桥梁计算书份T梁箱梁刚构拱桥斜拉悬索

1、概述本标段总长3.455km。本项目主路设计时速80km/h，辅路设计时速40km/h。共设置四座桥梁。2、采用规范及技术标准2.1规范及规程（1）《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）（2）《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）（3）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）（4）《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）（5）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）（6）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）（7）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）（8）《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）（9）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）（10）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004）（11）《公路桥梁盆式支座》（JT/T391-2009）（12）《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4-2004）（13）《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》（JT/T663-2006）（14）《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB11499.1-2008）（15）《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）（16）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）（17）《预应力混凝土用金属波纹管》(JG225-2007)（18）《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4-2004）2.2技术标准（1）设计荷载汽车荷载等级：城-A级；（2）桥梁标准横断面布置主线桥宽度:B=13.25~14.677m；（3）抗震要求地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度6度，抗震措施按7度要求。高架桥抗震设防分类为乙类，抗震设计方法为B类。（4）桥梁设计基准期桥梁设计基准期为100年。（5）桥梁设计使用年限桥梁主体结构设计使用年限为100年，伸缩装置、支座等可更换部件设计使用年限为15年。（6）桥梁设计安全等级结构设计安全等级为一级，结构重要性系数γo＝1.1。（7）环境类别本工程环境类别为I类。2.3计算荷载（1）恒载预应力混凝土容重：26kN/m3；桥面钢筋混凝土铺装容重：26kN/m3；桥面沥青混凝土铺装容重：24kN/m3；外侧防撞护栏钢筋混凝土容重：26kN/m3；（2）汽车活载按《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）。汽车偏载系数1.15。（4）混凝土收缩徐变年平均相对湿度：80%；计算天数：3650d。（5）基础不均匀沉降基础不均匀沉降按跨径的1/4000考虑。（6）预应力预应力钢绞线均采用塑料波纹管成孔，μ＝0.17，K＝0.0015；预应力松驰损失终极值：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）计算；一端锚具变形及钢束回缩值：（7）整体温差按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）第4.3.12条取用，桥梁结构的有效温度标准值最高34℃、最低-3℃；整体温差为升温14℃、降温23℃，基准温度按20℃采用。（8）梯度温差按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）第4.3.12条取用，正温差T1=14℃、T2=5.5℃，负温差T1=-7℃、T2=-2.75℃。2.4主要材料及其性能2.4.1混凝土全桥混凝土材料性能表砼强度等级弹性模量(MPa)剪切模量(MPaa)泊松比轴心抗压强度标准准值fck(MPa)轴心抗拉强度标值值ftk(MPa)轴心抗压强度设计计值fcd(MPa)轴心抗拉强度设计计值ftd(MPa)热膨胀系数C5034500138000.232.42.6522.41.830.000012.4.2钢材全桥钢筋材料性能表钢筋等级弹性模量(MPa)抗拉强度标准值fftk(MPa)抗拉强度设计fssd(fpd)(MPa)抗压强度设计值ffsd’(MPa)热膨胀系数ΦS15.2钢绞线1.95x105518601260/0.0000122HPB300钢筋筋2.1x1053002702700.0000122HRB400钢筋筋2.0x1054003303300.00001222.5计算原则及方法概述1、计算方法总体纵向计算采用平面杆系结构验算，根据桥梁施工流程划分计算阶段。并按对应的构件类型对结构在施工阶段、使用阶段进行抗裂、应力、极限承载能力验算。2、结构类型箱梁纵向按照部分预应力砼A类构件设计；现浇箱梁与预制箱梁或桥台连接的端横梁按钢筋混凝土构件设计，其余端横梁按部分预应力砼A类构件设计；中横梁按部分预应力砼A类构件设计。3、第三联（3×30m，B=13.25~14.677）左幅结构3.1纵向验算3.1.1结构描述本联上部结构采用3×30m等高现浇连续箱梁，梁高采用1.8m。箱梁采用单箱双室断面。顶板悬臂长度为2.5m，边腹板采用直腹板形式。纵向预应力通长腹板束的方式配置，每片腹板内横向设两排钢束。腹板钢束在边支点梁端开槽锚固。断面构造图如下所示，桥面宽度13.25~14.677。具体构造详见相关图纸。跨中断面边支点断面中支点断面本联纵向按部分预应力混凝土A类构件计算。本联上部结构采用支架现浇施工。3.1.2计算模型箱梁结构纵向计算按部分预应力混凝土A类构件验算，根据规范及设计说明考虑温度作用、基础不均匀沉降等，计算采用《桥梁博士V3.5》程序。主桥结构共划分为102个单元、103个节点，3个施工阶段，结构离散图如下图：全联纵向结构离散图3.1.3施工阶段描述全桥结构验算共分3个施工阶段，分别为：1现浇箱梁，张拉预应力钢束；2施工桥面铺装，安装护栏；3结构成桥3650天；3.1.4持久状况承载能力验算3.1.4.1正截面抗弯承载能力计算最大弯矩对应抗力及最大弯矩（KN·m）图中红、黑分别代表最大弯矩对应抗力及最大弯矩。最小弯矩对应抗力及最小弯矩（KN·m）图中红、黑分别代表承载能力及对应的弯矩。由上图可见，承载能力极限状态下全桥的正截面抗弯强度满足要求。3.1.4.2斜截面抗剪承载能力计算最大剪力对应抗力及最大剪力（kN）图中红、蓝分别代表最大剪力对应抗力及最大剪力。最小剪力对应抗力及最小剪力（kN）图中红、蓝分别代表最剪力对应抗力及剪力。由上图可见，承载能力极限状态全联的斜截面抗剪强度满足要求。3.1.5持久状况正常使用极限状态验算频遇效应组合正应力图（Mpa）准永久效应组合正应力图（Mpa）频遇效应组合主应力图（Mpa）由图可知，频遇效应组合及准永久效应组合构件未出现拉应力，满足规范要求；频遇组合下，除梁端外，构件最大主拉应力为1.3MPa<0.5ftk=0.5×2.65=1.325MPa，满足规范要求。短期组合效应下的抗裂验算满足要求。3.1.6持久状况和短暂状况主梁应力验算3.1.6.1持久状况应力验算按照新《公桥规》第7.1条规定，持久状况预应力混凝土构件应力计算时其应力值取标准组合值。标准效应组合正应力图（Mpa）（上下缘最大应力）标准效应组合主应力图（Mpa）（最大主压应力）由图可见，标准值组合，构件最大压应力11.3MPa<0.5fck=0.5×32.4=16.2MPa,满足规范要求；最大主压应力11.3MPa<0.6fck=0.6×32.4=19.44MPa,满足规范要求。本桥在持久状况下混凝土的应力满足要求。3.1.6.2短暂状况应力验算施工阶段混凝土的轴心抗压强度采用0.9×32.4＝29.16MPa，此时规范允许的短暂状况混凝土最大法向压应力为0.9×32.4×0.7=20.412MPa，因此短暂状况的混凝土法向压应力满足规范要求。施工阶段混凝土的轴心抗拉强度采用0.90×2.65＝2.385MPa，此时规范允许的施工截面混凝土最大法向拉应力为0.9×2.65×0.7=1.67MPa，因此预拉区应配置其配筋率不小于0.2%的纵向钢筋，图纸纵向配筋率满足要求。第一施工阶段（张拉完预应力）主梁正截面应力（Mpa）第二施工阶段（完成桥面铺装）主梁正截面应力（Mpa）第三施工阶段（完成收缩徐变）主梁正截面应力（Mpa）由上列图可知主梁施工过程中混凝土最大的法向压应力为8.8MPa，且未出现拉应力。满足规范要求。3.1.7主梁挠度验算活载作用下全桥向上竖向位移图mm活载作用下全桥向下竖向位移图mm主梁在活载作用下向下最大竖向位移3.6mm、向上最大竖向位移2.1mm，不大于l/500的规范要求，结构刚度满足要求。3.1.8预应力钢筋拉应力验算预应力钢束在正常使用标准组合下的拉应力计算结果见下表：钢束号最大应力允许值是否满足1-1150-1209是2-1160-1209是3-1208-1209是由上表可知预应力钢束有效应力值均在规范容许范围内，满足规范要求。3.2横梁验算计算方法概述横梁计算采用平面杆系结构验算，根据桥梁施工流程划分计算阶段。并按A类预应力构件对横梁在施工阶段、使用阶段进行抗裂、应力、极限承载能力验算。3.2.2荷载施加方法横梁重量按实际施加，同时将纵向计算时永久作用和除汽车以外的可变作用引起的支反力标准值作为永久荷载分布按边中荷载比1：1及1.2：1（取最不利）施加在横梁的各腹板位置，汽车荷载在其实际作用范围按最不利加载。第三联左幅（3×30m）端横梁（7#墩位）.1横梁计算断面考虑到横梁翼缘部分也参与受力，故在横梁计算时应考虑两侧H/2范围内的顶底板截面。以下是横梁计算取用的截面。端横梁计算断面.2计算模型端横梁横向受力计算采用桥梁博士3.5计算。计算采用平面杆系模型，将横梁划分32个单元33个节点，5个施工阶段，本横梁按部分预应力混凝土A类构件计算。具体计算模型及结构计算图式见如下结构离散图，本报告给出的计算结果不包括翼缘板部分的受力情况。端横梁结构离散图.3持久状况承载能力验算最大弯矩对应抗力及最大弯矩（KN·m）最小弯矩对应抗力及最小弯矩（KN·m）由上图可见，承载能力极限状态下横梁的正截面抗弯强度满足要求。.4持久状况正常使用极限状态验算1正截面抗裂计算频遇效应组合正应力图（Mpa）准永久效应组合正应力图（Mpa）由图可知，频遇效应组合，构件最大拉应力为1.6MPa＜0.7ftk=0.7×2.65=1.855MPa，满足规范要求；准永久组合下构件未出现拉应力，满足规范要求。2斜截面抗裂计算频遇效应组合主拉应力图（Mpa）构件最大主拉应力为0.3MPa<0.5ftk=0.5×2.65=1.325MPa，斜截面抗裂验算满足要求。.5持久状况应力验算按照新《公桥规》第7.1条规定，持久状况预应力混凝土构件应力计算时其应力值取标准组合值。标准效应组合正应应力图（Mpa）标准效应组合主应应力图（Mpa）由图可见，标准值值组合，构件件最大压应力力8.2MPaa<0.5ffck=0..5×32..4=16..2MPaa,满足规范要要求；最大主主压应力8..2MPa<<0.6fcck=0.66×32.44=19.444MPaa,满足规范要要求。本桥在在持久状况下下混凝土的应应力满足要求求。.6短暂状况应力力验算施工阶段混凝土的的轴心抗压强强度采用0.9×332.4＝29.166MPa，此时规范范允许的短暂暂状况混凝土土最大法向压压应力为20.4112MPa，因此短暂暂状况的混凝凝土法向压应应力满足规范范要求。混凝凝土最大的法法向拉应力为为0.8MPPa，施工阶段段混凝土的轴轴心抗拉强度度采用0.90××2.65＝2.3855MPa，此时规范范允许的施工工截面混凝土土最大法向拉拉应力为1.67MMPa，因此预拉拉区应配置其其配筋率不小小于0.2%的纵向钢筋筋，图纸纵向向配筋率满足足要求。第一施工阶段（张张拉完预应力力）主梁正截截面应力（Mpa）第二施工阶段（完完成收缩徐变变）主梁正截截面应力（Mpa）由上列图可知主梁施工工过程中混凝凝土最大的法法向压应力为为4.4MPa，且未出现现拉应力。满满足规范要求求。.7预应力钢筋拉应力力验算预应力钢束在正常常使用标准组组合下的拉应应力计算结果果见下表：钢束号最大应力允许值是否满足1-1160-1209是2-1160-1209是3-1050-1209是由上表可知预应力力钢束有效应应力值均在规规范容许范围围内，满足规规范要求。第三联左幅（3×300m）端横梁（10#墩位）.1横梁计算断断面考虑到横梁翼缘部部分也参与受受力，故在横横梁计算时应应考虑两侧H/2范围内的顶顶底板截面。以以下是横梁计计算取用的截截面。端横梁计算断面.2计算模型端横梁横向受力计算算采用桥梁博博士3.5计算。计算算采用平面杆杆系模型，将将横梁划分336个单元37个节点，5个施工阶段段，本横梁按部分分预应力混凝凝土A类构件计算。具具体计算模型型及结构计算算图式见如下下结构离散图图，本报告给给出的计算结结果不包括翼翼缘板部分的的受力情况。端横梁结构离散图图.3持久状况承承载能力验算算最大弯矩对应抗力力及最大弯矩矩（KN·m）最小弯矩对应抗力力及最小弯矩矩（KN·m）由上图可见，承载载能力极限状状态下横梁的的正截面抗弯弯强度满足要要求。.4持久状况正正常使用极限限状态验算1正截面抗裂计算频遇效应组合正应应力图（Mpa）准永久效应组合正正应力图（Mpa）由图可知，频遇效效应组合，构构件最大拉应应力为1.66MPa＜0.7fttk=0.77×2.655=1.8555MPa，满足规范要要求；准永久久组合下构件件未出现拉应应力，满足规规范要求。2斜截面抗裂计算频遇效应组合主拉拉应力图（Mpa）构件最大主拉应力力为0.4MPa<00.5ftkk=0.5××2.65==1.3255MPa，斜截面抗抗裂验算满足足要求。.5持久状况应力力验算按照新《公桥规》第7.1条规定，持久状况预应力混凝土构件应力计算时其应力值取标准组合值。标准效应组合正应应力图（Mpa）标准效应组合主应应力图（Mpa）由图可见，标准值值组合，构件件最大压应力力9.0MPaa<0.5ffck=0..5×32..4=16..2MPaa,满足规范要要求；最大主主压应力9..0MPa<<0.6fcck=0.66×32.44=19.444MPaa,满足规范要要求。本桥在在持久状况下下混凝土的应应力满足要求求。3.2.4.6短短暂状况应力力验算施工阶段混凝土的的轴心抗压强强度采用0.9×332.4＝29.166MPa，此时规范范允许的短暂暂状况混凝土土最大法向压压应力为20.4112MPa，因此短暂暂状况的混凝凝土法向压应应力满足规范范要求。混凝凝土最大的法法向拉应力为为0.8MPPa，施工阶段段混凝土的轴轴心抗拉强度度采用0.90××2.65＝2.3855MPa，此时规范范允许的施工工截面混凝土土最大法向拉拉应力为1.67MMPa，因此预拉拉区应配置其其配筋率不小小于0.2%的纵向钢筋筋，图纸纵向向配筋率满足足要求。第一施工阶段（张张拉完预应力力）主梁正截截面应力（Mpa）第二施工阶段（完完成收缩徐变变）主梁正截截面应力（Mpa）由上列图可知主梁施工工过程中混凝凝土最大的法法向压应力为为4.9MPa，且未出现现拉应力。满满足规范要求求。.7预应力钢筋拉应力力验算预应力钢束在正常常使用标准组组合下的拉应应力计算结果果见下表：钢束号最大应力允许值是否满足1-1170-1209是2-1180-1209是3-1090-1209是由上表可知预应力力钢束有效应应力值均在规规范容许范围围内，满足规规范要求。第三联左幅（3×300m）中横梁.1横梁计算断断面考虑到横梁翼缘部部分也参与受受力，故在横横梁计算时应应考虑两侧H/2范围内的顶顶底板截面。以以下是横梁计计算取用的截截面。中横梁计算断面.2计算模型中横梁横向受力计算算采用桥梁博博士3.5计算。计算算采用平面杆杆系模型，将将横梁划分332个单元33个节点，2个施工阶段段，具体计算算模型及结构构计算图式见见如下结构离离散图，本横梁按部分分预应力混凝凝土A类构件计算。本本报告给出的的计算结果不不包括翼缘板板部分的受力力情况。中横梁结构离散图图.3持久状况承载能力力验算最大弯矩对应抗力力及最大弯矩矩（KN·m）最小弯矩对应抗力力及最小弯矩矩（KN·m）由上图可见，承载载能力极限状状态下全桥的的正截面抗弯弯强度满足要要求。.4持久状况正常使用用极限状态验验算1正截面抗裂计算频遇效应组合正应应力图（Mpa）准永久效应组合正正应力图（Mpa）由图可知，频遇效效应组合，构构件最大拉应应力为1.66MPa＜0.7fttk=0.77×2.655=1.8555MPa，满足规范要要求；准永久久组合下构件件未出现拉应应力，满足规规范要求。2斜截面抗裂计算频遇效应组合主拉拉应力图（Mpa）构件最大主拉应力力为0