某小桥桥博计算书

1、XX县道排工程计算报告XX设计研究院有限公司二一二年十月XX桥梁编制:复核: 审核: 院审:第部分：K2+878、K3+811小桥计算书目录第一部分 K2+878、K3+811 小桥 11验算模型及参数 21.1结构介绍 21.2计算方法 21.3计算采用规范 31.4计算采用标准 31.5结构验算参数 41.5.1 计算要点 41.5.2结果参数说明 41.5.3横断面布置 41.5.4跨中计算截面尺寸及几何特性 51.5.5汽车荷载横向分布系数 51.5.6汽车荷载冲击系数值计算 61.5.7 荷载 62设计状态下的结构验算 72.1持久状况承载能力极限状态计算 72.2持久状况正常使用极

2、限状态计算 72.2.1 抗裂验算 72.2.2挠度验算 92.3持久状况和短暂状况构件应力计算 102.3.1使用阶段正截面法向应力计算 102.3.2受拉区预应力钢筋最大拉应力 112.3.3使用阶段混凝土主压应力计算 112.4设计状态下结构验算结论 123重力式桥台验算 12第一部分K2+878、K3+811小桥1验算模型及参数1.1结构介绍装配式预应力混凝土简支丁梁（60m,共42片T梁,分四幅。主梁高度0.75m, 梁间距1.462m,其中内梁预制宽度1.0m、边梁预制宽度1.05m,翼缘板中间湿 接缝宽度0.462m。主梁跨中肋厚0.30m，两端部均匀加厚段0.40m。T梁标准

3、横断面布置见图1。空Tc.HIT图1 K2+878小桥标准横断面图（单位：cm）出1册制口;MJ L J*LL I L L MEE L 皿 L #L3图1 K3+811小桥标准横断面图（单位：cm）上部结构施工顺序：T梁预制一架梁一浇筑横隔板湿接缝-浇筑翼缘板湿 接缝一安装护栏一浇筑桥面现浇层-浇筑沥青混凝土铺装、安装附属设施一成 桥。1.2计算方法计算书中将分别采用“桥梁博士 V3.0”对T梁进行分析计算，并以公路 桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范（JTGD62-2004）为标准进行检算。结构按 A类预应力混凝土结构进 行检算。1.3计算

4、采用规范（一）公路工程技术标准JTG B01-2003（二）公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004（三） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004（四）公路桥涵施工技术规范JTG TF50 20111.4计算采用标准（一）标准跨径：13.0m ；（二）桥面宽度：K2+878小桥：3.0m （人行道）+7.0m （机非混行道）+4.0m （绿化带）+12.0m （行车道）+8.0m （绿化带）+12.0m （行车道）+4.0m （绿化带）+7.0m （机非混 行道）+3.0m （人行道），全幅宽60.0m,共分四幅；K3+811小桥：3.0m （人行道）+7.0m

5、（机非混行道）+4.0m （绿化带）+12.0m （行车道）+7.0m （绿化带）+15.0m （行车道）+2.0m （绿化带）+7.0m （机非混 行道）+3.0m （人行道），全幅宽60.0m,共分四幅；（三）设计荷载:公路-I级；（四）设计行车速度：60Km/d（五）主要材料：混凝土抗压弹性模量：3.45 x 104MPa混凝土抗弯弹性模量：3.45 x 104MPa预应力混凝土的容重：26KN/m铺装沥青混凝土容重：24 KN/ m3混凝土热膨胀系数：1.0 x 10-5弹性继效系数：0.3徐变速度系数：0.021徐变特征终极值：2.0收缩速度系数：0.021收缩特征终极值：0.000

6、21钢绞线弹性模量：1.95 x 105MPa张拉控制应力 ：1860X0.75=1395MPa钢绞线松弛系数：0.25孔道磨阻系数 ：0.25孔道偏差系数 ：0.0015一端锚固回缩值：0.006m收缩徐变天数 ：3650天（约10年）桥面铺装：10c m沥青混凝土 +10cmC4（防水混凝土（六）T梁的体系温度变化：升温20°C,降温-20°C;桥面板升降温：按公路桥涵设计通用规范（TTG D62-2004）取值 1.5结构验算参数1.5.1计算要点1） 本计算按后张法部分预应力混凝土A类构件设计，桥面铺装层 100mm 混凝土不参与截面组合作用；2） 根据组合T梁横断

7、面，采用荷载横向分布系数的方法将组合 T梁简化为 单片梁进行计算；3）预应力张拉控制应力值；con=0.75fpk，混凝土强度达到100%时才允许 张拉预应力钢束；4） 计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时张拉锚固龄期为7d;5）环境平均相对湿度RH=5%;6）存梁时间为15d60d。1.5.2结果参数说明应力结果中数值拉为负，压为正。应力结果除注明外，均以MPa为单位。竖向位移结果中向下为正，向上为负。1.5.3横断面布置参见下图2。图2 T梁断面布置图（单位： mr）i1.5.4跨中计算截面尺寸及几何特性表1中给出了各特征截面的面积、绕横轴的抗弯惯性矩和抗扭惯性矩。表1各T梁截面几何特性

8、表（单位制：m数量级）位置ArealyyJ边梁（支点处）0.44620.02100.00136边梁（跨中处）0.39300.01820.0081中梁（支点处）0.46060.02250.0135中梁（跨中处）0.40980.01930.00811.5.5汽车荷载横向分布系数（1）横桥向共9根梁，根据横梁截面及横梁间桥面板截面尺寸，建立平面杆系模型，采用刚性横梁法求出在各梁的横向分布效应。 计算时布置三个车道。 表2-表3分别给出了两种算法各片箱梁在汽车作用下的横向分布系数，表4为对应的影响线坐标值。表2汽车荷载的横向分布系数（刚性横梁法）梁号123456789横向分布0.210.220.220

9、.220.260.350.410.45系数Y377640.29492表3人群荷载的横向分布系数（刚性横梁法）梁号123456789横向分布0.840.760.610.470.330.190.050.00系数丫219865850表4各片梁影响线数值（刚性横梁法）坐标X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁8#梁9#梁0.0000.3190.2850.2280.1700.1130.055-0.002-0.059-0.1091.3600.2660.2420.1990.1560.1130.0700.027-0.016-0.0552.7200.2120.1990.1700.1410.1130.084

10、0.0550.027-0.0024.080 10.1590.156 :0.1410.1270.1130.0980.0840.070r 0.052 :5.4400.1050.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.105 '6.8000.0520.0700.0840.0980.1130.1270.1410.1560.1598.160-0.0020.0270.0550.0840.1130.1410.170.1990.2139.520-0.055-0.0160.0270.070.1130.1560.1990.2420.26610.880-0.109-0.059-

11、0.0020.0550.1130.170.2270.2850.32因此，边梁横向分布系数取：汽车 0.213+人群0.842 ;中梁横向分布系数取：汽车 0.419+人群0.005。1.5.6汽车荷载冲击系数值计算1.561汽车荷载纵向整体冲击系数 按照通规第432条，冲击系数可按下式计算:当 1.5Hz Ef 乞14Hz 时，二=0.17671n(f)0.0157。根据通规，计算f1、亠如下表所示。表5冲击系数位置/中梁10.10.393边梁10.20.3971.5.6.2汽车荷载的局部加载的冲击系数 米用=1.3。1.5.7荷载 一期恒载q1 :预制梁重力密度取=26kN /m3二期恒载q

12、2 :1) 湿接缝C50混凝土，重力密度取 =26kN/m3 (参与受力)2) 100mn厚 C40混凝土桥面现浇层，重力密度取 玄-26kN/m33) 100mn沥青混凝土铺装重力密度取咐-24kN /m3*活载：公路-I级人群：3.0KN/m3装饰挂板：按C30混凝土，重力密度取=26kN/m3*梯度温度：正、负温差按100mn沥青铺装、100mm昆凝土调平层考 虑，加载模式见下图5。图4梯度温差取值示意图2设计状态下的结构验算2.1持久状况承载能力极限状态计算荷载基本组合表达式：广mn、；'o Sud = 0；GiSGik + 気1氐你 + 甲 c£ 叨QjSQjk 丨

13、通规4.1.6 1 式2j，丿其中各分项系数的取值见通规4.1.6-1式。1401, a图5边梁正截面抗弯承载力极限状态计算结果（ kN - m）图6中梁正截面抗弯承载力极限状态计算结果（ kN - m）上图表明，边梁与中梁在承载能力极限状态下抗弯满足规范要求 2.2持久状况正常使用极限状态计算2.2.1抗裂验算1.验算条件（1）正截面抗裂对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：二st -二pc 空 °.7 ftk对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）长期效应组合下，应符合下列条件：二It -；pc 乞 °（2）斜截面抗裂 对于部分预应力 条件

14、：A类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列预制段：二tp27ftk现浇段：匚tp岂°.5矗2.验算结果图7边梁短期效应下正应力计算结果（ MPa图8边梁长期效应下正应力计算结果（MPa图9边梁短期效应下主应力计算结果（ MPa图io中梁短期效应下正应力计算结果（MPa图ii中梁长期效应下正应力计算结果（MPa尸-0.0 -0.0 -0.0P7k Q-0. 9图12中梁短期效应下主应力计算结果（MPa根据前述应力计算结果，边梁与中梁在长期效应（组合 1）作用下与短期效 应（组合2）作用下，混凝土边缘皆不出现拉应力，满足规范要求；边梁与中梁主拉应力最大值分别为1.3与0.9MP

15、a,符合匚tp g7ftk=0.7 2.65 = 1.86MPa的规定。因此，经验算，截面抗裂性能符合规范要求。2.2.2挠度验算按照新公桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷 载长期效应的影响。本桥采用 C50混凝土，其挠度长期增长系数n 0二1.425， 消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600 o 表1所列为消除结构自重产生的挠度后主梁挠度最大值。表1极限状态挠度验算表节点号呈大撓度呗）允许值（mm ）是否满足11跨中20是为了使桥面平顺，行车舒适，根据预加应力产生的长期反拱值与按荷载短期效应组合计算的长期挠度之差设置 1cm向下的反拱值

16、，反拱度采用圆曲线或 抛物线。2.3持久状况和短暂状况构件应力计算 2.3.1使用阶段正截面法向应力计算按预规第7.1条，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。1）受压区混凝土的最大压应力 对未开裂构件Sc ；pt _0.5 fck =16.2MPa预规7.1.5-1 式作用标准值组合，汽车荷载考虑冲击系数下，T梁截面的混凝土正应力情况详见下图。图13边梁持久状态下截面正应力计算结果（MPa图14中梁持久状态下截面正应力计算结果（MPa从图中数据可以看出，边梁截面上缘最大压应力为8.8MPa,下缘最大压应 力为9.0MPa,中梁截面上缘最大压应力为 8.8MPa,下缘最大压应力为9.6MPa,

17、 使用阶段混凝土最大压应力满足规范要求。2.3.2受拉区预应力钢筋最大拉应力埔钢束荷载组合III应力瞳算点号绘大应力容许垠大应力星否满足1-10T2-1209JBZ-1045-1209a3-1040-1209JB4-1036-1209是5-1030-1209是&-1026-1209是T-1013-1209是a-1004-1209是3-10021209是LD-1000-1209旱L1-10061209是12-1013-120913-1021-1209是14-1027-1209呈L5-104C-1209呈苗-1047-1209ja17-104S-1209是1B-1043-1209呈19-1

18、034-1209呈20-1027-1209jn21-1021-1209_n22-1020-12C9是23-1022-1209是24-1024-1209是25-1033-1209是2&-1045-12C9是27-1049-1209是29-1056-120929-105S-1209是30-10&4-1209IB31-1091-1209曰注：其余钢束应力验算均能通过，在此不再单独列表2.3.3使用阶段混凝土主压应力计算按预规第7.1.6 条规定：混凝土的主压应力应符合： 二cp乞0.6口 =19.44MPa，各截面混凝土主压应力情况详见下图。图16中梁持久状态下截面主压应力计算结果（

19、 MPa图中数值表明：持久状况下边梁与中梁的主压应力均小于规范容许值，满 足要求。2.4设计状态下结构验算结论通过对13m小T梁设计图纸的验算，结构承载能力极限状态和正常使用极 限状态的各项指标均满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004）的要求。混凝土，侧墙采用C30混凝土和C30片石混凝土；基础采用 C30片石混凝土和 C20混凝土垫层。4.1左幅桥台验算4.1.1荷载计算上部构造恒载及桥台台身恒载计算：一片T梁：边梁：5.86m3 X 26KN/m=152.36KN中梁：6.59m3X 26KN/n3=171.34KN左侧 T梁：7 中梁 +2 边梁：7X 1

20、71.34+2 X 152.36=1504.1KN桥面铺装层：0.1 X 4.5 X 26=11.7KN/m (混凝土) 0.1 X 4.5 X 24=10.8KN/m (沥青) 0.2 X 3.3 X 19=12.54KN/m(土)人行道板：枕梁人行道板：0.212 X 0.36+4.3 X 0.2+0.21 X 0.36+0.247 X 0.51+0.327 X 0.51 X 25=32.6 KN/m人行道板混凝土铺装：4.0 X 0.08 X 25=8 KN/m栏杆：0.2 X 25=5 KN/m车道荷载分布力：10.5KN/m上部 恒载：1504.1+( 11.7+10.8+12.54

21、+32.6+8+5+10.5) X20/2=1663.45KN桥台恒载计算划分如图所示：恒载计算表序 号计算式竖直力Pk (kN)对基底中心 轴偏心距P(m)弯矩M(km)备注：(1)弯 矩正、负值规 定如下：逆时10.35 X 0.26 X 12.792 X 2326.8-0.35-9.3821.34 X 0.65 X 12.792 X 23256.3-0.5-128.15针方向取“一”30.4 X 0.9 X 12.792 X 23105.90.27529.1号；顺时针方 向取“ +”号；(2)偏心距在41.5 X 4 X 12.792 X 231765.3-0.075-132.451一汉

22、1.35 X 4X 12.792 X 23 2794.4-1.725-1370.3463.85 X 0.75 X 13.292 X 23882.8-0.75-662.1基底中心轴之右为” +”，中 心轴之左为71-><1.5 X 0.5 X 13.292 X 232114.62.175249.385.35 X 0.75 X 14.792 X 231365.100a?9上部构造恒载1663.450.4665.38ZPk=6974.65KN 玄 M = -1358.59kNm荷载布置和支座反力（1）根据公路桥涵设计通用规范集中荷载标准值有以下规定: 公路一I级车道荷载的均布荷载标准值为

23、qk = 10.5kN/m; 集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于 5m时，180kN; 桥梁计算跨径等于或大于 50m时，Pk= 360kN; 桥梁计算跨径在5m50m之间时，Pk值采用直线内插求得。计算剪力 效应时，上述集中荷载标准值 R应乘以1.2的系数。桥梁跨径为20m采用直线内插得R=240kN。计算剪力效应时应乘以1.2的系数，支座反力：Ri=（240 1.2 1 0.5 1 20 10.5） 2 =786（KN）人群荷载支座反力：1 R1（20 1 3 3）= 90（ KN ）2车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线 上，集中荷载标准值只

24、作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处，也就是作 用在最不利的位置上。荷载组合计算表序号1作用类型公路一1级上部恒载力（kN）1663.45力臂（m0.4弯矩（kN - m）665.382台身恒载力（kN）6974.65力臂（m-0.195弯矩（kN - m）-1358.593车道荷载力（kN）786力臂（m0.4弯矩（kN - m）314.44人群何载力（kN）90力臂（m0.4弯矩（kN - m）365台后土重度力（kN）1737.65力臂（m-1.905弯矩（kN - m）-3309.555组合竖直力（KN11251.75力矩（KN）-3652.364.1.2基础底面地基承载力计算地基承

25、载力的验算要求荷载在基底产生的地基应力不超过持力层的 容许承载力。地基压应力计算时要考虑填土对基底的附加压应力。基础底面特征值计算桥台基础底面积：A=5.35x14.812=79.244 (m)基础底面偏心方向面积抵抗矩：W =- 5.352 14.812 = 70.66 (m3)6公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)中规定，计算最大压应力时，当基底单向偏心受压时，基底同时承受竖向压力和弯矩共同作用，必 须满足以下条件：P axNM=+AW< Rfa(4.3.1 )基底压应力计算11251.753652.36= 193.69 (kPa) <200(kPa)+5.3

26、5 14.812 1 5.35s 14.8126满足地基承载力要求!4.2右幅桥台验算4.2.1荷载计算上部构造恒载及桥台台身恒载计算： 一片T梁：边梁：5.86m3X 26KN/n3=152.36KN中梁：6.59m3X 26KN/n3=171.34KN右侧 T梁：10 中梁 +2边梁：10X 171.34+2 X 152.36=2018.12KN 桥面铺装层：0.1 X 12X26=31.2KN/m (混凝土) 0.1 X 12X 24=28.8KN/m( 沥青) 0.2 X 5X 19=19(土)车道荷载分布力：10.5KN/m上部恒载：2018.12+ (31.2+28.8+19+10

27、.5 )X 20/2=1904.06KN 桥台恒载计算划分如图所示：510恒载计算表序 号计算式竖直力Pk(kN)对基底中心轴 偏心距p (m)弯矩M(km)备注：(1)弯 矩正、负值规 定如下：逆时针方向取“一”号；顺时针方 向取“ +”号；(2)偏心距在右侧10.35 X 0.26 X 17.19 X 2336-0.35-12.621.34 X 0.65 X 17.19 X 23344.4-0.5-172.230.4 X 0.9 X 17.19 X 23142.30.27539.141.5 X 4X 17.19 X 232372.2-0.075-177.951一汉 1.35 X 4X 17

28、.19 X 2321067.5-1.725-1841.4基底中心轴之 右为” +”，中 心轴之左为a»63.85 X 0.75 X 17.19 X 231141.6-0.75-856.271一x1.5 X 0.5 X 17.19 X 232148.32.175322.685.35 X 0.75 X 17.19 X 231586.400上部构造恒载1904.060.4761.624Z Pk=6838.7KN 正 M = -1936.98kNm荷载布置和支座反力(1)根据公路桥涵设计通用规范集中荷载标准值有以下规定: 公路一I级车道荷载的均布荷载标准值为qk = 10.5kN/m; 集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于