小箱梁计算书.doc

青岛红旗拉甫高速公路上跨京广线立交桥工程 设计咨询报告上部结构验算一、计算内容及方法（一）、计算和复核的主要内容1、后张预应力小箱梁正截面应力验算；2、后张预应力小箱梁抗弯、抗剪强度验算；3、后张预应力小箱梁刚度验算。（二）、计算方法小箱梁纵向计算均按平面杆系理论，并采用桥梁博士进行计算1、计算对象作为平面梁划分单元作出结构离散图；2、根据小箱梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段；3、进行荷载组合，并求得结构在施工阶段和使用阶段时的应力、内力和位移；4、根据规范中所规定的各项容许指标，验算主梁是否满足结构承载力要求、材料强度要求和结构的整体刚度要求。（三）、计算原则 1、计算图示及离散图均按照原设计文件确定。 2、施工流程图按原设计文件提出的施工方案、现浇方法确定。 3、主要材料及设计参数根据设计文件及规范取值，见下表： 4、预应力钢筋按设计文件中提供的钢绞线信息确定 主要材料及参数材料项目参数备注C50混凝土抗压标准强度Rba35.0MPa抗拉标准强度Rbl3.0MPa抗压弹性模量Eh35000MPa抗弯弹性模量Eh29750MPa0.85Eh混凝土特性参数计算材料容重26kN/m3线膨胀系数1.00E-05弹性继效系数0.03徐变速度系数0.021徐变终极值c2.0 收缩速度系数0.021收缩终极值(t,r)0.00015低松弛钢绞线标准强度fpk1860MPa控制张拉应力ky1395MPa弹性模量Ep1.95E5MPa松弛率0.045锚具及波纹管钢束管道摩阻系数0.25钢束管道偏差系数k0.0015单端锚具变形及回缩值0.006m（四）、荷载取值与荷载组合1、 荷载取值（1）、一期恒载主要是小箱梁自重。混凝土容重取26kN/m3。（2）、二期恒载包括防撞护栏和桥面铺装见下表： 预应力小箱梁二期恒载跨径40米小箱梁类中小箱梁边小箱梁二期恒载（kN/m）17.618.7（3）、活载 各项活载横向分布系数：按刚接板法计算各小箱梁的荷载横向分布系数，见下表。 小箱梁活载横向分布系数跨径40米小箱梁类中小箱梁边小箱梁荷载横向分布系数公路级0.590.5 （4）、温度力 体系升温20；体系降温20 小箱梁上下缘温差5。2、 荷载组合组合一：恒载+汽车二、小箱梁应力复核计算1、 结构离散图 2、小箱梁应力验算（其中负号为拉应力，正号为压应力）：小箱梁跨中截面截面控制应力（单位：MPa）阶段和荷载组合40米小箱梁中梁40米小箱梁边梁上缘下缘上缘下缘MAXMINMAXMINMAXMINMAXMIN成桥阶段6.122.27.417.3组合一10.9-0.7220.29.6-0.219.9 1 公桥规第5.2.21条规定：在使用荷载作用下，预应力混凝土构件的法向压应力（扣除全部的预应力损失）应符合下列要求：组合：C50混凝土容许压应力Ra=0.5x35=17.50（MPa）;公桥规第5.2.23条规定：在使用荷载作用下，部分预应力混凝土A类受弯构件的法向拉应力（扣除全部的预应力损失）应符合下列要求：组合：C50号混凝土容许拉应力Rl=0.8x3=2.40（MPa）;结论：施工及使用阶段时，40米小箱梁中梁、边梁最大拉应力满足规范要求，压应力不满足规范要求，验算不通过。3、小箱梁刚度验算 按规范规定，预应力混凝土受弯构件在计算变形时的截面刚度应采用0.85EI，其中E为混凝土的弹性模量，I为截面的换算惯性矩。 汽车荷载作用下（不计冲击力）小箱梁跨中最大竖向位移值参见下表。小箱梁跨中断面竖向位移板别恒载公路级恒载+1/2活载（mm）（mm）（mm）中板44.5-15.136.95边板40.6-12.334.45根据公桥规第4.2.3条规定，活载作用下跨中的最大挠度允许值为：L/600=40000/600=66.7mm（其中L为计算跨径）由上表可知，活载作用下的小箱梁跨中的最大挠度均未超过规范允许值。根据公桥规第4.2.4条规定，结构不设置预拱度的限值： L/1600=40000/1600=25mm（其中L为计算跨径）结论：各种活载作用下的小箱梁中梁、边梁最大挠度值均未超过规范允许值，中梁、边梁施工时均需设置预拱度。4、中梁恒载作用下，小箱梁应力图（单位：MPa）：5、中梁恒载和汽车荷载作用下，小箱梁应力图（单位：MPa）：6、中梁汽车荷载作用下，小箱梁挠度图（单位：m）：7、中梁弯矩包络图（单位：kN.m）：8、中梁剪力包络图（单位：kN）：9、边梁恒载作用下，小箱梁应力图（单位：MPa ）：10、边梁恒载和汽车荷载作用下，小箱梁应力图（单位：MPa）：11、边梁汽车荷载作用下，小箱梁挠度图（单位：m）：12、边梁弯矩包络图（单位：kN）：13、边梁剪力包络图（单位：kN）：14、正、斜截面强度验算： 40m小箱梁斜截面强度验算计算剪力（kN）斜截面抗剪强度（kN）备注中梁支点250041