匝道wn异型钢筋混凝土箱梁桥纵向计算书

PAGE4匝道WN异型钢筋混凝土箱梁桥纵向计算书一）、基本资料（1）恒载一期恒载：钢筋混凝土容重γ=26kN/m3。二期恒载：铺装：钢筋混凝土h厚60mm，γ=25kN/m3；沥青混凝土厚100mm，γ=24kN/m3；防撞护栏10kN/m/侧。桥面铺装恒载取值：WN1～4取37.4kN/m～41.1kN/m；WN4～7取43.6kN/m～53.2kN/m；WN7～10取59.2kN/m～71.9kN/m；栏杆作用力取值：10×2=20kN/m；二期恒载合计：WN1～4取57.4kN/m～61.1kN/m；WN4～7取63.6kN/m～73.2kN/m；WN7～10取79.2kN/m～91.9kN/m；（2）汽车荷载按公路－Ⅰ级进行计算。人行荷载：3.5KN/m2。汽车冲击系数：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.2条计算：WN1-4取墩顶0.45；跨中0.3878；WN4-7取墩顶0.4505；跨中0.3529；WN7-10取墩顶0.45；跨中0.3556；（3）温度影响（T）体系升温：30℃；体系降温：30℃；桥面板局部升降温：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.10条梯度温度效应计算。升温：T1＝14℃，T2＝5.5℃，降温：T1＝7℃，T2＝2.75℃。（4）混凝土徐变及收缩的影响加载龄期：3天。（5）基础变位影响连续结构不均匀沉降：10mm；二）、结构有限元分析模型以通用桥梁分析软件《Dr.Bridge3.0》为计算平台，采用平面梁单元进行受力模拟。整个结构视为均质弹性体。1、特征断面WN1～4跨径为（16.5+21+16.5）米，箱梁断面为单箱双室,WN4～7跨径为（18.5+23+18.5）米，箱梁断面为单箱双室,WN7～10跨径为（18.5+23+18.5）米，箱梁断面为单箱三室。箱梁梁高均为1.5米，跨中断面，墩顶断面示意分别如图2.1.1至图2.1.4所示：图2.1.1单箱双室跨中断面示意图2.1.2单箱双室跨中断面示意图2.1.3单箱三室跨中断面示意图2.1.4单箱三室跨中断面示意2、结构计算模型WN1～4跨径为（16.5+21+16.5）米,桥梁单元划分按图2.2.1所示，起点16.5米跨径、10.5米跨径范围内划分为40单元，结构单元划分关于单元41对称，结构共划分80个单元81个节点。图2.2.116.5+10.5米单元划分WN4～7跨径为（18.5+23+18.5）米,桥梁单元划分按图2.2.2所示，起点18.5米跨径、11.5米跨径范围内划分为43单元，结构单元划分关于单元44对称，结构共划分86个单元87个节点。图2.2.218.5+11.5米单元划分WN7～10跨径为（18.5+23+18.5）米,桥梁单元划分按图2.2.3所示，起点18.5米跨径、11.5米跨径范围内划分为43单元，结构单元划分关于单元44对称，结构共划分86个单元87个节点。图2.2.318.5+11.5米单元划分三）、计算原理及计算过程利用桥梁博士对结构进行有限元受力分析计算，利用得出的单元内力值，用EXCEL表格进行结构配筋设计，并且对结构进行持久状况正常使用极限状态裂缝验算。采用极限状态设计，进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。计算承载能力以及进行抗剪计算时计入了活载冲击系数。四）、计算结果1．配筋计算以及结果验算（1）表4.1.1中数值的选取及各单项的单位老荷载为标准值组合最大弯矩值，单位kN.m；短期组合为正常使用阶段作用短期组合最大弯矩值，单位kN.m；长期组合为正常使用阶段作用长期组合最大弯矩值，单位kN.m。骨架钢筋面积（骨架Ag）以及主筋面积（主Ag）的单位为cm2，钢筋总面积（合计Ag）位为cm2，截面有效高度ho单位mm。应力的单位均为MPa，裂缝宽度mm。最大剪力组合设计值（新Vd）为承载能力极限状态组合最大剪力值，单位kN；箍筋面积（箍Ag）单位cm2，混凝土和箍筋的抗剪承载能力（Vcs）单位kN；弯起钢筋面积（弯Ag）单位cm2，弯起钢筋抗剪承载能力（Vsb）单位kN；合计斜截面抗剪能力单位kN；剪压破坏极限设计值（Vdu）单位kN。（2）验算指标按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行裂缝宽度验算：最大裂缝宽度≤0.2mm。老应力值≤175MPa。（3）配筋计算及验算结果如表4.1.1所示表4.1.1纵向配筋计算及应力验算裂缝验算表WN1～4抗弯设计抗剪设计墩号跨中墩顶点号支点渐变老荷载1255514219新Vd46243370短期荷载984312393箍Ag16.088.04长期荷载898811794Vcs49084051骨架Ag257.36257.36弯Ag64.34464.344主Ag244.29563.48Vsb955.0799955.0799合计Ag501.65820.84合计斜截面抗剪剪能力58635006.8ho13901390老应力171.26172.67Vdu8360.65573.7新应力163.59160.65裂缝0.1440.155WN4～7抗弯设计抗剪设计墩号跨中墩顶点号支点渐变老荷载1663423445新Vd54093978短期荷载1351621140箍Ag16.088.04长期荷载1252620403Vcs49624051骨架Ag361.91361.91弯Ag64.34464.344主Ag340.8703.76Vsb955.0799955.0799合计Ag702.711065.688合计斜截面抗剪剪能力59175006.8ho13901390老应力164.08170.34Vdu8360.65573.7新应力159.28161.20裂缝0.1410.144WN7～10抗弯设计抗剪设计墩号跨中墩顶点号支点渐变老荷载2065230773新Vd65564755短期荷载1720628278箍Ag16.088.04长期荷载1623427533Vcs57294677骨架Ag321.7514.72弯Ag64.34464.344主Ag533.82851.37Vsb955.0799955.0799合计Ag855.521366.099合计斜截面抗剪剪能力66845632ho13901390老应力168.52174.74Vdu11147.447431.6新应力165.22166.62裂缝0.1470.150（4）老应力的值全部小于175MPa，裂缝宽度值全部小于0.2mm，合计斜截面抗剪承载能力均大于最大剪力组合设计值（新Vd）；剪压破坏极限设计值（Vdu）最大剪力组合设计值（新Vd），验算通过，配筋设计符合要求。2．配筋计算结果统计表4.2.1配筋统计表墩顶M(kNm)h0(mm)1号筋2号筋2'号筋钢筋面积骨架面积钢筋应力裂缝补强钢筋长WN1～414219144032φ2532φ2834φ28563.48257.36172.670.15514WN4～723445144038φ2542φ2842φ28703.76361.91170.340.14416WN7～1030773144048φ2550φ2850φ28851.37514.72174.740.15013跨中M(kNm)h0(mm)3号筋4号筋4'号筋钢筋面积骨架面积钢筋应力裂缝边跨补强钢筋中跨补强钢