斜腿刚构计算书

1、咨询计算书斜腿刚构(JTG D62-2004 )邢汾高速公路19+40+19m咨询计算书本桥具体尺寸请参照邢汾高速公路施工图。一、主要技术标准（1 ）设计车道数及横向分布系数：参见表 1-2 ；（2）荷载标准：公路-II级；（3）按部分预应力 A类构件进行设计；（4） 设计安全等级：II级二、计算依据（1 ）公路工程技术标准（JTG B01-2003 ）（2） 部颁公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004 ）（3）部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范三、计算基本数据1、计算荷载（1 ）钢筋混凝土重力密度为 26k n/m3 ；（2 ）二期恒载防撞护栏重量9kN/m，按照横向分布影

2、响线值分配； 边板二期恒载桥面铺装集度：0.11*1.75*26+0.04*1.25*24=6.2 kN/m防撞护栏：0.8*9kN/m=7.2 kN/m ；原结构二期铺装集度共计：13.4kN/m ；湿接缝：(0.18*0.5*26 ) 12= 1.17kN/m; 中板二期恒载桥面铺装集度：0.11*2*26+0.04*2*24=7.64 kN/m;防撞护栏：9*0.6kN/m=5.4 kN/m；原结构二期铺装集度共计：13.04 kN/m ；湿接缝：0.18*0.5*26= 2.34kN/m； 全桥15道横隔：单道横隔重量：1.8*0.2*1.22*26=11.5 kN(3)车辆荷载：行车

3、道宽4.5m，单向一车道，跨中横向分布系数按照刚性横梁法计算，支点处横向分布系数按照杠杆法计算，计算结果见表1-1、1-2 。梁位置梁高(m)面积(m2 )抗弯惯性矩(m4 )T梁跨中1.60.7520.24T梁截面特性表表1-1横向分布系数表1-2梁编号汽车跨中me汽车支点m01车道边梁0 5460 438中梁03330550(4) 温度荷载：整体升温30 C,整体降温35 C;考虑到现浇层混凝土的影响，最终确定截面正温差梯度如图 1所示，T1=14 C , T2=5.5 C;截面负温差梯度在正温差梯度17的基础上乘以-0.5 。度口高构部上II.1(5 )收缩徐变：按规范取值。相对湿度取6

4、0 %。(6) 预应力荷载：采用strand1860 钢绞线，M15-13 和M15-8 型锚具。张拉控制应力1339.2mpa ，参见表1-3。表1-3斜腿刚构钢绞线统计表通长束钢绞线(39束)编号型号根数115.2-131215.2-131315.2-131短束钢绞线(32束)编号型号根数115.2-82215.2-82波纹管塑料波纹管(7) 支座沉降：将各墩分别沉降0.005m，由程序自动包络取最不利值；(8) 冲击系数：按照 04规范，根据上部结构基频，计算得：正弯矩卩=0.1319，负弯矩卩=0. 2294。2、结构特性(1) 斜腿刚构混凝土强度等级为C50 ;桥面现浇层混凝土强度等

5、级为C50 ;(2) 主梁受力普通钢筋采用 HRB335钢筋，跨中上缘配置8根直径16mm 的钢筋， 下缘配置 8根直径25mm 的钢筋；支点上缘配置 8根直径16mm 的钢筋，下 缘配置16根直径25mm 的钢筋(3) 计算模型及截面如下：由于本桥边中梁截面相同，且荷载较接近，仅对边梁进 行结构分析。计算模型图3-1支点截面（单位：cm ）图3-2变截面处（单位：cm ）3、施工方法图纸中关于施工方法的描述有错误，本计算采用一次落架施工方法进行模拟。四、截面验算1、施工阶段应力验算按照规范JTGD62-2004 第728条，进行预应力混凝土受弯构件施工阶段法向应力验 算。预应力混凝土受弯构件

6、， 在预应力和构件自重等施工荷载作用下，截面边缘混凝土的压应力应满足 cc0.7fck ；截面边缘压拉应力ct0-7ftk时，预拉区应配置其配筋率不小于0.2%的纵向钢筋。本桥仅构造钢筋即满足配筋要求。2、正常使用阶段抗裂验算本节按照正常使用极限状态的要求，采用作用的短期效应组合和短期效应组合并考虑长 期效应组合的影响，按 A类预应力混凝土构件进行抗裂和挠度验算。a）按照正常使用极限状态的规范强制性要求，对于A类预应力混凝土受弯构件，在作用短期组合下，拉应力应小于0.7ftk，预桥规公式（631-3 ）。图4正常使用阶段截面上下缘最小正应力（短期组合抗裂验算）边主梁上下缘最小正应力（短期组合抗

7、裂验算）表2-1节点号上缘最小正应力下缘最小正应力容许最小正应力上缘是否满足下缘是否满足(MPa)(MPa)(MPa)29-1.697.3-1.85是是515.391.66-1.85是是注：表格中51号节点为边跨跨中截面；29号节点为支点截面，以下不再另行说明从上图和表格可以看出：正常使用阶段短期组合下正截面抗裂满足规范要求。b）A类预应力混凝土构件长期效应荷载组合，长期效应只计入直接荷载，不计入间接荷载，故温度力、汽车冲击力等荷载长期组合不计入。规范强制性要求，对于A类预应力混凝土受弯构件，在长期效应组合下，不允许出现拉应力。截面拉应力抗裂验算公式为预桥规公式（6.3.1-4 ）。图5正常使

8、用阶段截面上下缘最小正应力（长期组合抗裂验算）边主梁上下缘最小正应力（长期组合抗裂验算）表3-1节点号上缘最小正应力下缘最小正应力容许最小正应力上缘是否满足下缘是否满足(MPa)(MPa)(MPa)299.081.760是是517.875.190是是可以看出，正常使用阶段长期组合下正截面抗裂满足规范要求。c）规范强制性要求：作用短期效应组合下，A类预应力混凝土预制构件主拉应力应小于0.7ftk，预桥规公式 （631-8 ）。图6正常使用阶段截面最大主拉应力图边主梁最大主拉应力（斜截面抗裂验算）表4-1节点号主拉应力容许主拉应力是否满足MPa(MPa)29-1.69-1.33是51-1.82e-

9、02-1.33是可以看出，正常使用阶段支点截面斜截面抗裂不满足规范要求。d）挠度验算本例为A类预应力混凝土构件，截面不会开裂，截面刚度取为:Bo O.95EJo预规 6.5.2-3式桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段挠度应考虑长期效应的影响，按以上刚度计算的挠度值乘以挠度长期增长系数，长期挠度值在消除结构自重产生的长期挠度后,梁式桥最大挠度（跨中），不允许超过计算跨径的 1600。挠度增长系数：混凝土强度标准值 C40-C80时,预应力引起的上拱度1 45 1351.451.35，C50 内插得1.425。桥规第6.5.4条，由预加力引起的反挠度，用结构力学法Eel。进行计算，其值应f

10、 2 f乘以长期增长系线2，即f p 2lp。节点号荷载短期效应组合长期竖向挠度（mm）预加应力产生的长期挠度（mm）消除结构自重后结构挠度（mm）是否设反预拱度上拱值（mm）51-52.167-10.6是15.1边梁预拱度计算表表4-3注：表中挠度向上为正，预拱度向下为正结论：预加力长期反拱值大于荷载短期效应组合长期挠度，可不设置预拱度。4 ）施工阶段的变形由于预应力的徐变产生的挠度很小，并在挠度增长系数中考虑了，可不计算。3、持久状况应力验算1）按照规范JTGD62-2004第7.1.5条，对持久状况预应力混凝土受弯构件正截面混凝 土的最大正应力进行验算。持久状况预应力混凝土截面受压区最大

11、压应力应小于0.5fck，预桥规公式（7.1.5-1 ）;且受拉区预应力钢绞线的最大拉应力应不大于0.65 fpk,预桥规公式（7.1.5-2 ）。预应力混凝土受弯构件受拉区的普通钢筋，其使用阶段的应力很小，可不边主梁持久状况截面上下缘最大压应力（规范7.1.5条）表5-1节点号上缘最大正应力下缘最大正应力容许最大压应力是否满足(MPa)(MPa)(MPa)1616.49.5616.2否5115.98.7816.2是注：节点16为边跨1.6m梁高变截面处节点，以下不再说明从上图和表可以看出，持久状况边跨1.6m梁高变截面处最大压应力不满足规范要求。2）按照规范JTGD62-2004 第7.1.

12、6条，对持久状况预应力混凝土受弯构件斜截面混凝土的最大主压应力进行验算。持久状况预应力混凝土截面受压区最大主压应力应小于0.6fck，预桥规公式（7.1.6-1 ）。图8持久状况主梁主压应力图边主梁持久状况主梁主压应力表7-1节点号最大主压应力容许主压应力是否满足要求(MPa)(MPa)1616.419.4是5115.919.4是从上面图表可以看出，持久状况主梁各截面最大主压应力满足规范要求。3）预应力钢绞线验算表8-1钢束最大拉应力验算钢束号最大应力（Mpa）容许最大应力（Mpa）是否满足1-1.10E+03-1.21E+03是2-1.08E+03-1.21E+03是3-1.08E+03-1

13、.21E+03是4-1.09E+03-1.21E+03是5-1.09E+03-1.21E+03是由上表可以看出，钢束应力满足规范要求。4、强度验算1）承载力最不利组合下内力包络图如下:图10-2主梁边跨弯矩抗力包络图图11全桥弯矩包络图图12全桥剪力包络图图13全桥轴力包络图由图10可以看出边跨为纯弯构件，抗弯承载力满足规范要求。主跨内力表表9节点号内力属性MjNj受力类型(KN.M)(KN)支点靠跨中侧截面最大弯矩对应内力114001540上拉偏压最大轴力对应内力98301560上拉偏压跨中最大弯矩对应内力36001270上拉偏压最大轴力对应内力27001560上拉偏压通过编制EXCEL表格

14、进行验算，主跨承载力满足规范要求。五、斜腿计算mm 的斜腿与主梁结合处截面尺寸为60cm X150 cm，上缘钢筋为 14根直径28HRB335钢筋，下缘钢筋为 21根直径28 mm 的HRB335钢筋，截面内力如下表：内力属性MjNj受力类型斜腿截面内力表9-3(KN.M)(KN)最大弯矩对应内力31402650下拉偏压最大轴力对应内力15702700下拉偏压通过编制EXCEL表格进行验算，斜腿为大偏心受压构件，承载力满足规范要求，裂缝 宽度为0.1mm，满足规范要求。六、分析（一）问题：1、本桥在计算中采用了新规范温度梯度计算模式，而设计图纸中考虑的温度梯度为 桥面板升高5度。2、持久状况边跨1.6m梁高变截面处最大压应力不满足规范要求。3、支点处主拉应力不满足规范要求。（二）分析原因：1、 斜腿刚构本身受温度影响较大（目前的温度模式产生的温度正应力较大），其结构形式决定中跨截面在外荷载作用下产生轴力外力，为偏心受压构件；由截面正应力图可见中跨截面压应力较大，达到15