用复制的方法建立剩余的四片主梁。

单元:

移动/复制

复制（开）

dx,dy,dz:

0,2.5,0

4

全选,

图19.复制单元

建立横梁

建立端横梁

截面号:

4名称:

4:

端部横梁

交叉分割:

节点（开）单元（开）

（11222）（25250）（29228）

（40262）（44234）（55274）

图20.建立端部横梁

建立中横梁

5:

中部横梁

（13240）（27252）（42264）

图21.建立中横梁

移动/复制单元

移动和复制:

等间距（开）

dx,dy,dz:

4,0,0

复制次数:

6

复制节点属性（开），复制单元属性（开）

选择:

295to306单元

图22.复制建立全部中横梁

定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组

为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段（constructionstage）所要激活和钝化的单元、边界条件和荷载定义为组，并利用组来定义施工阶段。

组>

结构组>

新建…

定义结构组>

名称（先简支）

名称（合拢段）

名称（横梁）

名称（纵梁左边）

名称（纵梁右边）

图23.建立结构组

边界组>

定义边界组>

名称（两端临时支座）

名称（两端永久支座）

名称（中跨永久支座）

名称（中跨临时支座）（后缀1to2）

图24.建立边界组

荷载组>

定义荷载组>

名称（自重）

名称（二期恒载）

名称（预应力1）

名称（预应力2）

图25.建立荷载组

钢束组>

定义钢束组>

名称（正弯矩7）

名称（正弯矩8）

名称（正弯矩9）

名称（负弯矩10）

图26.建立钢束组

定义结构组

单元号（on）

窗口选择:

（1to35to221by546to222by548to2325to3840to5762to7779to9294to111116to131133to146148to165170to185187to200202to219224to239

241to254256to270）

组>

先简支（拖&

放）

（4to220by547to223by5424to240by5439to255by54）

合拢段（拖&

（271to378）

横梁（拖&

（217to270）

纵梁左边（拖&

（1to54）

纵梁右边（拖&

图27.定义结构组

输入边界条件

输入两端临时支座

边界组

模型/边界条件/一般支承

窗口选择（1157167222）

边界组名称:

两端临时支座

支承条件类型>

Dx,Dy,Rx（开）

窗口选择（112）

Dx,Rx（开）

窗口选择（55109219274）

窗口选择（164）

图28.输入两端临时支座

输入两端永久支座

两端永久支座

Dz（开）

Dy,Dz（开）

图29.输入两端永久支座

输入中跨临时支座1

窗口选择（25296385173195228250）

跨中临时支座1

窗口选择（118140）

窗口选择（40446997179207234262）

窗口选择（124152）

图30.跨中临时支座1

输入中跨临时支座2

窗口选择（25408597195207250262）

跨中临时支座2

Dy（开）

窗口选择（118）

窗口选择（29446369173179228234）

DxDyRx（开）

窗口选择（124）

图31.中跨临时支座2

输入中跨永久支座

窗口选择（462172227）

中跨永久支座

窗口选择（117）