钢管混凝土拱桥计算报告

1、江苏省海门市大桥施工图设计计算林同炎 李国豪土建工程二七年一月目录第一部分 上部结构静力计算112工程概况1设计依据12.12.22.32.3.12.3.22.3.32.3.42.3.5规范标准1设计技术标准1材料及其设计参数2混凝土2钢材2吊杆3低松弛钢绞线3普通钢筋32.42.4.12.4.22.4.32.4.42.4.52.4.6主尺寸3拱肋3系梁3中横梁4端横梁4桥面板4牛腿43计算内容及结论43.13.1.13.1.23.1.33.1.43.23.2.13.2.23.2.33.2.4计算内容4整体纵向4中横梁5端横梁5端横梁牛腿5计算结论5整体纵向5中横梁6端横梁6端横梁牛腿64整体

2、纵向计算64.14.1.14.1.24.1.34.24.2.1施工过程模拟6建模方法6荷载取值7施工阶段模拟8拱肋计算结果10施工阶段应力104.2.24.2.34.2.44.2.54.34.3.14.3.24.3.34.3.44.3.54.3.64.3.74.4施工阶段位移11正常使用极限状态应力验算12正常使用极限状态挠度验算12承载能力极限状态强度验算13系梁计算结果13吊装阶段验算14施工阶段应力14施工阶段位移15正常使用极限状态应力验算15预应力束应力验算16正常使用极限状态挠度验算16承载能力极限状态强度验算17吊杆计算结果175横梁计算185.15.1.15.1.25.25.2

3、.15.2.25.2.35.2.45.2.5计算方法18中横梁18端横梁19中横梁计算结果20吊装验算20施工阶段应力验算21正常使用极限状态应力验算22正常使用极限状态应力验算23承载能力极限状态强度验算235.35.3.15.3.25.3.35.3.4端横梁计算结果25施工阶段应力验算25正常使用极限状态抗裂验算26正常使用极限状态应力验算27承载能力极限状态强度验算276牛腿计算296.1.16.1.26.1.3最小竖截面验算29最弱斜截面验算2945斜截面的抗拉验算30第二部分 上部结构稳定性计算3112概要31计算模型31第三部分 下部结构及基础计算33123墩柱计算33承台计算33

4、桩基计算33附录34附录 1 纵向计算模型34附录 2 拱肋施工阶段应力图35附录 3 系梁施工阶段应力图40附录 4 拱肋系梁组合应力图43附录 5 拱肋系梁施工位移图44附录 6 拱肋系梁使用位移图47附录 7 中横梁抗剪计算49附录 8 端横梁抗剪计算51江苏省海门市大桥设计计算第一部分 上部结构静力计算1工程概况该桥为 1 孔 80 米的下承式简支混凝土系杆拱桥，桥面系采用桥面板。主拱圈采肋式，拱肋内倾 8，纵梁净距 9m。拱肋平面跨比为 1/5，拱肋高1.8m，宽 0.8m，两拱肋间设置 5 个横撑、两个 K 撑。拱肋截面为圆端形，拱肋壁厚 12mm，横撑壁厚 8mm。系梁截面为直角

5、梯形，高 1.3m，拱脚加高至 2.2m，上缘宽 1.1m，下缘宽 1.283m。全桥共 30 根吊杆，吊杆纵向间距 4.5m。系梁、中横横梁均采用部分预应力 A 类构件，桥面板采用钢筋混凝土构件。桥面布置：桥面全宽 9m，其中两侧各为 0.5m 宽的防撞护栏，中间为 8m 宽的车行道。2设计依据2.1规范标准公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）公路桥涵设计通用规范（JTJ D2189）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJD2385）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）公路圬工桥涵设计规范（J

6、TG D612005）混凝土结构设计与施工规程（CECS 28-90）公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ027-96）2.2设计技术标准设计荷载：四级公路设计车速：30 公里/小时桥面设计纵坡：纵坡 i3.8%桥面设计横坡：1.5%双向直线坡竖曲线半径： 2000m设计合拢温度：20C设计温度范围：-3C 34C桥梁结构的重要性系数：0=1.0桥面铺装：8cm 钢筋砼+7cm 沥青砼2.3材料及其设计参数2.3.1混凝土内混凝土：C50（微膨胀混凝土）纵梁、横梁混凝土：C50桥面板：C40C50 号混凝土力学指标见表 2.3.1。表 2.3.1 C50 混凝土力学指标表2.3.2钢材拱肋、横撑

7、均采用 Q345-C 钢材弹性模量：210000 Mpa剪切模量：81000 Mpa标准强度：345 Mpa轴向容许应力：200 Mpa弯曲容许应力：210 Mpa（考虑温度影响后可提高 1.25 倍）容许剪应力：120 Mpa热膨胀系数：0.000011强 度 等项 目级C50弹性模量（MPa）34500剪切模量（MPa）138000.2轴心抗压强度标准值（MPa）32.4轴心抗拉强度标准值（MPa）2.65轴心抗压强度设计值（MPa）22.4轴心抗拉强度设计值（MPa）1.83热膨胀系数0.000012.3.3吊杆型号：PES5-61公称截面积：11.97cm2弹性模量：205000MPa

8、标准强度：1670Mpa容许应力：668Mpa（考虑温度影响后可提高 1.25 倍）2.3.4低松弛钢绞线弹性模量：195000MPa标准强度：1860Mpa抗拉强度设计值：1260MPa最大控制应力：1395MPa热膨胀系数：0.000011松弛率：0.03一端锚具回缩：6mm预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 k：0.00152.3.5普通钢筋采用 HRB335 钢筋弹性模量： 200000 Mpa标准强度：335 Mpa设计强度：280 Mpa热膨胀系数：0.0000112.4主尺寸2.4.1拱肋失跨比：1/5高度：1.8m宽度：0.8m壁厚：12mm

9、2.4.2系梁高度：跨中 1.3m，拱脚 2.2m宽度：上缘 1.1m，下缘 1.283m2.4.3中横梁高度：横梁跨中 1.15m（其中 0.05m 现浇层），顶面双向横坡 1.5，底面水平宽度：全宽 1.00m，腹板宽 0.40m，距纵侧 2.0m 处开始加宽2.4.4端横梁高度：与纵梁相交处高 2.1m，顶面双向横坡 1.5，底面水平宽度：全宽 3.00m挖空：宽 1.0m，高 1.1m2.4.5桥面板高度：0.25m宽度：8*（1.115+0.01）m2.4.6牛腿高度：与纵梁相交处高 1.0m，顶面双向横坡 1.5，底面水平宽度：0.7m3计算内容及结论3.1计算内容3.1.1整体纵

10、向1.拱肋各施工阶段的最大最小正应力；2.拱肋标准组合下的最大最小正应力；3.拱肋内混凝土各施工阶段的最大最小正应力；4.拱肋内混凝土标准组合下的最大最小正应力；5.吊杆各次调力；6.吊杆标准组合最大最小正应力；7.系梁混凝土各施工阶段的最大最小正应力；8.系梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小正应力；9.系梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小主应力；10.系梁预应力钢束标准组合最大应力；11.拱肋、系梁各施工阶段的位移；12.拱肋、系梁正常使用极限状态的挠度验算；13.拱肋、系梁承载能力极限状态的强度验算。3.1.2中横梁1.中横梁混凝土各施工阶段的最大最小正应力；2.中横梁混凝土正常使用极

11、限状态下的最大最小正应力；3.中横梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小主应力；4.中横梁预应力钢束标准组合最大应力；5.中横梁承载能力极限状态强度验算（抗弯抗剪）。3.1.3端横梁1.端横梁混凝土各施工阶段的最大最小正应力；2.端横梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小正应力；3.端横梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小主应力；4.端横梁预应力钢束标准组合最大应力；5.端横梁承载能力极限状态强度验算（抗弯抗剪）。3.1.4端横梁牛腿1.最弱斜截面强度验算；2.竖截面强度验算；3.45斜截面抗拉强度验算。3.2计算结论3.2.1整体纵向1.拱肋标准组合下的正应力满足规范要求；2.拱肋正常使用极限状

12、态的挠度满足规范要求；3.拱肋承载能力极限状态的正截面强度满足规范要求；4.吊杆标准组合下的正应力满足规范要求；5.系梁混凝土各施工阶段正应力满足规范要求；6.系梁混凝土正常使用极限状态的正应力满足规范要求；7.系梁混凝土正常使用极限状态的主应力满足规范要求；8.系梁正常使用极限状态的挠度满足规范要求；9.系梁承载能力极限状态的正截面强度满足规范要求；10.系梁预应力束标准组合下的应力满足规范要求。3.2.2中横梁1.中横梁混凝土各施工阶段的正应力满足规范要求；2.中横梁混凝土正常使用极限状态下的正应力满足规范要求；3.中横梁混凝土正常使用极限状态下的主应力满足规范要求；4.中横梁预应力钢束标

13、准组合最大应力满足规范要求；5.中横梁承载能力极限状态下的强度（抗弯抗剪）满足规范要求。3.2.3端横梁1.端横梁混凝土各施工阶段的正应力满足规范要求；2.端横梁混凝土正常使用极限状态下的正应力满足规范要求；3.端横梁混凝土正常使用极限状态下的主应力满足规范要求；4.端横梁预应力钢束标准组合最大应力满足规范要求；5.端横梁承载能力极限状态下的强度（抗弯抗剪）满足规范要求。3.2.4端横梁牛腿4.最弱斜截面强度满足规范要求；5.竖截面强度满足规范要求；6.45斜截面抗拉强度满足规范要求。4整体纵向计算4.1施工过程模拟4.1.1建模方法采用桥梁博士计算程序建立纵向整体平面杆系模型，计算纵梁、拱肋

14、、吊杆在各施工阶段、使用阶段和承载能力极限状态下的内力、应力、位移和强度。纵向整体模型利用结构的对称性仅建立一片拱肋，拱轴坐标为拱肋平面（内倾 8）内坐标。横量作为集中荷载加在系梁上，风撑重量作为集中荷载加载拱肋上，桥面板、桥面铺装、防撞护栏重量作为均布荷载加在纵梁上。4.1.2荷载取值4.1.2.1恒载容重按 78.5kN/m3 计；拱肋混凝土、纵梁、横梁、桥面板容重按 26kN/m3 计；桥面铺装钢筋混凝土容重按 25KN/m3 计；沥青混凝土容重按 24KN/m3 计；单侧防撞护栏按 10KN/m 计；收缩按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D622004）附录 F 取用

15、。4.1.2.2活载车道荷载：公路-级，2 车道；横向分布系数：横向分布系数采用杠杆法计算，汽车 1.2，满人 4；冲击系数按照公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）第 4.3.2 条计算，结构基频 f1.129，冲击系数为 0.05。4.1.2.3温度力全桥整体升温 14C，整体降温 23C；拱肋升温、降温 15C；吊杆升温、降温 15C；系梁上下缘温差 5C。4.1.2.4基础变位外部简支不考虑基础变位。4.1.2.5荷载值汇总：1/2K 撑重：4.545 KN；1/2 一号风撑重：3.979KN；1/2 二号风撑重：3.696 KN；1/2 中横：77.70KN；单侧防撞护栏重

16、：10KN/m；半桥宽铺装重：14.68 KN/m；半桥宽桥面板重：29.25 KN/m；4.1.3施工阶段模拟采用先梁后拱的施工方法，具体的施工过程模拟如下：1.支架上浇注两侧 24m 系梁，安装相应的中横梁；2.跨中 32m 系的部分预应力束，此段系梁两端简支；3.中间 32m 系梁与两侧 24m 系梁连成整体，接长预应力束和部分通长束；4.拱肋与混凝土形成组合截面，落架；5.安装 5 号、8 号吊杆位置的中横梁；6.2 号、5 号、8 号吊杆；7.拆除部分支架；8.安装 6 号、7 号吊杆位置的中横梁；9.剩余吊杆；10.拆除全部支架；11.系梁剩余预应力束；12.安装桥面板；13.第一

17、次调整吊杆索力；14.铺设桥面铺装和附属设施；15.第二次调整吊杆索力；16.成桥 10 年；4.2拱肋计算结果4.2.1施工阶段应力拱肋、内混凝土各施工阶段的最大最小正应力见以下各表。应力分布参见附录。上缘最大应力为 79.9Mpa，出现在收缩拱肋各施工阶段均受压。后的拱脚位置；下缘最大压应力为 72.0Mpa，出现在收缩后的第一根中横梁与第二根中横梁的中间位置。内混凝土上缘最大应力为 8.40Mpa，出现在完成桥面铺装后的拱脚位置，下缘最大应力为 6.92Mpa，出现在成桥状态的第一根中横梁与第二根中横梁的中间位置。4.2.2施工阶段位移拱肋各施工阶段的竖向位移见下表，向上为正，向下为负，

18、x 轴沿桥纵向，向右为正，坐标原点在跨中，左右半拱对称。拱肋各施工阶段的竖向位移图可参见附录。4.2.3正常使用极限状态应力验算下表所列为拱肋、内混凝土在标准组合下的最大最小正应力，具体的应力分布可参见附录。标准组合下（包含升降温），拱肋上下缘均受压，且应力较均匀，上缘最大应力为 102Mpa，出现在拱脚位置；下缘最大应力为 89.5Mpa，出现在第一根中横梁与第二根中横梁的中间位置。均小于规范要求的 210Mpa，满足规范要求。由于混凝土属钢筋混凝土构件，因此内混凝土应力不需验算。但由上表可见，内混凝土压应力水平较低，最大压应力为 10.46Mpa；拱肋 1/4 跨径附近下缘出现拉应力，最大

19、为-0.38Mpa。4.2.4正常使用极限状态挠度验算下表所列为在汽车、升降温荷载作用下拱肋的竖向位移，向上为正，向下为负，x轴沿纵桥向，向右为正，原点位于跨中，左右半拱对称。拱肋在各使用荷载作用下的竖向位移包络图见附录。4.2.5承载能力极限状态强度验算由于公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范没有验算混凝土构件强度的条款，因此参照采用混凝土结构设计与施工规程（CECS 28-90）进行验算。混凝土抗压强度设计值 fc=22.5Mpa；内混凝土的横截面面积Ac=1.248m2；的抗拉、抗压强度设计值fa=280Mpa；的横截面面积Aa=0.0538m2；混凝土的套箍指标=0.537；混凝土

20、受压短柱的承载力设计值 N0=63706kN；由于下承式系杆拱桥拱肋的约束介于两铰拱与无铰拱之间，故拱肋计算长度取两铰拱 0.54L 与无铰拱 0.36L 的中间值，在此取 0.45L=0.45*88=39.6m；d 取弯曲平面内的高度 1.8m；考虑长细比影响的承载力折减系数l=0.512；拱肋最大轴力发生在拱脚，最大弯矩发生在 4 号吊杆位置。具体验算见下表，拱肋承载能力极限状态强度满足规范要求。拱肋强度验算表（kN、m）4.3系梁计算结果系梁按照 A 类预应力混凝土构件计算。已考虑纵普通钢筋的影响，上缘为 10受力性质e弯矩M轴力Ne0rc抗力 Nu最大轴力0.868929.612764

21、.00.0730.88828325.8最大弯矩0.6113109.110174.00.3060.88819933.2根32 距梁顶 75mm，下缘 12 根32 距梁底 75mm。4.3.1吊装阶段验算中间 32m 系梁的在和吊装中考虑动力系数 1.2，吊点在距两端 0.2m 处，计算结果如下：1.跨中上缘混凝土压应力 14.23Mpa，下缘混凝土压应力 13.16Mpa，小于规范 JTGD62-2004 第 7.2.8 条规定的 0.70fck0.700.932.420.41Mpa，满足要求；2.跨中下缘混凝土拉应力-1.48Mpa，吊点上缘混凝土拉应力-1.47Mpa，小于规范JTG D6

22、2-2004 第 7.2.8 条规定的 0.70ftk0.700.92.651.67Mpa，满足要求；3.跨中 1.2 倍的标准组合正弯矩为 7237.5KN.m，小于截面抗力 10763.3KN.m，满足要求。4.3.2施工阶段应力系梁混凝土各施工阶段的最大最小正应力见下表。应力分布参见附录。按照新公桥规第 7.2.8 条规定，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法向应力应符合下列规定：压应力cct0.70fck，拉应力ctt0.70ftk。本桥施工时混凝土强度已达到标准强度的 90%，故压应力允许值 0.70fck0.700.9032.420.412Mpa，拉应力允许值 0.

23、70ftk-0.700.902.65-1.67Mpa。由上表可见，系梁混凝土施工阶段最大压应力为 12.44Mpa，最大拉应力为-1.48Mpa，均满足规范要求。4.3.3施工阶段位移下表所列为系梁各施工阶段的竖向位移，向上为正，向下为负，x 轴沿桥纵向，向右为正，坐标原点在跨中，左右半拱对称。纵梁各施工阶段的竖向位移图可参见附录。4.3.4正常使用极限状态应力验算下表所列为系梁混凝土在正常使用极限状态下的最大最小正应力，其中最大正应力为标准组合应力，具体的应力分布可参见附录。新公桥规第 6.3 条规定：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列要求：A 类预应力混凝土构件，

24、在作用（或荷载）短期效应组合下stpc0.7ftk0.7-2.65-1.855Mpa，但在荷载长期效应组合下ltpc0；未开裂构件使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应满足kc+pt0.5fck16.2Mpa。由上表可见，系梁混凝土短期组合、长期组合均处于受压状态，短期组合最小正应力为 0.00Mpa，长期组合最小正应力为 0.55Mpa，标准组合最大正应力为 12.76Mpa，满足规范要求。下表所列为系梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小主应力，其中最大主应力为标准组合，最小主应力为短期组合。斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列要求：A 类和 B 类预应

25、力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下现场浇筑（包括预制拼装）构件tp0.5ftk0.5-2.65-1.325；使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应力应满足cp0.6fck0.632.419.44Mpa。由上表可见，系梁混凝土正常使用极限状态下的最大最小主应力均满足规范要求。4.3.5预应力束应力验算系配置 3 排共 11 束预应力钢束，分批，在计算中，将接长束分为 3 根钢束模拟。预应力束的束数、根数、控制应力及标准组合应力见下表。预应力钢束标准组合下的容许应力为 0.6518601209Mpa，故系所有预应力钢束的最大应力均满足规范要求。4.3.6正常使用极限状态挠度验算

26、下表所列为在汽车、升降温荷载作用下系梁的竖向位移，向上为正，向下为负，x轴沿纵桥向，向右为正，原点位于跨中，左右半拱对称。系梁在各使用荷载作用下的竖向位移包络图见附录。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）第 6.5.3 条规定，在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1/6000.133m。（0.033*0.7+0.011+0.002+0.001*0.8）*1.425/0.950.055m，满足规范要求。由于规范 JTG D62-2004 没有对拱桥做单独规定，因此有必要按照规范 JTJ 024-85补充验算。按照公路钢筋混凝土及预应力

27、混凝土桥涵设计规范（JTJ 024-85）第 4.2.3条规定，汽车荷载产生的正负位移绝对值之和，不应超过 1/800L0.100m。汽车产生的正负位移绝对值之和为 0.021+0.0330.054m，满足规范要求。4.3.7承载能力极限状态强度验算承载能力极限状态下系梁的最大正弯矩发生在距跨中 16m 位置处， 弯矩为7050KN.m，最大轴向为 10418KN（拉力），截面抗力（轴力）为 11600KN，大于轴向拉力 10418KN，满足要求。最大负弯矩发生在 2 号吊杆位置，弯矩为-2573 KN.m，轴力为 10064 KN（拉力），截面抗力（轴力）为 12400KN，大于轴向拉力 1

28、0064KN，满足要求。4.4吊杆计算结果施工过程中吊杆力需调整三次，第一次为吊装梁，第二为铺装桥面板，第三次为施工桥面铺装及栏杆，具体见施工顺序图。三次调整力见下表（未考虑吊杆顺序）。按照公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ 027-96）第 4.3.1 和 4.3.2 条规定，容许应力为 0.4Rb0.41670668Mpa，考虑温度等其他可变荷载影响后容许应力可提高1.25 倍，即 6681.25835Mpa。下表中的最大最小应力即标准组合下吊杆的最大最小应力，可见正常使用极限状态下所有吊杆应力均满足规范要求。5横梁计算5.1计算方法5.1.1中横梁按照 A 类预应力构件验算中横梁施工阶段

29、、使用阶段和承载能力极限状态的应力和强度。边界条件为两端简支，支点距系侧 0.55m。桥面板连续以后，考虑横梁两侧各 6t=60.25=1.5m（t 为桥面板厚度）宽度的桥面板参与受力，即组合截面横梁上缘全宽 3.4m。中横梁上缘配置 3 根16 的 HRB335 钢筋，距桥面板上缘 100mm，下缘配置4 根20 的HRB335 钢筋，距中横梁下缘 50mm。计算中已考虑普通钢筋参与受力。施工过程模拟如下：1.上面 2 根预应力钢束；中横梁吊装到位，2.下面 2 根预应力钢束；3.铺桥面板，桥面板不参与受力；4.施工桥面铺装和防撞护栏，桥面板参与受力；5.成桥 10 年。中横梁所受荷载：1.

30、桥面板容重按 26kN/m3 计，去掉参与受力的桥面板以后，剩余重量为 7.15kN /m；沥青铺装按 24kN/m3 计，混凝土铺装按 25kN/m3 计，铺装总重为 6.515kN /m；2.3.防撞护栏按纵向单侧 10kN /m 计，中横梁所受单侧护栏重 45.0kN；4.汽车荷载按照车辆荷载计算，一列车作用在中横梁上的重量为 236.4 kN；冲击系数取 0.3；5.局部温差：T1=16.4，T2=5.89；5.1.2端横梁按照 A 类预应力构件验算端横梁施工阶段、使用阶段和承载能力极限状态的应力和强度。边界条件为两端简支，支点距系侧 0.55m。端横梁下缘配置 19 根20 的HRB

31、335 钢筋，钢筋中心距梁底 50mm；上缘配置 16 根20 的HRB335 钢筋，钢筋中心距梁顶 50mm。施工过程模拟如下：1.浇注横梁，所有预应力钢束；2.施工主桥桥面板；3.施工引桥空心板；4.施工桥面铺装和防撞护栏，施加纵向计算的拱脚横向推力；5.成桥 10 年。端横梁所受荷载：主桥桥面板容重按 26kN/m3 计，重量为 9.1kN /m；1.2.主桥铺装重为 11.01kN /m；3.引桥铺装重为 36.7kN /m；4.防撞护栏按纵向单侧 10kN /m 计，主桥单侧护栏重 30kN；5.主桥防撞护栏重量在横梁上均摊，重 25kN /m；6.引桥板129.04kN /m；7.

32、拱脚水平推力为纵向计算的标准组合拱脚轴力 10500KN 的横桥向水平分量，即1461KN；8.汽车荷载按照车辆荷载计算，一列车作用在端横梁上的重量为 444.28kN；9.局部温差：T1=16.4，T2=5.89；5.2中横梁计算结果5.2.1吊装验算由于吊装横梁时未预应力钢束，且在和安装过程中存在动力系数，因此有必要对中横梁在吊装过程中的混凝土裂缝、混凝土压应力、钢筋拉应力和截面强度进行验算。中横梁的吊装长度为 7.8m，吊点设置在距两端 0.2m 处，构件自重按 26KN/m3 计，并乘以动力系数 1.2。计算结果如下：4.跨中下缘混凝土裂缝宽度 0.142mm，小于规范 JTG D62

33、-2004 第 6.4.2 条规定的0.20mm，满足要求；5.上缘混凝土压应力 3.49Mpa，小于规范 JTG D62-2004 第 7.2.4 条规定的 0.80fck0.800.932.423.33Mpa，满足要求；6.下缘普通钢筋拉应力 103Mpa，小于规范 JTG D62-2004 第 7.2.4 条规定的 0.75fsk0.75335251.25Mpa，满足要求；7.跨中 1.2 倍的标准组合正弯矩为 154KN.m，小于截面抗力 364KN.m，满足要求。5.2.2施工阶段应力验算5.2.3正常使用极限状态应力验算5.2.4正常使用极限状态应力验算5.2.5承载能力极限状态强

34、度验算5.3端横梁计算结果5.3.1施工阶段应力验算5.3.2正常使用极限状态抗裂验算5.3.3正常使用极限状态应力验算5.3.4承载能力极限状态强度验算6牛腿计算牛腿的计算包括面内容：高度最小的竖截面验算、最弱斜截面验算和 45斜截面的抗拉验算。端横梁牛腿实际是引桥板梁的支撑，由于板梁支座较多，因此认为牛腿受力均匀，取 1m 宽牛腿进行验算。引桥作用在端横梁上的竖向力为引桥恒载反力和活载反力，水平力包括汽车制动力和支座摩阻力。端横梁牛腿上的荷载如下：1.每 m 宽恒载反力为 203.24kN；2.支座摩阻系数0.06，每 m 宽支座摩阻力为 12.194kN；3.汽车荷载按车道荷载计算，每

35、m 宽活载反力为 124.5kN；4.一列车制动力为 165kN，每 m 宽制动力为 20.625 kN。由于汽车制动力大于支座摩阻力，故牛腿所受水平力取制动力。承载能力极限状态组合系数为恒载 1.2、活载 1.4。牛腿配筋：45方向配置 2 肢20150 的 HRB335 钢筋；牛腿顶面、底面分布配置一层16150 的 HRB335 钢筋。6.1.1最小竖截面验算支座中心距牛腿根部的距离e0.38m；牛腿高度 h1.00m；支座垫石高出牛腿底面的高度0.1m。牛腿最小竖截面内力及验算结果见下表，强度为轴力。牛腿竖截面强度验算表由上表可见，端横梁牛腿的最小竖截面强度满足要求。6.1.2最弱斜截

36、面验算最弱斜截面是指荷载作用下近似的假设按纯混凝土截面计算时，其边缘拉应力为最大的一个截面。对任意斜截面边缘拉应力的表达式求导，即可求得斜截面倾斜角 ，进而求得此斜截面内力，验算此斜截面的强度，验算结果见下表。牛腿最弱斜截面强度验算表(度)轴力 N(kN)剪力 Q(kN)弯矩 M(kN.m)强度(kN)是否满足轴力 N(kN)剪力 Q(kN)弯矩 M(kN.m)强度(kN)是否满足-28.88418.18176.24-66.0是由上表可见，端横梁牛腿的最弱斜截面强度满足要求。6.1.345斜截面的抗拉验算为了确保钢筋具有足够的抗拉强度，尚需验算假设混凝土沿 45斜截面开裂后的受力状态，此时全部

37、斜拉力将由钢筋承受。端横梁牛腿斜截面抗拉验算结果列于下表。45斜截面的抗拉验算表由上表可见，端横梁牛腿的 45斜截面抗拉强度满足要求。斜拉力 Z(kN)强度(kN)是否满足-632.2-1230是28.5-224.9353.7289.8-771是第二部分 上部结构稳定性计算1概要按照特征值稳定分析的方法，采用桥梁结构分析设计Midas 计算了海门成桥的稳定性，得一阶稳定系数 7.41。该桥的稳定性是可靠的。2计算模型现行桥梁设计规范中极少有结构整体稳定计算方法及控制指标的规定，仅在公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ 027-96）第 5.1.7 条提到，“应对索塔和主梁进行稳定性分析，结构稳定

38、安全系数应大于 4”。本次计算参考已经的大量相关文献进行。该桥的稳定计算模型采用梁单元建模，显示构件形状后的计算模型如图 1 所示。钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土构件截面取为毛截面，并认为是均质截面并采用混凝土的弹性参数，截面取毛截面并采用对应钢材的弹性参数，混凝土截面认为是钢材和混凝土的组合截面并取忽略加劲肋后的毛截面。忽略纵梁和中横梁的端部加厚，构件按其轴线布置，节点处不做特殊处理。由于该桥先梁后拱满支架施工，故施工阶段的稳定性不必验算，仅需分析其成桥使用状态的稳定性。材料参数按规范取定：混凝土重度 26kN/m3,泊松比 0.2，弹性模量 C30 为 30000MPa、C40 为 32500MPa、C50 为 34500MPa，钢材弹性模量 206000MPa，泊松比 0.3，重度 78.5kN/m3。荷载取自重（包括桥面板、铺装、附属设施等）标准值、车道荷载（用沿车道均布的线荷载模拟），并考虑吊杆内力的影响。其他诸如温度、收缩、支座沉降等均不考虑。未作为结构构件建模的设施的自重、车道荷载折算为均布荷载加在横梁上，荷载计算如下：汽车：每车道用 15k