橋樑| Midas Civil處理預拱度的經驗

問題：關於預拱度，網上能查到或者書上的算例，均是手算公式複雜。規範提供的公式也很複雜，如何在理解的基礎上通過midas輔助完成預拱度的計算？

一、對《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》6.5.3~6.5.5條的解讀

鋼筋混凝土結構——擾度驗算

1、6.5.2-1公式中B考慮了鋼筋的作用，鋼筋影響開裂構件等效截面的抗彎剛度；

2、判斷是否滿足規範6.5.3，可變荷載頻遇值（短期可變荷載）計算的長期（考慮了長期影響係數）擾度值＜1/600；

3、判斷是否設預拱度6.5.5，短期荷載效應組合下產生的擾度x長期增長係數≤1/1600計算跨徑 不設，否則設；

根據公式，

a.短期效應組合考慮了鋼筋對結構剛度的影響

b.短期效應組合=自重+可變荷載（0.7車輛+1人群）

4、預拱度值設置

預拱度值=自重產生的擾度x長期影響係數+1/2可變荷載荷載x長期影響係數

預應力混凝土結構——變形計算

1、判斷是否滿足規範6.5.3，可變荷載頻遇值（短期可變荷載）計算的長期（考慮了長期影響係數）擾度值＜1/600

2、判斷是否設預拱度預應力產生的上拱值x長期影響係數＞短期荷載效應擾度x長期影響係數不設預拱度，否則設。

公式理解：

a.預應力的長期影響係數與短期荷載的影響係數不一樣。預應力影響係數為2.0混凝土為1.45~1.35

b.短期荷載=恆載+可變荷載（0.7車輛+1人群）

c.此處恆載為不考慮預應力作用的恆載，midas中即：恆載CS（包括一期、二期）

d.車輛荷載效應不計衝擊係數

3、預拱度的設置

預拱度=短期荷載效應擾度x長期影響係數—預應力產生的上拱值x長期影響係數（係數為2.0）

二、midas鋼筋混凝土操作算例

通過midas對鋼筋混凝土結構的分析發現，截面考慮鋼筋與不考慮鋼筋，恆載下變形無影響。所以，對於midas如何考慮，有待研究。

不考慮鋼筋作用（本人理解鋼筋作用是有利的）通過midas，按照荷載短期效應（自重+0.7車輛+1人群）x長期影響係數 來考慮預拱度相關問題。

三、midas預應力混凝土結構操作算例

步驟一：建模運行後，定義鋼束荷載工況

步驟二：定義短期荷載工況（有人群荷載時需考慮人群）

步驟三：結果查看DZ方向的 鋼束位移及短期位移

位移結果：

短期效應下可變荷載產生擾度（mm）：14.63；

預加應力引起的上拱擾度（mm）：-13.01

即，預加力產生的長期反拱值大於按照荷載短期效應組合計算的長期擾度值，故此不需要設置預拱度。預拱度判斷=-13.01x2.0+14.63x1.45=-4.81mm

參考書目：

《結構設計原理》（第二版）P201、P275

《橋樑工程設計計算方法及應用》（第二版）P179

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》P64

本文首發自我的公眾號：黎心力

一個橋樑設計師的不誤正業