midas_连续梁计算书

1、第1章89#92#预应力砼连续梁桥1.1 结构设计简述本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁，断面型式为弧形边腹板大悬臂断面，根 据道路总体布置要求，主梁上下行为整体断面，变宽度32.713m -35m，单箱5室 结构变截面。箱梁顶板厚度为0.22m，底板厚度0.2m ；支点范围腹板厚度0.7m， 跨中范围腹板厚度0.4m。主梁单侧悬臂长度为4.85m，箱梁悬臂端部厚度为0.2m，悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带，与防撞 护栏同期进行浇筑。本桥平、立面构造及断面形式如图和图所示。图11.1.1箱梁构造图图11.1.2 箱梁断面图纵向预应力采用 铲15.2高强度低松

2、弛钢绞线(U级)(GB/T5224-1995),标准强度fpk =1860 MPa。中支点断面钢束布置如图所示。TH”1EEhTilE3EEhilGEaKU33图中支点断面钢束布置图主要断面预应力钢束数量如下表截面位置边跨跨中中支点中跨跨中钢绞线(扩15.2)束数363636墩横梁预应力采用采用 贷15- 19,单向张拉，如下图irmm1.2主要材料主要材料类型(1) 混凝土 ：主梁采用C50砼;普通钢筋：R235、HRB335钢筋;(3)预应力体系：采用扩15.2高强度低松弛钢绞线(U级)(GB/T5224-1995),标 准强度fpk =1860 MPa ；预应力锚具采用符合GB/T143

3、70-2002预应力筋锚具、 夹具和连接器中I类要求的优质锚具;波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料 波纹管。主要材料用量指标本桥上部结构主要材料用量指标如表所示，表中材料指标均为每平米桥面的用量表11.2.2-1上部结构主要材料指标材料全桥用量用量指标单位用量单位用量指标混凝土( C50)m32015.8m3/m20.737预应力钢绞线t35.902kg/m213.131普通钢筋t345.221kg/m2126.2611.3结构计算分析1.3.1计算模型结构计算模型如下图所示图11.3.1-1结构模型图lyy系数有效分布宽度坐47 JC29 &85 JC26 &8

4、15 .79 .01 .73 .48 .0-ZAZ2 .35 .98 JC69 .2CGO 94 5图11.3.1-2箱梁抗弯刚度折减系数示意图支座反力计算本桥各桥墩均设三支座。经计算，本桥各墩处的反力见表，支座布置如图示。图11.3.2-1支座位置示意图表11.3.2-1支座反力一览表（反力单位：kN）位置沉降（最大）沉降（最小）梯度升温梯度 降温活载（最大）活载（最小）钢束 二次恒载组合最大组合最小端支点（89# 墩）966-966667-3332678-2446358842134627608中支点（90# 墩）2905-2905-6733373860-406424697313812029

5、5中支点（91# 墩）2992-2992-6813403814-4554243373138620111中支点1052-1052687-3442661-2665338852134587396（92# 墩）注：（1）汽车荷载效应中已包含冲击力；（2）组合”项为标准值的组合结果；（3）表中数据为每个墩位处合计支座反力主梁持久状况承载能力极限状态验算本桥按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图2所示。图中单位为kN.m与kN。MllDA/GvilPOST-PROCESSOR8,72S33e-KI04S.ES7&4e+C04-I j63762e-*-005-3J82542S+

6、004-&.9t310e+00-i-UOiOOQA*ClOE-L.3i23EEfi-*- 口口三PSC DESIGN-i.9S13e*00E ST炖GE；枚冷 ALL COMB INA1IOM图承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图（单位：kN.m）MIDA5/a*llPOSTIPRO 匚凸 SON.P5C DESKjNSliear3.2E2le-i-0D42.53532+004lJBl911e+D041 3.BE£6e-i-003o.ooaooe+CDD-1.04777e4-0Ci4-i.7449a-H0042.49121 e*OD-3.l!9733e+-004-3,9 3 4

7、564-004STAGE： ALL COMeENATION图11.3.3-2承载能力组合剪力包络图及对应抗力图（单位：kN）本桥按承载能力组合的正、负弯矩最大值分别为100,281kN.m和-86,295kN.m ;最大、最小剪力分别为22,074kN 和-21,959kN根据以上图形可以看出，主梁各截面的正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求134 主梁持久状况正常使用极限状态验算（1）正截面抗裂验算本桥按A类构件进行正截面抗裂验算时，在作用短期效应组合和长期效应组合下的正截面拉应力包络图如图4所示，图中应力单位为MPa,以拉应力 为正。由图4可见，在短期效应作用下，主梁上缘在中支点及

8、跨中截面出 现拉应力且在中间支座处有最大值 3.9MPa，主梁下缘在中支座附近截面亦出现拉 应力达2.4MPa，均超过规范0.7*九（1.855MPa）。在按长期效应组合时，主梁上缘 在中间支点及跨中截面处出现拉应力，且在中间支座处有最大值0.8MPa,不满足规范要求（长期效应组合不允许出现拉应力）；主梁下缘未出现拉应力。可见，主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于 A类预应力构件的正截面抗裂要求ipimum- - 图11.3.4-1短期组合上缘最大拉应力包络图（单位：MPa）MIDASjCIIPOST-RROCESSORBEAM STRESS1.9419*0001,619 le-«

9、-0QQ1.2440&a-0DOa.eegeift-Doi4S4#-00lO.DDOQQe+OOO-2.5621-00-.3329£e-001-l,00635e+000-j.3Q142«H-0002.36925&+0OO-l,75645e+OOO图1134-2短期组合下缘最大拉应力包络图（单位：MPa）MllDAS/OvilPOST-PROCESSOR&EAJM STRESS4-ZZ12e-001OJOOOOOa-i-OQO-2S2323e=0017.74£De-OOl-9S&839e-001-li33?liOe-*-OCiO2D4

10、36lle*0003：lOO30e-*-OOOPtostCSCEtm BMW 性囱图11.3.4-3长期组合上缘最大拉应力包络图（单位：MPa）qiuiiirwmn图11.3.4-4长期组合下缘最大拉应力包络图（单位：MPa）（2）斜截面抗裂验算本桥按A类构件计算时，在作用短期效应组合下主拉应力包络图如图所示。由图可知，主梁在各支点附近及跨中截面出现拉应力且最大达3.9MPa，超出规范要求的0.5*ftk （1.325MPa）。可见，主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力砼构件的斜截面抗裂要求MIDAE/Civil POST-PROCESSORCBm AX：电躺图1134-5短期组合

11、主拉应力包络图（单位：MPa）（3）挠度验算本桥按作用短期效应组合计算的最大、最小竖向位移图（已扣除恒载变形）如图11.3.4-6 7所示。MIDASjClVdlRO呂DEFORMED 5HA口EX-DIR-OXBre+OOONODE= 1Y-DIR-OXOaE+OCBNOOE= INODE- 47COMB .= 4S6E-OOiN8S 47JSfc-S.3S3E+003POfJtCSCEm«XI Ifr虞图11.3.4-6 短期组合（扣除自重）最大竖向位移图（单位：mm）MIDAS/Clvil POST-PR-OCESSORDEFORMED 宜Z-3Ax-DiR»o?ao

12、re-f-ooaNs5DE= 1YOIR-O.OOOE+OOO 却8E1Z-D IR=>-1.D71E-H5OOINODE-17COMB.= LJ073E-HMM NOOE 173.G3SE-H0O3PitCECBmini場漳图11.3.4-7短期组合（扣除自重）最小竖向位移图（单位：mm）从图可见，结构的最大正负挠度之和为1.5mm ,考虑挠度长期增长系数.=1.43,长期挠度为2.1mm ,规范允许值为L/600=58mm ,故满足要求。135主梁持久状况应力验算(1) 正截面混凝土压应力验算本桥按荷载标准值组合计算的截面上下缘压应力包络图分别如图2所示。图11.3.5-1标准组合上

13、缘压应力包络图(单位：MPa)IMJDAS/Ovll POST-PRg E5 刍卯.肚AM STRE豔.I Q40的己十ODD-1.701 D1h*00DH-236U2e*D001'mmunK! th偌屮M -3*9134«=*00044i46e-p-0005£ti6Be*000£盃1驱m -S.lSIen-DOO_-7440000 -0253213®-*-D00P&fitCSCKinin:图11.3.5-2 标准组合下缘压应力包络图(单位：MPa)由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为 10.9MPa ;下缘最大压应力为8.3M

14、Pa。上下缘应力均满足规范要求(2) 混凝土主压应力验算本桥按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图所示IHT7POST-PROCESSORCBm in-标准图1135-3标准组合主压应力包络图 （单位：MPa）由图可见，按标准值组合的混凝土最大主压应力为10.9MPa，满足规范要求端横梁验算端横梁宽度1.2m，支座间距13.6m，为预应力混凝土结构。计算模型如下图11.3.6-1端横梁计算模型图考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别 ，而斜腹板处为预应力钢束 集中锚固的区域，杆系模型的计算结果不太真实，因此，对横梁的计算结果着重 考察中间等高的部分。表1.3.6-1支座反力一览表（反

15、力单位：kN）位置活载（最大）活载（最小）钢束 二次恒载组合最大组合最小左支点1137-56-457393146133420中支点1547-1781045708296117886右支点884-105-528260129591970注：（1）汽车荷载效应中已包含冲击力（2）组合”项为标准值的组合结果(3) 表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。 支点位置中的 左中右”指从92#墩向小号方向看(1)横梁持久状况承载能力极限状态验算端横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.6- 23所示。计算截面抗力时，纵向普通钢筋按上下缘各 8根D28 ,箍筋按D16150mm

16、考虑。图中单位为kN与kN.m。NDA5/ClwllP&C DESIGN'HA17H2.763D3C+0042.260&6e-i-004 i.7592fe+004 0.00000&+00 口 . -Z5JIS46+OO3-753552e+003-i .756296+004如的口加MgPQSK5ALL COMeiMATICfMI图11.3.6-2承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位：kN.m)MtDAS-JCMIPOET-PROCESSORPSC DESISTShearIljD6&i6-D04 8,7411a*0036,7M27C+DO3 rBK

17、71;：«+D03 2.91.397000 ,71-3Z4e*MKOMKKXfe*DOD.T皿刼bMGye 開s+gm.79927+003 im&d+DEPostCSALL COMBINATION图11.3.6-3承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位：kN)根据图11.3.6-2 ,端横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为7,520kN.m ,21 , 567kN.m ;最大、最小剪力分别为 6,051kN和-7,215kN。根据图可、斜截面抗剪验算均满知，端横梁中间等高部分预应力束范围内正截面抗弯验算足规范要求（2）横梁持久状况正常使用极限状态验算按荷载短期、长期效应组合

18、,端横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.6- 4 7。MIDA£/-dvilBEAMI StftE-SSi.35a7&E：+KKiL7K3&&+QW-Il.- -1 -Z.Z3355&+WQ3.54S73e+D00-4.4aE2e+QW-4 尼即 Ze+WOPortCS CBmas；新事图11.3.6-4端横梁短期组合上缘最大拉应力（单位：MPa）-LlULLUlJUJ- | |J|11U|-1111111|山1亠亠-图11.3.6-5端横梁短期组合下缘最大拉应力（单位：MPa）MUJA|Li¥ilPOSl-PROCESfi BEA

19、M STRESSWX+yr-x) 643L42e«? MWOdhCW-1.10271*+000 -ljfi7211e+00Ci 224D50e+000 -250&5Oe+QIM?-3J773nfi+DQ0-4£l410e-i-0M3 5ja6250e*0D05j650gOe+0M) PastCSCBmaK：弭曲MIDAt/CivilPOST-PIWaESSOR0EAM STRESS朗总】(yy+孑PMtCSCBm bm!妊朗图11.3.6-6 端横梁长期组合上缘最大拉应力（单位：MPa）MJDftSKiwIPOST-PROCESSOABEAM STRESS50.3+

20、Vrx)0,000006+WO-1.2£l6Hie+0007UI II I III| l u 11 im-1.765&94+000-2»33317+000 rB96Sae+OOO-3.45e+i -fljO2317fi+ClOdPaskCS图1136-7端横梁长期组合下缘最大拉应力（单位：MPa）由图7可见，按荷载短期组合，该端横梁上缘未出现拉应力，下最 大拉应力为0.6MPa，满足规范要求。按荷载长期组合，该端横梁上缘未出现拉应 力，下缘最大拉应力为0.5 MPa，出现在两边支座内侧梁段，不满足规范要求。按荷载短期效应组合，端横梁最大主拉应力包络图参见图图11.3

21、.6-8端横梁短期组合最大主拉应力（单位：MPa）由图可见，按荷载短期组合，端横梁主拉应力最大值达1.0MPa，满 足规范要求（3）横梁持久状况应力验算按荷载标准效应组合，端横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图1111.3.6- 10MPA5/ 口诃Posr-wocEssofi.国EAW STRESSB-1.2KW4&+ODOH.TOS27e+ODO-2.L22£Oe+ODO-2.E3973e+000-2.9K96e+000 -3.3720e*0DO-3.7S143ft*ODO斗2096能丰ODO斗吕2Sl%+DD0 »S.M-312e+ODO 5.4«3

22、5e+ODO.S77E0e+ODOPosfcCSCHmiH; #1*图1136-10端横梁标准组合上缘最大压应力（单位：MPa）图11.3.6-11端横梁标准组合下缘最大压应力（单位：MPa）由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为5.8MPa ;下缘最大压应力为7.0MPa。上下缘应力均满足规范要求。端横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图所示图11.3.6-12端横梁标准组合最大主压应力（单位：MPa）由图可见，按标准值组合的混凝土最大主压应力为 7.6MPa，满足规范要求137中横梁验算中横梁宽度2.2m ,支座间距13.6m ,为预应力混凝土结构。计算模型如下考虑到横梁

23、悬臂部分的受力与跨中并无太大区别，而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域，杆系模型的计算结果不太真实，因此，对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分表1.3.6-1支座反力一览表(反力单位：kN)位置活载(最大)活载(最小)钢束 二次恒载组合最大组合最小左支点1650-47793095327882中支点2354-36848134281582913107右支点15591836599258366注：(1)汽车荷载效应中已包含冲击力；(2) 组合”项为标准值的组合结果；(3) 表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。(4) 支点位置中的左中右”指从91#墩向小号方向看(1)横梁持久状况承载能力极限状态验

24、算中横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.7- 23所示。计算截面抗力时，纵向普通钢筋按上、下缘15根D28进行考虑；箍筋按D16150mm考虑。图中单位为kN与kN.m。图1137-2承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图（单位：kN.m）MIDASfCIvllPO5T-PR0CE550P.PostCSALL COMBINATiONMDA5/CivilPSC DESIG NSheaf1.5773 了冒 704 l.»«ea*0&4 1.00376e+004 7.165S0e*OO34.30153e*a03O.OODODeOOO -1

25、.42290a-i-tJO2-!XKl37Be-i-0D4 12W58fr+Q04 -lS7737e*004PosLCSALL COMlBINATION图11.3.7-3承载能力组合剪力包络图及对应抗力图（单位：kN）中横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为13,887kN.m和-23 , 491kN.m ,根 据图，中横梁的抗弯承载能力满足要求。中横梁按承载能力组合的最大、最小剪力分别为11,269kN （该截面抗剪能力11，025 kN）和-10,333kN，最大剪应力位于中支座处，超出承载能力2%。根据 图，端横梁的斜截面抗剪验算不满足要求。（2）横梁持久状况正常使用极限状态验算按荷载短期

26、、长期效应组合，中横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.7- 4 7。Hl图1137-4中横梁短期组合上缘最大拉应力（单位：MPa）irnTnlllllHllrnunr图11.3.7-5中横梁短期组合下缘最大拉应力（单位：MPa）JL图11.3.7-6中横梁长期组合上缘最大拉应力（单位：MPa）illilllllllllllllHIIII41"MCDAS/CivllBEAM ST RESZ.D4566e+-000 1.4Z502e-000 8Q4鶉抚81O.OOOOOaOOO 4拆卿a81-l.Qg7S|a*000 l.g7Q4fl-d-000 2.29377«*0

27、00 -2.91140«*000 4 =1.540046*000=4.l6067t*00U -4.703304+000PosKS «rna:凰*MIDA5/GllPq5TPR.Ci 匸 E55OR.R £fiM gTRESW担材町 1.535BDe+000 *9.516916-001 3£79B2e-TOl OflOOOOe-HOOO-7.996354-001-1.9&7£5a-*-0Q0 »2.feEaDDD -3J3547e*DDD 3.7n30e*DDD -4.3032+000 -4,BB720e+-000PostCSM

28、IDASOvllOST 叩尺SEAM STRESS1.760736+0001.354Z3e-HD005.47eSSe-0Dl0,00003«+000-1 J7197q+OQO-1.970520+000-2S508e+ODD3t09163e+0DD -3.6?lSe*ODO -4.304736+000CBmaK!挂睛MIDASjCMlPOST-PROCESSORBEAM £TR£££1.40S3ee*DD08.2?5130±-«1 -0,000006*000 -3.26976e-OOU -£弱纷PCIU -1.4I&

29、amp;MSW+000'-3.21924*+Q0a-4.376.ist*aaa.asficte+aaaPmKSCBmax;桧划图1137-7中横梁长期组合下缘最大拉应力（单位：MPa）由图1137-47可见，按荷载短期组合，该端横梁上、下缘最大拉应力分别2.0MPa、1.5MPa，不满足规范要求；按荷载长期组合，该端横梁上、下缘均出现拉应力且最大值都为1.8MPa，不满足规范要求按荷载短期效应组合，中横梁最大主拉应力包络图参见图1137-8MIDA5JCMI百STR凸S（PSC）5IG-P11r Z.04566e+000 i.geQie+ooo 1.4W24AH-000'1.1

30、19201-0009.32S31erDD：li7.473Sfe-DDlE：&ia8te-DDl” 3.76417e-0DlL Ss4?4®e-O03PcKtCSCBm ax:毫嘲图11.3.7-8中横梁短期组合最大主拉应力（单位：MPa）由图可见，按荷载短期组合，中横梁主拉应力最大值达 2.0MPa，不满 足规范要求。（3）横梁持久状况应力验算按荷载标准效应组合，中横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图10。图11.3.7-9中横梁标准组合上缘最大压应力（单位：MPa）POST-PROCESSORBEAN STRESSIJJI IIHITTJhimmiiLU I |B45401e-O01 ojooooo«*ooo 4.3SZ坯g -I ££SEE«ri-000 -il£7E07*-»-OOQ2.516.Ele+00D 3 E3&83e*000 4.15715ft+000 -4.77746e-i-00n -5.397Se-i-000-6msio»+oooPojtCSCBmini祈液图1137-10中横梁标准组合下缘最大压应力（单位：MPa）由上图可见，按标准值组合的主梁上缘最大压应力为5.5MPa ;下缘最大压应力为6.0MP