墩盖梁静力分析

1、1#桥墩盖梁静力分析报告编制人：校核人：审核人：目 录一、概况1二、设计参数11、主要技术标准：12、主要采用规范标准13、材料参数14、设计荷载11）恒载：12）基础变位：13）温度荷载：14）车道荷载：15、荷载组合：1三、离散模型1四、静力分析11、施工阶段应力验算12、使用阶段正截面抗裂验算13、使用阶段斜截面抗裂验算14、使用阶段正截面压应力验算15、使用阶段斜截面压应力验算16、使用阶段正截面抗弯验算17、使用阶段斜截面抗剪验算18、变形验算1五、验算结论1一、概况采用双向八车道，桥宽48.25米，桥梁宽度：标准横断面为48.25m=3.0米（人行道）+2.5(非机动车道)+1.5

2、(侧分带)+17.25米（行车道）+0.5(护栏)+1.0米（中央分隔带）+0.5米（护栏）15米（行车道）+1.5(侧分带)+2.5米（非机动车道）+3.0米（人行道）。上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支空心板；下部结构采用柱式台（桩基础、摩擦桩设计）， 柱式墩（桩基础）。地震动峰值加速度：0.05g，地震基本烈度为度。 上部结构典型横断面及桥墩立面图分别见图1-1、1-2、1-3所示。 图1-1 24.75标准断面-左幅图1-2 23.5标准断面-右幅图1-3 1#桥墩立面图二、设计参数1、主要技术标准：1）设计安全等级拟建桥梁为城市主干路，持久状况承载能力极限状态设计时，本工程桥梁

3、结构的设计安全等级为一级，相应的结构重要性系数0=1.1。2）环境类别本工程环境类别：桥面附属结构为类，其余结构为类。3）设计荷载等级公路级设计。2、主要采用规范标准1、城市桥梁设计规范（CJJ11-2011）2、公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）3、材料参数 本次静力分析所用材料各项参数均按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）取值。4、设计荷载本次桥墩盖梁静力分析主要考虑荷载包括：1）恒载：主梁自重：主梁重量按照实际重量计入，钢筋混凝土容重按26KN/m3计。铺装：10cm沥青混

4、凝土铺装，容重按24KN/m3计；10cm厚C50混凝土桥面现浇层容重按26KN/m3计。路侧护栏：路侧护栏横截面积0.162m2，容重按26KN/m3计；人行道恒载：按实际体积，容重26KN/m3计；侧分带、中央分隔带路缘石：按实际体积，容重按26KN/m3计；种植土容重按18KN/m3计。预应力荷载：按施工图设计配束，通过空间有限元软件分析计算效应值，预应力钢束布置图见图2.1：图2-1 预应力钢束布置图收缩、徐变效应：按有限元软件计算效应值计入。2）基础变位：结构整体为超静定结构，基础变位对结构的受力影响较大，建模每个墩底考虑5mm沉降。3）温度荷载：青岛市属于寒冷地区，根据公路桥梁结构

5、的有效温度标准值查的：最高温度34，最低温度-10。建模考虑结构最高温度为22，最低温度为-22。 4）车道荷载：计算桥墩盖梁时建模一个虚拟梁来模拟上部结构，上部结构荷载及其他恒载作用在虚拟梁上，并由支座传递给盖梁，支座刚度按照设计支座刚度模拟。用一个横向移动的双轴车辆等效一个车道，等效车辆重量取一个车道重量。单个桥墩承担13m桥长的车道荷载，单车道重量为：390.9KN，车辆单轴重：390.9/2=195.45KN。按最多双向8车道加载，加载多车道时考虑多车道折减系数。5、荷载组合：荷载组合按照公路桥涵设计通用规范（JTJ D60-2004）执行。三、离散模型本次桥墩、盖梁静力分析采用 MI

6、DAS Civil 8.21空间有限元分析软件进行分析计算，按结构实际截面尺寸定义截面特性，建立梁单元模型模拟结构；支座刚度采用弹性连接模拟(竖直刚度SDx=1224223.2KN/m, 水平刚度SDy= 1224223.2KN/m，SDz= 2512.0000 KN/m)，盖梁与中间桥墩采用刚性连接模拟，两侧边墩用弹性连接模拟支座刚度（竖直刚度SDx=5008118.3KN/m,水平刚度SDy= 46176.18KN/m、SDz= 46176.18 KN/m），不考虑桩土作用，在墩底采用一般支承固结全约束；在盖梁上方建立虚拟梁模拟上部荷载横向分布，上部荷载通过支座位置节点传给盖梁，结构模型如

7、图3.1所示：图3.1横梁计算模型四、静力分析根据结构重要程度，将该盖梁按照A类部分预应力混凝土构件设计，验算内容主要包括：施工阶段应力验算、使用阶段正截面抗裂验算、使用阶段斜截面抗裂验算、使用阶段正截面压应力验算、使用阶段斜截面主压应力验算、使用阶段正截面抗弯验算、使用阶段斜截面抗剪验算。1、施工阶段应力验算为了充分考虑结构安全性，将施工阶段划分为4个施工阶段：1、浇筑桥墩、盖梁并张拉钢束；2、架梁；3、张拉第二批钢束；4、施做桥面结构及人行道等；5、充分收缩徐变。各个施工阶段在弹性荷载组合下盖梁上下缘应力分别见图4.14.8：图4.1 第一个施工阶段盖梁上缘应力图图4.2 第一个施工阶段盖

8、梁下缘应力图图4.3 第二个施工阶段盖梁上缘应力图图4.4 第二个施工阶段盖梁下缘应力图图4.5 第三个施工阶段盖梁上缘应力图图4.6 第三个施工阶段盖梁下缘应力图图4.7 第四个施工阶段盖梁上缘应力图图4.8 第四个施工阶段盖梁下缘应力图综上施工阶段上缘最大压应力为10.6MPa；施工阶段下缘最大拉应力为1.1MPa，最大压应力为9.9MPa；根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第条计算得施工阶段允许最大压应力为：15MPa，允许最大拉应力为1.344 MPa，上述施工阶段拉压应力均满足规范要求，盖梁施工阶段配束合理，结构安全。2、使用阶段正截面抗裂验算根据

9、计算桥墩盖梁在长期荷载组合下没出现拉应力，在短期荷载组合下，上、下缘应力图分别见图4.9、4.10所示：图4.9 短期效应组合下盖梁上缘应力图图4.10 短期效应组合下盖梁下缘应力图综上盖梁在短期荷载组合下最大拉应力为0.3MPa，在长期荷载组合下没出现拉应力。满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第条：A类预应力混凝土构件在短期荷载作用下拉应力小于等于0.7倍砼抗拉强度标准值（0.7×2.4=1.68MPa），且在长期荷载作用下不出现拉应力（此时荷载组合不考虑间接作用荷载，如温度荷载等）的规定，盖梁在使用阶段不出现正截面裂缝，配束合理。3、使用阶段斜

10、截面抗裂验算根据计算：在短期荷载组合下，桥墩盖梁结构最大主拉应力为0.8MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第条：现浇砼构件在正常使用短期荷载作用下主拉应力小于等于0.5倍砼抗拉强度标准值（0.5×2.4=1.2MPa）的规定，盖梁在使用阶段不出现斜截面裂缝，配束合理。4、使用阶段正截面压应力验算根据计算桥墩盖梁在弹性阶段应力验算组合下，上、下缘应力图分别见图4.11、4.12所示：图4.11 弹性阶段应力验算组合下盖梁上缘应力图图4.12 弹性阶段应力验算组合下盖梁下缘应力图根据计算：弹性阶段应力验算组合下，桥墩盖梁上缘正截面最大压应力为8

11、.1MPa，下缘正截面最大压应力为10.5MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第7.1.5条：受压区砼最大法向压应力小于等于砼0.5倍砼抗压强度标准值（0.5×26.8=13.4MPa）的规定，盖梁在使用阶段正截面压应力满足规范要求。5、使用阶段斜截面压应力验算根据计算：在弹性阶段应力验算组合下，桥墩盖梁结构最大主压应力为10.5MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第7.1.6条：砼最大主压应力小于等于砼0.6倍砼抗压强度标准值（0.6×26.8=16.08MPa）的规定，盖梁在使用阶段斜截

12、面压应力满足规范要求。6、使用阶段正截面抗弯验算本盖梁按照安全等级为一级，A类部分预应力钢筋混凝土构件验算其弯曲内力和抗力包络图见图4.13，盖梁正截面抗弯验算满足规范要求。图4.13 盖梁正截面抗弯包络图7、使用阶段斜截面抗剪验算本盖梁按照安全等级为一级，A类部分预应力钢筋混凝土构件验算其剪切内力和抗力包络图见图4.14，盖梁斜截面抗剪验算满足规范要求。图4.14 盖梁斜截面抗剪包络图8、使用阶段挠度验算根据计算：在正常使用阶段短期荷载组合下，盖梁跨中最大变形量为8.285mm，悬臂最大变形量为10.702mm，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）：变形量小于L/600=19.3/600=3.2cm的规定，且不超过计算跨径的 1/1600 时，可不设预拱度，盖梁在使用阶段变形量满足规范要求。五、验算结论通过对K16+932.0规划河小桥1#桥墩盖梁进行静力分析，给出以下结构安全性结论与建议：（1）桥墩盖梁施工阶段法向