跨度46.8m公路正交异性板桥面简支钢梁桥施工组织设计

'46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析跨度46.8m公路正交异性板桥面简支钢梁桥施工组织设计第1章计算资料1.1计算内容1、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）；2、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）；3、车辆活载等级采用公路I级荷载；4、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;5、桥梁主体结构采用Q345D钢材；6、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)》。1.2设计要求1、完成全桥建模；2、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）；3、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）；4、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；5、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。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析第1章桥面板单元模型建立1.1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。建立的几何模型图21所示。图21全桥计算几何模型45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析网格划分采用自由划分网格和人工控制划分网格相结合的方式，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。划分网格后的有限元模型如图22所示。a）划分后的顶板模型b）划分网格后的U肋模型45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析a）划分网格后的横梁模型b）划分网格后的主梁模型45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析a）划分网格后的计算模型图22划分网格后的计算模型1.1结构边界条件桥梁支撑处约束关键点的位置如图23所示（即垫板下面中间的关键点）。约束关键点位置图23约束关键点位置45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析结构边界条件施加情况下如图24所示。约束2uxuz约束1uxuyuz约束3uyuz约束4uz图24边界条件1.1构件截面尺寸全桥构件截面尺寸如表21所示。表21构件截面尺寸（单位：m）构件BHT顶板19.5--0.014U型加劲肋---0.008横梁腹板-1.50.012横梁翼缘0.3--0.012主梁腹板-30.026主梁翼缘0.15--0.046沥青混凝土铺装19.5410.071.2结构计算模型参数汇总全桥计算模型参数汇总如表22所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析表22计算模型参数汇总构件单元厚度（m）弹性模型（MPa）容重（kN/m3）顶板shell630.01421000078.5U型加劲肋shell630.00821000078.5横梁腹板shell630.01221000078.5横梁翼缘shell630.01221000078.5主梁腹板shell630.02521000078.5主梁翼缘shell630.04521000078.5支座垫板solid450.20021000078.5沥青混凝土铺装solid450.07021002445 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析第1章横载作用下的应力及竖向变形结构恒载包括结构的自重与二期恒载。二期恒载包括桥面铺装和人行道的重量，考虑为桥面70mm等厚的沥青混凝土铺装来计算。1.1顶板的应力和竖向变形恒载作用下顶板的纵向应力如下图31所示。图31恒载作用下顶板的纵向应力（最大压应力为41.551MPa）恒载作用下顶板的横向应力如下图32所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图32横载作用下顶板的横向应力（最大横向应力39.952MPa）恒载作用下顶板的vonMises应力如下图33所示。图33恒载作用下顶板的vonMises应力（最大vonMises应力为43.429MPa）恒载作用下顶板的竖向变形如图34所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图34恒载作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）1.1U肋的应力及竖向变形恒载作用下U肋的纵向应力如下图35所示。图35恒载作用下U肋的纵向应力（最大压应力为29.021MPa）恒载作用下U肋的横向应力如下图36所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图36恒载作用下U肋的横向应力（最大拉应力为17.326MPa）恒载作用下U肋的vonMises应力如下图37所示。图37恒载作用下U肋的vonMises应力（最大vonMises应力29.834MPa）恒载作用下U肋的竖向变形如图38所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图38恒载作用下U肋的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）1.1横梁腹板的应力和竖向变形恒载作用下横梁腹板的横向应力如图39所示。图39恒载作用下横梁腹板的横向应力（最大压应力为27.024MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析恒载作用下横梁腹板的剪应力如图310所示。图310恒载作用下横梁腹板的剪应力（最大剪应力为-9.401MPa）恒载作用下横梁腹板的vonMises应力如图311所示。图311恒载作用下横梁腹板的vonMises应力（最大vonMises应力为24.573MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析恒载作用下横梁腹板的竖向变形如图312所示。图312恒载作用下横梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048）1.1横梁翼缘的应力和竖向变形恒载作用下横梁翼缘的横向应力如图313所示。图313恒载作用下横梁翼缘的横向应力（最大横向应力为39.276MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析恒载作用下横梁翼缘的vonMises应力如图314所示。图314恒载作用下横梁翼缘的vonMises应力（最大vonMises应力为52.335MPa）恒载作用下横梁翼缘的竖向变形如图315所示。图315恒载作用下横梁翼缘的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1主梁腹板的应力和竖向变形恒载作用下主梁腹板的纵向应力如图316所示。图316恒载作用下主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为97.921MPa）恒载作用下主梁腹板的剪应力如图317所示。图317恒载作用下主梁腹板的剪应力（最大剪应力为30.267MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析恒载作用下主梁腹板vonMises应力图318所示。图318恒载作用下主梁腹板vonMises应力（最大vonMises应力为110.669MPa）恒载作用下主梁腹板的竖向变形如图319所示。图319恒载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1主梁翼缘的应力和竖向变形恒载作用下主梁腹板的纵向应力如图320所示。图320主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为98.883MPa）恒载作用下主梁腹板的vonMises应力如图321所示。图321恒载作用下主梁腹板的vonMises应力（最大vonMises应力为98.947MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析恒载作用下主梁腹板的竖向变形如图322所示。图322恒载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析第1章恒载和跨中最不利活载作用下的应力及变形1.1车辆荷载钢板简支梁桥跨径为46.8m,桥面宽19.5m,两侧人行道各2.0m,中央分割带宽0.5m。按照计算要求，两侧分别布置一个行车道，根据《公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）》4.3来确定车辆荷载横向和纵向的加载位置。图41和图42为规范规定的车辆荷载横向和纵向布置原则。图41车辆荷载的立面、平面尺寸（单位：m）图42车辆荷载的横向布置（单位：m）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析车辆的轴重按均布压力荷载加载在相应的位置，根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20044.3计算车辆前轴、中轴和后轴的压力荷载。分别为：本计算采用单向四车道，根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20044.3.7，应考虑横向折减，查《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20044表4.3.1-4可知折减系数应取0.67.根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20044.3.2，钢桥应考虑汽车冲击力，本设计取冲击力系数为1.3.故车辆前轴、中轴、后轴的压力荷载应在原有的数值的基础上乘以折减系数和冲击系数，压力值为：活载布置如图43所示。图43活载布置图45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1顶板的应力和竖向变形顶板的应力和竖向变形如图44至图411所示。图44活载作用下顶板的纵向应力（最大应力为70.118MPa）图45荷载组合作用下顶板的纵向应力（最大应力为111.693MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图46活载作用下顶板的横向应力（最大压应力为42.354MPa）图47荷载组合作用下顶板的横向应力（最大压应力为71.941MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图48活载作用下顶板vonMise应力（最大vonMises应力为53.437MPa）图49荷载组合作用下顶板的vonMises应力（最大vonMises应力为104.579MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图410活载作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.043m）图411荷载组合作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.089m）1.1U肋的应力和竖向变形U肋的应力和竖向变形如图412至图419所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图412活载作用下的U肋的纵向应力（最大压应力为56.330MPa）图413荷载组合作用下的U肋的纵向应力（最大纵向压应力为78.095MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图414活载作用下的U肋的横向应力（最大压应力为35.527MPa）图415荷载组合作用下的U肋的横向应力（最大拉应力为38.480MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图416活载作用下的U肋的vonMises应力（最大vonMises为64.076MPa）图417荷载组合作用下的U肋的vonMises应力（最大vonMises应力为93.933MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图418活载作用下的U肋的竖向变形（最大竖向变形为0.043m）图419荷载组合作用下的U肋的竖向变形（最大竖向变形为0.089m）1.1横梁腹板的应力和竖向变形横梁腹板的应力和竖向变形如图420至图427。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图420活载作用下横梁腹板的横梁应力（最大压应力为38.623MPa）图421荷载组合作用下横梁腹板的横向应力（最大压应力为65.329MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图422活载作用下横梁腹板的剪应力（最大剪应力为27.802MPa）图423荷载组合作用下横梁腹板的剪应力（最大剪应力为35.703MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图424活载作用下横梁腹板的vonMises应力（最大vonMises应力为55.264MPa）图425荷载组合作用下横梁腹板的vonMises应力（最大vonMises应力为75.342MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图426活载作用下横梁腹板的竖向变形（最大竖向变形0.042m）图427荷载组合作用下横梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.088mm）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1横梁翼缘的应力和竖向变形横梁翼缘的应力和竖向变形如图428至图433所示。图428活载作用下横梁翼缘的横向应力（最大压应力为63.376MPa）图429荷载组合作用下横梁翼缘的横向应力（最大压应力为102.103MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图430活载作用下横梁翼缘的vonMises应力（最大vonMises应力为71.027MPa）图431荷载组合作用下横梁翼缘的vonMises应力（最大vonMises应力为121.939MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图432活载作用下横梁翼缘的竖向变形（最大竖向变形为0.042m）图433荷载组合作用下横梁翼缘的竖向变形（最大竖向变形0.088m）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1主梁腹板的应力和竖向变形主梁腹板的应力和竖向变形如图434至图441所示。图434活载作用下主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为92.877MPa）图435荷载组合作用下主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为188.536MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图436活载作用下主梁腹板的剪应力（最大剪应力为20.894MPa）图437荷载组合作用下主梁腹板的剪应力（最大剪应力为50.482MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图438活载作用下主梁腹板的vonMises应力（最大vonMises应力为92.948MPa）图439荷载组合作用下主梁腹板的vonMises应力（最大vonMises应力为188.587MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图440活载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.041m）图441荷载组合作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.087m）1.1主梁翼缘的应力和竖向变形主梁翼缘的应力和竖向变形如图442至图447所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图442活载作用下主梁翼缘的纵向应力（最大拉应力为94.537MPa）图443荷载组合作用下主梁翼缘的纵向应力（最大拉应力为191.067MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图444活载作用下主梁翼缘的vonMises应力（最大vonMises应力为94.532MPa）图445荷载组合作用下主梁翼缘的vonMises应力（最大vonMises应力为191.063MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图446活载作用下主梁翼缘的竖向变形（最大竖向变形为0.040m）图447荷载组合作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.085m）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析第1章荷载组合作用下的结构应力1.1概述我国公路钢桥设计主要采用容许应力法。容许应力法设计以弹性设计理论为基础，设计准则是：式中：—结构标准荷载的计算应力，不考虑荷载组合系数（即所有荷载组合系数均是1.0）；—设计规范规定的允许应力，对于钢桥为fy/1.7；fy—钢材的屈服强度，1.7为综合安全系数；对Q345D，未考虑板厚的影响和受压板件局部稳定的影响时，钢材的允许应力如表51所示。表51未考虑板厚及局部稳定影响时的钢材允许应力钢材种类轴向应力（MPa）弯曲应力（MPa）剪应力（MPa）Q345D200210120表51所示的钢材容许应力是在fy=340MPa的情况下确定的。当板厚时，应该根据钢材的实际屈服强度对其进行修正。表52考虑板厚影响时的钢材实际屈服强度屈服强度（MPa）Q345D3453253153051.2计算工况车辆荷载的位置应根据所求最不利项进行布置。本设计要求计算顶板最大拉应力、顶板最大压应力、U肋最大拉应力、U肋最大压应力、端横梁的最大拉应力和剪应力、端横梁的最大压应力、跨中横梁的最大拉应力、跨中横梁的最大压应力、主梁下翼缘最大拉应力和主梁腹板最大剪应力，分别采用以下十种加载工况进行计算，详细情况如表53所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析表53车辆荷载纵向加载位置工况名称车辆荷载轮胎位置所有最不利项X1(m)X2(m)Y1(m)工况一3.31.052.5U肋最大拉应力工况二3.31.0519.1U肋最大压应力工况三1.81.0521.6顶板最大压应力工况四1.82.550顶板最大拉应力工况五3.31.050.5端横梁的最大拉应力和剪应力工况六1.650.550.5端横梁的最大压应力工况七3.31.0523.4跨中横梁的最大拉应力工况八1.651.0523.4跨中横梁的最大压应力工况九1.82.5520.5主梁下翼缘最大拉应力工况十3.31.052.2主梁腹板最大剪应力表53中，确定纵向位置的参数x1,x2,y1含义如图51所示。图51车辆荷载的纵向布置位置示意图（单位：m）1.1U肋最大拉应力轮胎位置如图52所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图52轮胎位置活载作用下U肋纵向最大拉应力如图53所示。图53活载作用下U肋纵向最大拉应力（最大拉应力为54.537MPa）荷载组合作用下U肋纵向最大拉应力如图54所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图54荷载组合作用下U肋纵向最大拉应力（最大拉应力为63.841MPa）1.1U肋最大压应力轮胎位置如图55所示。图55轮胎位置45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析活载作用下U肋纵向最大压应力如图56所示。图56活载作用下U肋纵向最大压应力（最大压应力为-59.834MPa）荷载组合作用下U肋纵向最大压应力如图57所示。图57荷载组合作用下U肋纵向最大压应力（最大压应力为82.883MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1顶板最大压应力轮胎位置如图58所示。图58轮胎位置活载作用下顶板纵向最大压应力如图59活载作用下顶板纵向最大压应力（最大压应力为61.227MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析荷载组合作用下顶板最大纵向拉应力如图510所示。图510荷载组合作用下顶板纵向最大拉应力（最大压应力为102.278MPa）1.1顶板最大拉应力轮胎位置如图511所示。图511轮胎位置活载作用下顶板纵向最大拉应力如图512所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图512活载作用下顶板纵向最大拉应力（最大拉应力为25.893MPa）荷载组合作用下顶板纵向最大拉应力如图513所示。图513荷载组合作用下顶板纵向最大拉应力（最大拉应力为37.353MPa）1.1端横梁最大拉应力和剪应力轮胎位置如图514所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图514轮胎位置活载作用下端横梁腹板最大拉应力如图515所示。图515活载作用下端横梁腹板最大拉应力（最大拉应为为39.559MPa）荷载组合作用下端横梁腹板最大拉应力如图516所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图516荷载组合作用端横梁腹板最大拉应力（最大拉应力为41.654MPa）活载作用下端横梁腹板最大剪应力如图517所示。图517活载作用下端横梁腹板最大剪应力（最大剪应力为30.792MPa）荷载组合作用下端横梁腹板最大剪应力如图518所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图518荷载组合作用下端横梁腹板最大剪应力（最大剪应力为37.602MPa）1.1端横梁最大压应力轮胎位置如图519所示。图519轮胎位置活载作用下端横梁腹板最大压应力如图520所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图520活载作用下端横梁腹板最大压应力（最大拉应力为40.33MPa）荷载组合作用下端横梁腹板最大压应力如图521所示。图521荷载组合作用下端横梁腹板最大压应力（最大拉应力为53.166MPa）1.1跨中横梁最大拉应力轮胎位置如图522所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图522轮胎位置活载作用下跨中横梁腹板最大拉应力如图523所示。图523活载作用下跨中横梁腹板最大拉应力（最大拉应力为32.506MPa）荷载组合作用下跨中横梁腹板最大拉应力如图524所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图524荷载组合作用下跨中横梁腹板最大拉应力（最大拉应力为47.755MPa）1.1跨中横梁最大压应力轮胎位置如图525所示。图525轮胎位置45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析活载作用下跨中横梁腹板最大压应力如图526所示。图526活载作用下跨中横梁腹板最大压应力（最大压应力为51.535MPa）荷载组合作用下跨中横梁腹板最大压应力如图527所示。图527荷载组合作用下跨中横梁腹板最大压应力（最大压应力为78.359MPa）活载作用下跨中横梁下翼缘最大压应力如图528所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图528活载作用下跨中横梁下翼缘最大压应力（最大压应力为79.422MPa）荷载组合作用下跨中横梁下翼缘最大压应力如图529所示。图529荷载组合作用下跨中横梁下翼缘最大压应力（最大压应力为118.283MPa）1.1主梁下翼缘最大拉应力轮胎位置如图530所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图530轮胎位置活载作用下主梁下翼缘最大拉应力如图531所示。图531活载作用下主梁下翼缘最大拉应力（最大拉应力为91.689MPa）荷载组合作用下主梁下翼缘最大拉应力如图532所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图532荷载组合作用下主梁下翼缘最大拉应力（最大拉应力为188.087MPa）1.1主梁腹板最大剪应力轮胎位置如图533所示。图533轮胎位置活载作用下主梁腹板最大剪应力如图534所示。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析图534活载作用下主梁最大剪应力（最大剪应力为29.943MPa）荷载组合作用下主梁腹板最大剪应力如图535所示。图535荷载组合作用下主梁腹板最大剪应力（最大剪应力为59.523MPa）45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析第1章设计总结1.1恒载作用下全桥各构件内力汇总根据第三章的计算结果可知在恒载作用下桥面板、U肋、主梁和横梁的应力，如表61恒载作用下的应力变形构件vonMises应力(MPa)横向应力（MPa）纵向应力（MPa）剪应力（MPa）竖向变形（m）拉应力压应力拉应力压应力顶板43.42918.16339.9529.71441.511--0.048U肋29.83417.32611.17211.64529.021--0.048横梁腹板24.57322.777-27.024--0.048横梁翼缘52.33515.09639.276------0.048主梁腹板110.669----97.92132.06630.2670.046主梁翼缘98.94749.39638.07898.88342.947--0.0461.2恒载和跨中最不利活载作用下全桥各构件内力汇总根据第四章的计算结果可知在恒载作用下桥面板、U肋、主梁和横梁的应力，如表62所示。表62恒载和跨中最不利活载作用下的应力和变形构件vonMise应力(MPa)横向应力（MPa）纵向应力（MPa）剪应力（MPa）竖向变形（m）拉应力压应力拉应力压应力顶板恒载53.43745.9842.35434.36470.118--0.043荷载组合104.57964.16271.94133.138111.693--0.089U肋恒载64.07642.31535.52733.71156.330--0.043荷载组合93.93359.62138.48024.45178.089--0.089横梁腹板恒载55.26431.77938.623----0.042荷载组合75.34248.14135.329----0.088横梁翼缘恒载71.02731.62263.376------0.042荷载组合121.93937.220102.10------0.088主梁腹板恒载92.948----92.87735.2830.041荷载组合188.587----188.53664.6920.087主梁翼缘恒载94.532----94.53730.361--0.040荷载组合191.063----191.06773.577--0.08545 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析1.1恒载和车辆荷载作用下最不利内力汇总根据上面的计算结果可知在活载和荷载组合作用下面桥面板、U肋、主梁和横梁的最不利应力，如表63所示。表63活载和荷载组合作用下的最不利应力活载（MPa）恒载荷载组合（MPa）板厚（mm）折减后[σ](MPa)折减后[τ]（MPa）U肋最大拉应力54.53763.8410.008210120U肋最大压应力59.83482.8830.008210120顶板最大压应力61.227102.2780.014210120顶板最大拉应力25.89337.3530.014210120端横梁最大拉应力39.55941.6540.012210120端横梁最大剪应力30.79237.6020.012210120端横梁最大压应力40.3353.1660.012210120跨中横梁最大拉应力32.50647.7550.012210120跨中横梁最大压应力51.53578.3590.012210120跨中翼缘最大压应力79.422118.2830.012210120主梁翼缘最大拉应力91.689188.0870.046192120主梁腹板最大剪应力29.94359.5230.0261981201.2结构验算根据表61至表63的计算结果可知，可得到如下结论：1、该桥所有构件的应力均小于规范的容许应力，满足应力；2、该桥所有构件的活载作用下最大竖向变形0.043m小于规范规定的容许挠度L/600=0.078m，满足要求。1.3总结通过本次设计，主要体现在以下几个方面：1、此次计算分析做的是简支梁桥的板单元模型计算。采用有限元软件ANSYS进行建模。相比之前所做的桥梁模型，板单元模型更能反映出结构真实的受力情况。但是我有几点疑问，根据已给的参考资料，为什么给要对中间节间和边节间进行精细化划分，能否在保证精度的情况下适当划分单元即可；在进行轮胎荷载布置时，能否可以直接施加面荷载，同时兼顾考虑轮胎荷载的扩散。2、通过计算车辆荷载作用下最不利应力，较好地理解和掌握了正交异形板全桥体系、桥面体系，顶板体系三体系理论，清楚地认识了正交异性板简支桥的受力特点。45 46.8m公路正交异形板桥面简支钢梁桥分析在进行最不利位置加载分析时，即分别考虑了盖板体系，桥面体系和主梁体系，如工况一道工况四求肋板与顶板的最不利应力时应用正交异形板的盖板体系。本次设计中只是根据参考文本中的取值，近似换算得到本次模型中的最不利加载位置，结果只是近似可靠，当然如果要准确进行分析，应当进行全面分析，利用穷举的方法，找到最不利加载位置。1、本次设计是在原有基础上进行优化计算，根据原先的尺寸，当纵梁厚度取0.02m，纵梁翼缘厚度去0.04m时，在进行纵梁翼缘最大拉应力计算时，考虑到厚度折减，导致纵梁的翼缘应力超过规范规定的值，故采取了加厚纵梁腹板和翼缘，分别加大6mm，经计算是可以保证纵梁腹板和翼缘是在规范规定的值内。同时，如果在增加厚度不能保证结构各部分的应力达到规范要求，可以适当的增加纵梁的或者横梁的高度，提高全桥的整体刚度来达到控制应力的目的。2、针对本次课程设计，更多的体会不是在软件的使用上，而是对于正交异形板的力学特性分析，在分析的过程中，会思考为什么要采用板壳单元模型，这些都需要扎实的理论基础，才能正确的模型正交异性板桥正确的力学特性，才能保证计算的精度。当然软件使用的提高也是一个方面，了解了ANSYS软件建立板壳单元的基本流程，熟悉相关的界面操作和命令操作。45'