德州岔河大桥计算书90m+90m斜拉桥说课讲解

1、岔河大桥计算书一.技术标准.道路等级：城市主干道（双向六车道）。.荷载标准：计算荷载汽车超-20级；验算荷载 挂车-120;人群荷载3.0kN/m2。.桥面布置：引桥：1.5m （人行道）+25m （车行道）+ 1.5m （人行道）=28m。主桥：3m （人行道）+25m （车行道）+ 3m （人行道）=31m。.地震基本烈度：7度，本桥提高1度按8度设防，重要性修正系数1.7。.道路竖曲线：3%双向人字坡，竖曲线半径 6000m。二.设计规范及标准.城市桥梁设计准则 JTJ 001-97.城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77-98.公路桥涵设计通用规范 JTJ 021-89.公路桥涵钢筋混凝土

2、及预应力混凝土设计规范JTJ 023-85.公路桥涵地基与基础设计规范JTJ 024-85.公路工程抗震设计规范 JTJ 004-89.公路斜拉桥设计规范（试行）JTJ 027-96.公路桥涵施工技术规范 JTJ 041-2000三.计算模型及基本参数.结构说明（1）引桥上部结构：为三跨预应力混凝土等截面连续梁（30m+30m+30m）。主梁 截面为分离式双箱型式，半幅箱梁为单箱双室截面，两幅巷梁通过中间 桥面板连成整体。梁高1.7m。截面尺寸：顶板厚20cm,底板厚2045cm, 腹板厚4060cm。支点处设置横梁，端横梁厚100 cm,中横梁厚150cm。跨中设一道30cm的横隔板。箱梁混

3、凝土 C50。箱梁预应力采用15.2高 强度低松弛钢绞线。下部结构：桩柱式桥墩和埋置式桥台。基础采用 150cm钻孔灌注桩，桥 墩和桥台均为单排桩。墩身和台身混凝土 C30,桩混凝土 C25。(2)主桥上部结构：由于采用双索面斜拉桥的型式，主梁采用双主梁(冗型) 截面，预应力混凝土结构，混凝土标号C5Q梁高2.3m,顶板厚度28cm, 肋宽2m桥面宽度31m为了加强桥面横向抗弯刚度，沿纵桥向每隔 4m 设置一道内横梁，横梁腹板厚度26cs在梁端和中支点处各设置一道大 横梁，梁肋厚度150cm和100cm 梁上索距8m主塔为钻石型的钢筋混凝土结构，混凝土C50o塔高75m,两侧塔柱在桥面以上向内

4、1: 4倾斜，在塔顶合龙；在中塔柱和下塔柱的折点处 设置一道下横梁，梁高3m；桥面以上约30m高度设置一道上横梁，梁 高3m,以提高塔的横向刚度。上、中塔柱为空心箱式截面，下塔柱为实 心矩形截面。上塔柱为锚索区，受力及构造复杂，所以纵桥向塔柱壁厚 120cm,横桥向60cm；中塔柱为传力构件，受力比上塔柱简单，所以纵 桥向塔柱壁厚80cm,横桥向60cm。上、下横梁均采用空心箱型截面， 以减少自重。下部结构：主桥主墩基础采用小150cm钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩 长63m,选择第25层为桩尖持力层，共布38根工程桩。锚墩为桩柱式， 基础采用小150cm钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长 45m,每半幅桥

5、墩4根 桩。(3)桥面系5cm钢筋混凝土铺装和8cm沥青混凝土铺装。引桥人行道2x1.5m,主桥 人行道2x3 m o.主要材料及标准(1)混凝土：主桥主梁及引桥箱梁均采用 C50级混凝土；主塔采用C50级混凝土 ；其余桥墩立柱和桥台采用 C30级混凝土 ；主墩承台采用C25级混凝土，其它承台采用 C25级混凝土 ；钻孔桩均采用水下强度为 C25级的混凝土。混凝土技术标准必须符合JTJ023-85和JTJ041-89有关规定。I 、II级普通钢筋，技术标准必须符合 GB13013-91和GB1499-98 的有关规定。钢板、型钢采用Q235-A钢，技术标准必须符合(GB/T700-88) 的有

6、关规定，预埋索管采用无缝钢管，技术标准必须符合(GB/T8162-87) 的有关规定；选用的焊接材料应符合(GB10045-88)或(GB5117-95的 要求，并与桥梁采用的钢材材质和强度相适应。预应力钢筋采用小32高强精轧螺纹粗钢筋，技术标准须符合预应力高强螺纹粗钢筋设计施工暂行规定(交通部公路规划设计院编)。(5)预应力钢绞线采用小j 15.20高强度低松弛钢绞线(标准强度 1860MPa ,技术标准必须符合国标预应力混凝土用钢绞线 (GB/T5224-95)。配套锚具必须采用技术标准符合预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T14370-93)规定的I类夹片式群锚锚具。(6)本桥斜拉索采

7、用热挤聚乙烯高强平行钢丝拉索，拉索钢丝采用 小7镀锌高强钢丝(II类松弛)(标准强度1670MPa)o拉索的技术要求 须符合GB/T18365-2001斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术要求。四.下部结构计算1.引桥(1)桥墩水平抗推刚度计算桥墩的水平抗推刚度考虑桩的影响。立柱：计算高度L=5.5m,立柱为圆截面，直径 D=130cm, TOC o 1-5 h z 44一根立柱的I - 3430.14m46464一 一4 一E 3.0 10 MPa考虑到实际结构弹性模量比计算试块弹性模量大30% (试验研究结果)，所以E 1.3 3,0 1043.9 104MPa立柱抗弯刚度 EI 0.85EI

8、 2 0.928 107kNm2桩：150cm钻孔桩，桩长55m, TOC o 1-5 h z D43.14 1.544根桩的I 0.248m6464E 2.85 104 MPa _4_4_E 1.3 2,85 103.705 10 MPa桩抗弯刚度 EI 0.67EI 2 1.231 107kNm2土侧系数 m=10000kN/m,桩计算宽度 b1 0.9 2 1.5 1 4.5m变形系数 0.326故，半幅桥的桥墩抗推刚度 Kp=28571kN/m。(2)桥台的水平抗推刚度计算桥台的水平抗推刚度主要考虑桩的影响。故，半幅桥的桥台抗推刚度 Ka=166667kN/m。(3)墩台水平温度作用影

9、响(温差 30C)由于上部为三跨连续梁(3x30m),所以半幅桥墩顶水平温度力为FtKp? t 28571 30 30/2 1.0 10 5 129kN。p温度力小于支座摩阻力528.6kN,梁和滑动支座不发生相对位移，所 以桥墩处可设置固定支座。桥台和锚墩的温度作用力由程序计算。(4)墩台汽车制动力90m范围一列汽车总重量=200 x4+550=1350kN。一联桥梁汽车制动力=10%x1350 x3x0.8=324kN。一辆重车550kN, 一联桥梁汽车制动力=30% x550 x3x0.8=396kNo所以，每个桥墩(半幅桥)的汽车制动力 =396/2=200kNo桥台和锚墩设滑动支座，

10、故汽车制动力为零。(5)桥台主动土压力台高H=4m,半幅桥桥台宽度B=14m, 土计算容重 丫 =18kN/m, 台后填土的内摩擦角4=30 , a =B =00主动土压力系数1 =0.301,1土压力 E B H2 0.5 14 0.301 18 42 606.8kN2水平力Ex 586.1kN竖向力Ey 157.1kN台底弯矩 M586.1 4 157.1 1.56 536.4kN m。3(6)墩台地震作用引桥一联箱梁(半幅桥梁)的总质量Gt=2414.6t。(i)纵桥向地震作用由于两个桥墩都设固定支座，所以纵向地震作用由两个桥墩共同承 担。桥墩的自振频率：f工与 工阵1 0.77Hz2

11、；Gt/22 1 1207.3自振周期T - 1.3f0.95动力放大系数2.25 0450.82T综合影响系数Cz 0.3,水平地震系数Kh 0.2故，一个桥墩(半幅桥梁)的纵向地震作用Ehtp CiCzKh Gt/2 1010kN 。桥台的水平地震荷载:EhauCiCzKhGau1.7 0.350.22350 279.6kN对基底的弯矩：M hau 279.61.5419.5kN m地震时的台后主动土压力:12Eea H 2KAieaa23CiCzKhtg0.5 18422 一cos 301 sin 30 23 1.7 0.35 0.2 tg30 14810.6kN对基底弯矩:M ea 8

12、10.6 0.4 ea1297 kN m(7)桩基础计算桩基础按摩擦桩计算。桩基础强度以地震组合控制桥台桩强度计算：一根桩：配24根25钢筋，计算长度6m,极限抗力：NR 311t,MR 298t m桥墩桩强度计算:一根桩：配24根28钢筋，计算长度9.4m,渴R上设计强度队|打印标图|返回舸筑设计强度抗校更5抗压|340Eg 1200000蕾面内力轴力极限抗力：NR 543t, M R 418t m。(8)引桥墩柱强度计算一根立柱：配24根28钢筋，计算长度5.5m,抗拉1.75抗压17.5Eh30000海R上设计强度钢筋设计其度抗校340抗压|340Eg 1200000董而内力轴力极限抗力

13、：NR 496t,M R 312t m。五.上部结构计算1.引桥(1)计算项目编号作用名称1结构自重和二期恒载2话载3预应力二次力4混凝土收缩徐变5基础不均匀沉降6桥面板日照温差和降温(2)作用组合组合号组合作用1恒载+汽布+人群2恒载+基础沉降+桥面板日照温差+汽车+人群3恒载+基础沉降+桥面板降温+汽车+人群(3) 计算施工工况施工阶段1:混凝土支架施工，张拉预应力施工阶段2:拆除支架，桥面系施工。施工阶段3:竣工后三年。(4)计算基本参数A.材料：a) C50 混凝土： E=3.5e4MPa,容重 2.6t/m3,线膨胀系数 1.0e-5。b)预应力钢绞线：标准强度 1860MPa, E

14、=1.95e5MPa,容重7.85t/m3, 控制张拉应力1395MPa, (k=0.0015, u=0.25,松弛系数3%,锚具回 缩 12mm)。B.基础不均匀沉降：-1cm。C.桥面板日照温差：+5C。D.汽车横向分布系数=3 0.8 1.25 3。E.混凝土收缩徐变系数：一般大气环境。F.二期恒载：g=15.8t/m。(5)计算模型a)主梁采用平面梁单元模型。b)计算程序采用桥梁博士 2.9版。c)按半幅桥梁计算。(6)计算结果见附录2.主桥(1)计算项目编号作用名称1结构自重和二期恒载2话载3预应力二次力4混凝土收缩徐变5基础不均匀沉降6桥面板日照温差和降温7塔、梁和索温差8拉索作用

15、力(2)作用组合组合号组合作用1恒载+汽布+人群2恒载+基础沉降+桥面板日照温差+汽车+人群3恒载+基础沉降+桥面板降温+汽车+人群4，叵载+基础沉降+塔梁和索温差+汽车+人群(3) 计算施工工况施工阶段1:下塔柱施工。施工阶段2:上、中塔柱施工。施工阶段3:主梁支架施工，张拉预应力束。施工阶段413:张拉斜拉索。施工阶段14:桥面系施工。(4)计算基本参数A.材料：a) C50 混凝土： E=3.5e4MPa,容重 2.6t/m3,线膨胀系数 1.0e-5。b)预应力钢绞线：标准强度 1860MPa, E=1.95e5MPa,容重7.85t/m3, 控制张拉应力1395MPa, (k=0.0

16、015, u=0.25,松弛系数3%,锚具回 缩 12mm) oc)斜拉索：标准强度 1670MPa, E=2e5MPa,容重 7.85t/m3。B.基础不均匀沉降：锚墩-1cm,主墩-2cm。C.桥面板日照温差：+5C。D.塔、梁和索温差：土 10C。E.汽车横向分布系数=2.25。F.混凝土收缩徐变系数：一般大气环境。G.二期恒载：g=15.5t/m。(5)计算模型1)塔和梁采用平面梁单元，索采用桁单元。2)计算程序采用桥梁博士 2.9版。3)按全宽断面计算。4)按线弹性理论计算，考虑拉索垂度影响。(6)拉索空间几何计算x2j2, z2x x1 x2,y yi y2,z z1 z2, TOC o 1-5 h z zyytg 一, tg - ,tg xzx拉索与X-Z平面的夹角：actg j y二,所以平面杆系计算所得的张22x z拉力与实际空间索力之比为：cos(actg / 2 y Q 0 x z(7)计算索力结果(平面杆系计算结果，表中数据为两根索的索力之和)索号优化目标竣工成桥施工张拉远期索力kNkNkNP kNC16380.0640075306090C25970.0596078705790:C316710.0668019360P 6550C47220.07200106007020C57850.078201090