连续刚构大桥上部结构完整计算书

1、连续刚构计算书设计者：复核者：第1页共21页设计者：复核者：第1页共21页*大桥(100+180+100)m连续刚构施工图设计上部结构计算书连续刚构计算书*么司连续刚构计算书设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第 页共21页1.概述本计算为*大桥主桥上部结构纵向计算，上部结构为(100+180+100)m连续刚构。按全预应力控制计算。内容包含持久状况承载能力极限状态计算、持久状况正常使用极限状态计算、持久状况和短暂状况构件应力计算、静力抗风稳定性计算。2计算依据、标准和规范2.1主要技术标准1、公路等级：城市道路，左右线分修2、桥面宽度：单线16m3、荷载等级：城市-A级，人群3.0

2、kN/m24、设计时速：30km/h5、设计洪水频率：1/3006、设计水位：H1/30o=307.56m7、设计基本风速：V10%=24.3m/s8、地震动峰值加速度：0.05g(对应地震基本烈度VI度)9、通航等级：W-(2)级；通航船舶等级：100t；计算依据、标准和规范1、公路工程技术标准(JTGB01-2003)2、公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)4、公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2007)5、公路桥梁抗风设计规范(JTG/TD60-01-2004)6、梁桥手册(下册)2011年4月第二版

3、人民交通出版社计算理论和计算方法构件纵向计算均按空间杆系理论，采用桥梁博士v3.2进行计算。将计算对象作为平面梁划分单元作出构件离散图(见附图)，全桥共划分152个节点和149个单元；根据连续刚构的实际施工过程和施工方案划分施工阶段根据施工总体安排，共划分77个施工阶段和1个使用阶段。箱梁施工阶段采用13天为一施工周期其中张拉预应力时混凝土龄期为5天。具体施工阶段划分为：阶段1：完成桩基、承台、墩身施工；阶段2：绑扎0#块钢筋，托架浇注0#块混凝土；阶段3：张拉0#块预应力；阶段4：安装挂篮；阶段5：绑扎1#梁段钢筋；阶段6：浇注1#梁段混凝土；阶段7：张拉1#梁段预应力；阶段8:移动挂篮；阶

4、段9：绑扎2#梁段钢筋；阶段10：浇注2#梁段混凝土；阶段11：张拉2#梁段预应力；阶段12阶段64：移动挂篮，绑扎钢筋及浇注3#20#梁段混凝土，张拉3#20#梁段预应力；选择合适时宜采用托架浇筑端头现浇段；阶段65：施加顶推力；阶段66：绑扎中跨合龙段钢筋及边跨现浇段钢筋；阶段67：浇筑中跨合龙段及边跨现浇段混凝土；阶段68：张拉中跨合龙段预应力；阶段69：在中跨区域采用水箱或其它压重措施进行压重；阶段70：移动挂篮，绑扎钢筋；阶段71：浇注21#梁段混凝土；阶段72：张拉21#梁段预应力；阶段73：移动挂篮，绑扎钢筋，施工边跨合拢段临时刚性连接；阶段74：浇注边跨合拢段混凝土；阶段75：

5、张拉边跨合拢段钢束；阶段76：拆除挂篮及中跨压重；阶段77：施工防撞墙、桥面铺装等二期荷载和附属设施，全桥施工完成。阶段78：成桥10年。进行荷载组合，求得构件在施工阶段和使用阶段时的应力、内力和位移；根据规范规定的各项容许指标，验算构件是否满足规范规定的各项要求。计算软件名称及版本主桥整体计算采用桥梁博士v3.2进行计算，施工稳定性计算及动力特性计算采用MIDASCivilV7.8软件。3.计算模型及参数3.1计算参数选取主要材料及设计参数根据设计文件及规范取值，见表-1。主要材料及参数表-1材料项目参数备注C60混凝土抗压强度标准值fck38.5Mpa抗拉强度标准值ftk2.85Mpa抗压

6、强度设计值f,cd26.5Mpa抗拉强度设计值ftd1.96Mpa弹性模量Ec36000Mpa混凝土特性参数计算材料容重P26kN/m3线膨胀系数a1.0E-5桥梁所处地区相对湿度0.75低松弛钢绞线(0S15.2)抗拉强度标准值fpk1860Mpa控制张拉应力0.75f、0.73fpkpk1395、1358Mpa弹性模量Ep1.95E5Mpa松弛率:0.3钢绞线锚具及波纹管钢束管道摩阻系数0.17连续刚构计算书连续刚构计算书连续刚构计算书设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第5页共21页钢束管道偏差系数0.0015普通锚具单端变形及回缩值0.006m低

7、回缩锚具单端变形及回缩值0.001m3.2计算采用的基本资料箱梁按全预应力混凝土构件设计，该桥为城市重要桥梁，安全等级为I级。收缩、徐变按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)公式计算。合龙温度取1521C，根据当地气象资料显示，多年平均气温16.9C，最低月平均气温5.7C，最高月平均气温29.3C。计算时按均匀升降温25C控制。主梁梯度温度按照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)表4.3.10-3条取值，桥墩不计梯度温度。本桥采用10cm厚沥青混凝土铺装，按规范参数取值。梯度升温：按箱梁上、下缘梯度温度14C5.5C0C考虑。梯度降温：按箱梁上、下缘

8、梯度温度-7C-2.75C0C考虑。根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)4.3.2：f1.5HZ，冲击系数取值为r=0.05。边界条件及土侧弹性刚度计算本桥建模时同时考虑桩基、承台、墩身及梁体，计算分析时考虑将墩与梁体固接，伸缩缝端采用双点支撑以模拟实际支座受力；同时主墩桩基按实际尺寸及间距建模，考虑桩土效应，以准确模拟桥墩刚度。桩侧土弹性刚度按根据公路桥涵地基及基础规范JTJD63-2007附录P计算。以下为10号主墩土弹性刚度计算过程：桩计算宽度b1b=kxkx(d+1)1f式中：d桩径；k各桩柱间相互影响系数；k一桩形状换算系数，对于圆形桩k=0.9。ffk的计算步骤如下：

9、A、桩柱计算埋入深度h1h=3(2.5+1)=3x3.5=10.5mL(L为桩基入土深度,11号墩L=20m)；1B、与作用力平行的一排桩桩数n有关的系数b，当n=3时，b=0.5；当n=4时,22b=0.45。2C、k的计算。横向桩间净距L=2.7m；L10.6h=0.6x20=12.0m,111bL10.52.7故：k=b+2xi=0.5+x=0.71420.6h0.610.51由此得：b=0.9x0.714x(2.5+1)=2.25m1纵向桩间净距L=2.7m；L10.6h=0.6x20=12.0m,111bL10.452.7故：k=b+2x1=0.45+x=0.68620.6h0.61

10、0.51由此得：b=0.9x0.686x(2.5+1)=2.16m1各结点处的集中弹簧支撑刚度K为：7AS+ASbxi1i-xC2-式中：AS丰AS匕一表示结点相邻两单元的长度和之一半;C=mh表示地基土对桩柱侧面的地基系数，其中土层m值参照公路桥涵ii地基及基础规范JTJD63-2007附录P表P.0.2-1取值；hi为各桩基节点位置入土深度。11号主墩桩基计算宽度参照上述公式计算，不再赘述。3.3荷载取值及荷载组合1)荷载取值一期恒载为梁部自重(包括隔板及齿板重)。混凝土容重取26kN/m3,箱梁按实际断面计取重量。二期恒载包括10cm厚沥青铺装+道防撞墙+单边人行道，见表-2。箱梁二期恒

11、载表-2桥梁宽度16米防撞墙二期恒载(kN/m)1X8=8.0人行道20连续刚构计算书连续刚构计算书设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第 页共21页沥青混凝土桥面铺装一期恒载(kN/m)13X0.1X24=31.2合计(kN/m)59.2取60汽车荷载汽车竖向荷载采用公路I级荷载，汽车竖向荷载的横向分布系数见表-3(未计入冲击系数)。活载横向分布系数表-3桥宽(米)横向布置车列数横向折减系数汽车偏载系数汽车横向分布系数1630.781.252.925(2)汽车纵向制动力荷载根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)4.3.6-1计算,一个车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按

12、本规范第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路一I级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN。计算得单车道制动力为435kN,3车道折减系数为0.78。基础变位：隔墩支座沉降1.0cm,不考虑横桥向基础不均匀沉降。挂篮重量：取0.45倍最大节段重，即1250kN(包括施工机具和施工人员)，按集中荷载加载于梁端前沿50cm处。人行活载：人行道宽2.5m，取3.5kN/m2。最大悬臂状态的施工荷载：本桥主桥上部箱梁采用悬臂浇筑法施工，最大悬臂施工长度为89m，计算时，从最不利受力图式出发，对最大悬臂状态的施工荷载作如下考虑(不考虑挂篮坠落，施工单位应采取压重和

13、后锚等多种措施来确保挂篮不会坠落)。箱梁自重不均匀假设梁体自重不均匀，一侧取1.04梁重，另一侧取0.96梁重。动力系数不均匀挂篮及其它施工机具的自重差，一端采用1.2，另一端采用0.8。同时考虑最不利情况，单侧挂篮脱落。梁段施工不同步最后一悬臂浇筑梁段不同步施工，一端空载，一端施工。材料、机具堆放不均匀施工单位要求在梁体上堆放一些工具材料，计算时，取一悬臂作用有8.5kN/m均布荷载，并在其端头有200kN集中力，另一悬臂空载。挂篮脱落施工单位必须保证挂兰不会坠落。风荷载从保守的风载组合出发。施工阶段按百年一遇风速计算，V1024.3m/s。横桥向及顺桥向风荷载按公路桥涵设计通用规范(JTG

14、D60-2004)计算，主梁竖向风荷载按公路桥梁抗风设计规范(JTG/TD60-01-2004)计算。41风荷裁：横桥向风Q1连续刚构计算书连续刚构计算书设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第 页共21页0.5xq3Mt0):竖向凤q3qFIH风荷執小：躺枫风荷载模式风荷载组合方式取以下2种：(I)作用(1)+(4)；(II)作用(2)+(3)+(4)(上部风力不对称,A.横向风荷载计算(由最高的11号桥墩控制，桥面高H=87+11=98m)横向风荷载假定水平垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上,其标准值按下式计算：F二kkkWAwh013dwhW=yV2/2gddV=kkVd251

15、0Y=0.012017e-o.oooiz式中：F横桥向风荷载标准值(kN)；whW一设计基准风压(kN/m2)；dA一横向迎风面积(m2)；wh桥梁所在地区的设计基本风速(m/s),V二24.3m/s(四川巴中百年一遇)；1o1o一高度Z处的设计基准风速(m/s)；dZ距地面或水面的高度(m)；Y空气重力密度(kN/m3),；k设计风速重现期换算系数，；0k地形、地理条件系数；3k阵风风速系数；5k考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数；2k风载阻力系数，；g一重力加速度，g=9.81m/s2。桥墩上的顺桥向风荷载标准值可按横桥向风压的70%乘以桥墩迎风面积计算。B.竖向风荷载计算作

16、用在主梁单位长度上的静力风荷载q1(N/m)按下式计算：q=pV2CB；V=kkV32dvd2510式中：p一空气密度(kg/m3),取为1.25；Z构件基准高度，取为92m；V一设计基准风速(m/s),计算得52.9m/s；dC主梁竖向力(升力)系数，取为0.4；vB一主梁的宽度(m),取为16m；k考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，取为1.272k阵风风速系数，取为1.7；5Vo桥梁所在地区的设计基本风速(m/s),查得值为24.3m/s。计算得：10q3=1/2X1.25X52.92X0.4X16=11.2kN/m施工阶段风荷载集度如下表所示：施工阶段风荷载集度风载模式主

17、梁风载集度(kN/m2)桥墩风载集!：度(kN/m2)墩底墩顶竖向风载0.7-横桥向风载2.522.981.092.36顺桥向风载-0.761.65运营阶段风荷载：成桥运营阶段，风荷载计算方式与施工阶段大致相同，仅几个参数取值不同连续刚构计算书连续刚构计算书设计者：复核者：第 #页共21页设计者：复核者：第 页共21页k0设计风速重现期换算系数，施工阶段k0二0.75；运营阶段取k0二1.0;k风载阻力系数计算时，施工阶段梁高取实际箱梁高，运营阶段应再加上防撞墙高度1.1m；施工阶段考虑竖向风压，运营阶段可不考虑。运营阶段风荷载集度如下表所示。运营阶段风荷载集度风载模式主梁风载集度(kN/m2

18、)桥墩风载集乏度(kN/m2)墩底墩顶横桥向风载3.373.981.453.14顺桥向风载-1.022.28、船舶撞击力按公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004计算：按规范规定，通航等级：W-(2)级；通航船舶等级：100t；撞击力取为：横桥向:250kN;顺桥向：200kN。4计算结果4.1主梁计算结果持久状况极限状态承载能力计算持久状况极限状态抗弯承载能力验算根据公桥规第5.1.5条的规定，桥梁构件的承载能力极限状态计算应满足：YMdSR：运营阶段承载能力最大弯矩图运营阶段承载能力最小弯矩图由上图可知，跨中最大组合弯矩为187750kN.m,跨中抗弯极限强度为261954kN.m*公司

19、连续刚构计算书*公司连续刚构计算书连续刚构计算书设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第 页共21页设计者：复核者：第 页共21页(未计入普通钢筋作用)，控制截面为中跨跨中；支点最大负弯矩为-3141326kN.m,支点处抗弯极限强度为-4003768kN.m。主桥箱梁抗弯承载能力验算满足规范要求。持久状况极限状态抗剪承载能力验算根据公桥规第5.2.7条的规定，桥梁构件的斜截面抗剪承载力应满足：yVV+V+V0dcssbpb公桥规第5.2.9条的规定，抗剪截面应满足yVQ.Q删11laSQ.32-C554.3N550長是13Z.034632.1o.a7S3-5.042307.Z2735

20、0-1.51913Z.034632.1o.a7625.012307.2ma9J2143是是1st.032251.9D.0Bill.0AQ3619谢觇1.525是1M-.0J2251.9-D.0Bi.il.0AG3G19150.22.L-fiT是是1-M.030173.4Q.Qvan.537-J35.324UZ.8i.soa是是140.030172-4o.a7313537-535.317516-52.169144.0址尢S!力2902.70.06437.235529.913S11-21.492是144.0竝小轉力29042.7o.a6-137.235529.91=00.1166是是ns.o2U9

21、S.2d.a5270.55376-3.722495-11.501是足15.0力3MK.ZD.Q537C.533769.7177.12.310是是1謎.0竝尢剪力24413.0d.a5BML0W3OE.021170.31.432是152.024418.00.05990.D30308.014143-12.143是15t.0堆尢1!力32032-t0.05-199.427511.919S5B-21.sse是足15t.0M第力22032-tD.05499.42751L91554-03.120是1*&,0址大韓力20005.50.0E515.726521.5184=04-51.441是是iso.0200

22、Q3.SQ.0Q315.736331.3ims.a2.Z53是是164=.0竝尢S!力1BB72.20.05354.334426.6160.11.449昂足1W=.01SB72.20.05554.321416.610162-52.357是its.01BOILSd.a1993.32235一115133.91.5U是是its.0M皙1-179G.D.04的3.31979.96997.62.BL3是ITS.0址大轉力15749-5o.a467O013419511021-11.671是是172.013749-50.04G7OQ13419.55144.335B1是17fr.0地尢剪力13239.jd.a

23、3705.716345.294)?3,21.B68是足lTfc.0量血力13239.jd.a3705.71845.25J21.41.B12ISO.0竝尢剪力13560.10.01314415374.7&4K.52.379是1&.013560.10.01914.415374.712&7.912.729是足1S4=.0竝大轉力1374io.a1009.314752.S33-B.43.9B9是是1S4.0-13743.iD.Q-LOW.3-UT53.STH詰.S11.713是是1SS.013748.00.00.01374B.01567.7S770是是153.013755.40.0o.a13755.4

24、310.115.115足192.0地丸聊力-15750.00.0-13755.5-93-3.714.651是m.oMJJ力-1374RDD.Q0.0-13740.0-li-OB.G8.54G是是1%.口琵尢剪力13743-5D.0l&05.3H752.S1221.iiOS-7是1%.0址-卜勵力-13743.5o.a-LOW.3-14752.3-3746-33.953是是2M.0力-MSSflL4o.a-嗣14.A-15374.7-123L912.410是是2W.0力-L3360_4=a.o-13-14.4-153741.7-h&451.82.5B3是2畳畑力-22D01.2o.aM3.5-3

25、7076.T-13LB2.&2.QM224.0费卜讯力-22031ED.C1-5043.5-2TO76.7-19743.01.372是23B.0域丈嗨力-24-119.7a.o55.3-23915.5-14346.31035是是223.0炖力-244LITa.o-5+95.B-29915.5-21003.51.4鮎是是232.0峥丈确力-2B49S.7ft.O-竭53.D-33351.6-1.5493.C3.152是232.0M嗨力-2E498.Ta.o-4S53.D-33351.6-22273.7L497是是3M.0-29M2.?；?.c-3375.0-3-1617.9-16640.J1OB

26、O是25G.0-MEMi90.0-5575.D-3-4S1L9-23577.-51.4品是24D.0戟大剪力-30172.70.0-6767.6-3940-3-17801.72.075是2船Q力-50172.70.0-57fcr.6-3694Q-3-24906.21.4S3311.0力-323XL3o.a-T626.3-MBT8.fi-1BMD.72.LIO如：I.0力-32252.3山口-j62.3-M8Ta.fi-2L7.S1.53324S.0員大剪力-34G93.90.0-7635.D12308-9-20063.S2.109足是碍0-3453150.0-7S35.D-J230B-3-27

27、541.11.555是252.0戦大剪力-W3W.10.0-3291.4T8681L5-2126-3.&2.2B9是是350.0-W3ML1o.a-B&9I4-iSBBl.u-28557.01.61是356.0-42636.7o.a-8778.6-514115-2260T.SZE74是是23G.0力-42G3.7o.a-8778.G-51415-3-3OG15.91.G79旻是2&0.0赴大剪力-42598.70.0-9787.G-523BG-3-2405G.72.179蔺0昼卜剪力-42a3.7o.a-97ST.G-323B5.5-55331.41.G17是是2对.Q最丸剪力-44M5.t0

28、.0-9519.3-54165,3-35539.s2.133364.0力-446114o.a-9513.B-54165.2-33993.71.593迓26S.0蚊大剪力-519OS.90.0-10360.6-62269.5-27040.2.303是2S.0力-51903.9o.c-1C3G0.G-62369.5-3GD2441.729是272.0-aeoLo0.0-10-305.1-729&B.1-2E92一吵2.521是是272.0昼卜剪力-62663.00.0-10305.1-72S6B-1-38246.3i.9oa是是276.0-i-6190.00.0-11ZF9.2-87469.1-3

29、9275.51.476276.0M9力-76190.0o.c-112T9.2-37469.1-73023.J1.1.0?280.0蚁大剪力-24429.0o.c-13538.9-237M7.9-&2BG3.21.1.03是長2SO.0MU力-2W29.00.0-13538.9-257867.9-83119.31103是是2S4.0HAM*76100.90.02901.579002.99M26.10.9S0否2S4.0ttbWA76100.90.02901.979002.960957.61.2962SB.0戦大剪力650j290.O10-459.473532.33S177.71.926是22SQ

30、M翦力63D7Z.90.0XQ4H.473532.33K74.3529是332.aKA力47721.6o.aLQatO.6aoes.s345.01.633是292.0MH力47731.6山口1030.658DE3.320Z4.12.151是2%.0蚁大静力44990.So.a9519.84500.G31515.71.G26是是25S.0戦卜剪力44990-.80.05519.S54500.625345.1IL159是是MO,Q42952.：-Q.O9737.652T13.611933.41.651是300.aMU力43932.0o.a9737.653719.635306.12.3Q3是304.

31、0域大剪力42345.20.0E778.651723.930156.；1.715是304.0力42915.2o.a877SL651723.922436.22.305旻是308.0員大剪力40G94.20.0S291.449985.G2MGS.G1.721足3(JS.Q最卜剪力4H9+.2Q.aazs-Li?S5.6am.a2.32E是312.035013.70.0763i013&40.627033.31.57i是312.0硼力35015.7o.a7625.04264D.619853.82.14831b.032574.9o.a7G2.34G3D1.325&GS.91.5GG旻是31.0址卜剪力3

32、25T4-.90.07E2.34IF3D1S187D5.92.149320QAAftjb30493-20.0E7&7.637260.334424.31.他長32Q.0硼力3D493.2o.a6767.637260.317538.62.113324.0社穴勇力29341.7o.a598-LB35329.533068.31.532*324.0力29341.7o.a5997.P35329.3147L72.14a長32S.0赴大剪力2BB09.So.a5192.G33992.3217B5.21.5GC32S.0昼卜剪力2BS09.80.05132.633592.315342.62.216是332.0力

33、24720_00.05SM.930520.52*312.51.459是是3-32.0扯卜輯力247200o.a5BO4.930-520.E14315.S2.147是是336.022355.7o.a-1Q-1427753.11-S3B1.41.440是是3J6.0M3T力Z23SL7o.a5-OJ.427759.11JQ63.32.121是是W.0境丸剪力20350.6D.0fi3M.4S675D.017JH51.493是34D.0尔H力2D350_Go.aG399.42G750.0US04.122EG是341.0堆丸翦力19499.5a.a5444.G24934.2151E.71.51(1是足

34、344.0捡卜曹力19439.5a.a5-34.62-334.2mss.92.373是是W.Q诞祁点LH3t4q.a475S.7331HIST.S1.571是是34B.Dmar力LBB36.4a.a4158.73M1工19011.32.613是是3520ttXfi力1E5541o.a453.5250-61J101.11.736是3-52.0Ml力1B554_10.0453t523090.G7J42.21145是堆丸剪力15617.2o.a3369.4191EG.11192.91.彌是是3祐.0珈騎力123OL3a.a356-9.415ST1_23713.44.274是是3-KJ.0149K3.

35、8o.a1117.51651.394s4.L1.EL是30.0働MT力L2E44.5o.a1117.51362-a1631-T8.453是3J.O境丸剪力U410.Sd.aLOO?.31343D.17JOI.62.113是3&4.0时H力-12772.4D.0-1M9.3-U7B.7桂25T22.019是3-68.0變丸剪力12251_8a.a559.mu.3299.44.247是是3眾.0地悴力L2B1LO0.06O701343S.a132B.710.1L4是是372.011396.So.ao.a11236.3911.31Z.130是是372.0-12717.1o.a-1924.0-14641.T-1111.913.153是是376.0境丸剪力16276.4o.a0.0162T6-43309.24.919是376.0尔H力-12054.0o.a-2952.E-13006-9-JS30.彳4.50G是330.0堆丸翦力15307,8a.a0.015-307-9252