朝阳市黄河路大桥分析报告

1、朝阳市黄河路大桥混凝土自锚式悬索桥总体分析报告（73m+180m+73m）推荐精选目录1结构概述12采用规范、计算依据及计算程序32.1. 基本规范32.2. 参考规范32.3. 计算依据及计算程序43结构分析参数43.1. 材料特性43.1.1. 混凝土43.1.2. 钢材43.1.3. 高强钢丝43.2. 计算荷载53.2.1. 恒载（D）53.2.2. 收缩徐变计算参数123.2.3. 设计院提供的成桥索力143.3. 计算模型153.4. 成桥状态主要计算结论153.5. 空揽状态主要计算结论15推荐精选1 结构概述朝阳市黄河路大桥全长508.32m，桥梁设计起点桩号为K0+068.7

2、0，终点桩号为K0+577.02，跨径布置为（28+28+32.16+73+180+73+32.16+28+28）m。其中主桥为73+180+73=326m自锚式悬索桥。两岸引桥均为3x28m预应力混凝土连续箱梁。主桥为三跨双索面预应力混凝土自锚式悬索桥，主跨为180m，边跨73m，全长326m。主桥采用塔墩固结、塔梁分离的半飘浮体系，主桥在桥塔及过渡墩处均设置活动支座。主桥在主墩处设有横向限位支座，横向限位支座中的四氟滑板与主梁侧钢板之间的空隙为1.0厘米，成桥状态的基准温度为20度，桥型布置图见图1-1。图1-1 主桥桥型布置图主梁采用预应力混凝土现浇箱梁，箱梁标准断面为单箱四室，箱梁底板

3、宽19.9m。箱梁中心高2.5m，箱梁顶板横坡与桥面横坡一致，设双向1.5横坡,底板水平。箱梁顶板厚度20cm，底板厚度20cm，边腹板厚40cm，中间腹板厚30cm。箱梁内标准横梁纵向间距为5m,与吊杆一一对应，横隔梁横桥向宽度为31.5米，横梁中间厚度32cm，端部加厚为95cm，横梁按照全预应力混凝土构件设计。主桥两端设强大的端横梁用于锚固主缆并作为压重，端横梁高4.3m，长5.0m，宽28.5m，为预应力实体结构。端横梁设牛腿支承引桥，用于主桥梁端压重，牛腿高2.15m,宽1.4m。，主梁标准断面见图1-2。门字型塔，索塔桥面以上高35.927m,全高49.027m。塔柱采用十字形截面

4、，下塔柱截面外轮廓尺寸从塔脚3.5mx5.5m渐变到下横梁处2.5mx4.5m；上塔柱截面外轮廓尺寸为2.5mx4.5m。塔柱为实体断面，塔上共设两道横梁，下横梁采用2.5m推荐精选x3.5m箱形截面，壁厚0.5m，上横梁采用钢桁架。图1-2 主梁标准断面索塔基础采用群桩基础，每个塔柱下设9根直径1.8m钻孔灌注桩，承台平面尺寸为11mx11m，厚度为4m。桩基按照嵌岩桩设计。全桥主缆共两根，每根主缆由37股预制平行钢丝索组成，每索股含有127根5.1mm高强镀锌平行钢丝，每根主缆由4699丝钢丝组成，钢丝抗拉强度标准值为1670MPa,弹性模量为2.0x105MPa。主缆架设完毕后用挤圆机挤

5、成圆形，用镀锌钢丝缠绕，然后用腻子勾缝，表面进行防护。主缆索夹外截面直径为390.9mm(空隙率20%)，索夹位置截面直径为386.1mm(空隙率18%)。主缆预制索股采用热铸锚，每个索股两端各设一个锚头，锚头工厂制造。主缆经过散索套后，呈辐射状散开。吊杆采用刚性吊杆及柔性吊杆，其中1号吊杆为刚性吊杆，1213号吊杆为127-7.0mm高强镀锌平行钢丝柔性吊杆，其余吊杆为109-7.0mm高强镀锌平行钢丝柔性吊杆。柔性吊杆高强镀锌平行钢丝标准强度为1670MPa，弹性模量为2.0x105MPa索鞍采用全铸整体式索鞍，为肋传力结构形式。主缆槽内主缆中心线处的纵向圆弧半径R=3.5m。索鞍长4.2

6、8m，宽1.5m，高2.18米，全桥共四个索鞍。鞍座下设置聚四氟乙烯板，便于主鞍在施工过程中通过塔顶预埋反力架进行顶推。索鞍顶推就位后，通过剪力键及螺栓将索鞍与上平板固定。底座上平板与主塔预埋钢筋通过焊接予以固定推荐精选2 采用规范、计算依据及计算程序2.1. 基本规范l 朝阳市黄河路大桥工程设计图纸，北京建达道桥咨询有限公司l 关于朝阳市黄河路大桥主桥成桥状态设计计算的若干问题提请设计单位确认和答复的函的回复文件，北京建达道桥咨询有限公司l 公路工程技术标准( JTG B01-2004 )l 公路工程结构可靠度设计统一标准( GB/T50283-1999 )l 公路桥涵设计通用规范( JTG

7、 D60-2004 )l 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004 )l 公路桥涵地基与基础设计规范( JTJ024-1985 )l 公路桥涵钢结构及木结构设计规范( JTJ025-1986 )l 公路工程抗震设计规范( JTJ004-1989 )l 公路桥梁抗风设计规范( JTG/T D60-01-2004 )l 公路路线设计规范( JTJ011-1994 )l 公路建设项目环境影响评价规范（试行）( JT005-1996 )l 公路环境保护设计规范( JTJ/T006-1998 )l 公路勘测规范( JTJ061-1999 )l 公路工程地质勘察规范( JTJ0

8、64-1998 )l 桥梁用结构钢( GB/T 714-2000 )l 公路桥涵施工技术规范( JTJ027-2000 )l 公路工程质量检验评定标准( JTJ071-1998 )l 高速公路交通安全设施设计及施工技术规范( JTJ074-1994 )2.2. 参考规范l 公路悬索桥设计规范（报批稿）中华人民共和国交通部l 桥梁缆索用热镀锌钢丝(GB/T 17101-1997)推荐精选l 悬索桥主缆预制索股技术条件 （JT/T 395） 2.3. 计算依据及计算程序计算依据为朝阳市黄河路大桥工程设计图纸及关于朝阳市黄河路大桥主桥成桥状态设计计算的若干问题提请设计单位确认和答复的函的回复文件。计

9、算程序采用 ANSYS ，我单位自编程序悬索桥施工阶段静力几何非线性分析专用程序BBQA。3 结构分析参数3.1. 材料特性3.1.1. 混凝土桥塔和主梁混凝土标号C55，弹性模量3.55E4MPa，密度 2600 kg/m3，泊松比0.2，线膨胀系数1.0E-5。3.1.2. 钢材弹性模量2.10E5MPa，密度 7850 kg/m3，泊松比0.3，线膨胀系数1.2E-5。3.1.3. 高强钢丝主缆钢丝强度级别1670MPa，弹性模量2.00E5MPa，密度 7850 kg/m3，泊松比0.3，线膨胀系数1.2E-5。吊索平行钢丝强度级别1670MPa，弹性模量2.00E5MPa，密度785

10、0kg/m3，泊松比0.3，线膨胀系数1.2E-5。推荐精选3.2. 计算荷载3.2.1. 恒载（D）1） 混凝土箱梁除过渡墩处、桥塔附近区段采用了加大截面的箱梁，其他梁段均为标准梁段，标准断面的截面参数见表3-1。表3-1 标准断面箱梁参数项目单位数量加劲梁类型单箱四室箱梁混凝土箱梁面积m213.1163竖向抗弯惯性矩m412.5987梁高(中心高度)M2.5重心相对于底缘高度M1.2806主梁重（一期，未计入横梁重）kN/m341.0238材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m32600桥塔附近截面参数见表3-2表3-2桥塔附近箱梁截面参数项 目单位数

11、量加劲梁类型单箱四室箱梁混凝土箱梁面积m219.1803竖向抗弯惯性矩m415.9244梁高M2.5重心相对于底缘高度M1.0968推荐精选主梁重（一期，未计入横梁重）kN/m498.6878材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m32600牛腿截面参数见表3-3。表3-3 牛腿截面参数项目单位数量加劲梁类型矩形实体截面混凝土箱梁面积m245.55竖向抗弯惯性矩m418.0966梁高M2.15重心相对于底缘高度M1.0866主梁重（一期，未计入横梁重）kN/m1184.3材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m32600端

12、横梁截面参数见表3-4。表3-4 端横梁截面参数项目单位数量加劲梁类型矩形实体截面混凝土箱梁面积m2120.4791竖向抗弯惯性矩m4178.5136梁高M4.3重心相对于底缘高度M2.1117推荐精选主梁重（一期，未计入横梁重）kN/m3132.467材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m32600过渡墩梁高变化始端截面参数见表3-5。距过渡墩1米。表3-5 过渡墩梁高变化始端截面参数项目单位数量加劲梁类型单箱四室箱梁混凝土箱梁面 积m282.1806竖向抗弯惯性矩m4119.1635梁 高M4.3重心相对于底缘高度M1.6852主梁重（一期，未计入横梁

13、重）kN/m2136.836材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m32600过渡墩梁高变化末端截面参数见表3-6。距过渡墩5.5米。表3-6 过渡墩梁高变化末端截面参数项目单位数量加劲梁类型单箱四室箱梁混凝土箱梁面积m231.0277竖向抗弯惯性矩m420.2065梁高M2.5重心相对于底缘高度M1.1557推荐精选主梁重（一期，未计入横梁重）kN/m806.7202材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m32600各吊杆横梁重量，吊杆横梁与箱梁重叠的部分，已通过箱梁一期重量计入，在此仅计入横梁外悬臂、箱梁隔板及加掖的重

14、量，并以集中力的方式施加在计算模型相应结点上。具体见表3-7，吊索横梁重量类型共有5类。表3-7 吊索横梁重量类别图纸横梁编号数量重量（kN）备注1413、1649、5261541033.4489标准吊索横梁214、15、50、514931.954桥塔处横梁33、622954.092端部横梁一42、632777.402端部横梁二51、642592.652端部横梁三2） 引桥箱梁压重 引桥端部支撑与主桥箱梁端部的牛腿上，作为压重，分析表明，该压重的大小对主桥内力线形有影响，在计算中计入压重的影响，引桥的恒载支反力见表3-8。表3-8 引桥端部恒载支反力类别反力（kN）一期恒载5744二期恒载13

15、56 该荷载以集中力的方式施加在计算模型中牛腿位置相应的节点上3） 二期恒载 二期恒载包括两部分：人行道重量以及桥面铺装。本计算模型中关于二期恒载的施加分成两个部分推荐精选：鉴于人行道采用预制槽形板，简支转连续结构，在计算模型中将预制板以及湿接缝的重量以集中力的方式施加在相应的计算模型节点上（对应吊索横梁位置），人行道铺装、栏杆、防撞栏以及桥面铺装的重量以均布荷载的方式施加，各荷载参数计算明细见表3-9-1及表3-9-2。表3-9-1 二期恒载计算明细表（集中荷载）类别说明重量(kN)数量1A型人行道板65.4592B型人行道板59.6263C型人行道板71.7634湿接缝10.18表3-9-

16、2 二期恒载计算明细表（均布荷载）半桥类别说 明重量(kN/m)数量1人行道铺装（2cm砂浆+2cm彩砖）1.9782栏杆 2道0.653防撞护栏3.15+0.483=3.6334桥面铺装（9cm沥青）22.145主桥端部人行道板重14.84合计 1主桥端部43.241合计 2其他标准梁段28.4014）桥塔桥塔采用实心矩形桥塔，塔根处截面加大项目单位数量桥塔类型实心矩形桥塔根部面积m218.7457竖向抗弯惯性矩m418.3169推荐精选标准断面面积M10.7457竖向抗弯惯性矩m416.9567材料弹性模量MPa3.55E4伯松比0.2线膨胀系数1.0E-5密度kg/m326005）缆索系

17、统主缆相关参数见表3-10表3-10 主缆相关参数项目单位中跨东边跨西边跨大缆根数根222索股钢丝直径mm5.25.25.2钢丝根数根127127127单缆索股股数股373737钢丝面积m20.0997930.0997930.099793直径m约0.4约0.4约0.4主缆钢丝重kg/m783.375783.375783.375缠丝.等重kg/m74.374.374.3主缆重kg/m857.587857.587857.587主缆等效密度kg/m38593.628593.628593.62材料弹性模量MPa2.0E52.0E52.0E5伯松比0.20.20.2线膨状系数1/C。1.2e-51.2e

18、-51.2e-5钢丝强度MPa167016701670吊索相关参数。本桥吊索共分三种类型，刚性吊索，7-109柔性吊索，1-127柔性吊索，各类型吊索的计算参数分见表3-11-1，3-11-2，3-11-3。表3-11-1 7-109型吊索参数推荐精选项目单位吊索类型平行钢丝7-109单根吊索直径m面积m20.004195延米重量kg/m32.9吊索等效密度kg/m37900材料弹性模量MPa2.0E5伯松比0.2线膨状系数1/C。1.2e-5钢丝强度MPa1670表3-11-1 7-127 型吊索参数项目单位吊索类型平行钢丝7-127单根吊索直径m面积m20.004888延米重量kg/m38

19、.4吊索等效密度kg/m37856材料弹性模量MPa2.0E5伯松比0.2线膨状系数1/C。1.2e-5钢丝强度MPa1670表3-11-1 刚性吊索参数项目单位吊索类型刚性吊索 合金钢单根吊索直径m0.14推荐精选面积m20.015394延米重量kg/m120.84吊索等效密度kg/m37850材料弹性模量MPa2.0E5伯松比0.2线膨状系数1/C。1.2e-5钢丝强度MPa1670索夹的重量，本桥共有A、B、C、D、E、F以及散索套共计7类索夹，根据设计图纸，各索夹的重量见表3-12，索夹的重量以集中力的方式施加在主缆相应结点上。表3-12 索夹荷载参数类别重量（kg）数量对应吊索编号A

20、908.5B1351.1C1831.2D2314.1E2605.3F472.4散索套1063.325表3-13 吊索附属设施（耳板、锚头）重量类别重量（kg）数量对应吊索编号7-109473.545522#11#、14#29#7-127493.745412#13#刚性吊索475.55521#推荐精选3.2.2. 收缩徐变计算参数 气象调查表明， 朝阳市地处辽宁西部，属干燥少雨地区，年平均湿度在55%左右，取环境年平均湿度 RH=55%，收缩徐变终止时间，取10年，即3600天。其他参数详见表3-14。表3-14 收缩徐变计算参数项目砼标号理论厚度（mm）环境湿度（%）收缩龄期（d）初次加载龄期

21、（d）主梁C555535555桥塔C5515355555根据施工方案，将结构计算时段划分如下，并依此制订施工仿真计算工况：计算工况1：下塔柱施工 跨中区段1主梁施模板、钢筋施工，25天 2008-3-164-10计算工况2：跨中区段主梁安装，中塔柱 10天 4.20计算工况2：中塔柱施工1 跨中区段2，桥塔区段主梁施工 30天 4-105-10计算工况3：中塔柱施工2 上横梁施工 端部主梁施工 30天 5-106-10计算工况5：安装索鞍 6天 6-16计算工况6：安装猫道系统 15天 7.1计算工况7：安装主缆、调形 60天 9.1计算工况8：安装索夹、吊索 15天 9.15计算工况10：第一轮吊索张拉，张拉到设计索力