（96+180+96）m连续刚构0号块细部分析计算书

特大桥第二联（96+180+96）m连续刚构0号块细部分析计算书目录一、模型概况 3二、计算工况 4三、计算结果 5（1）最大双悬臂状态计算结果： 5（2）频遇组合： 7（3）标准组合 10四、结论 13

一、模型概况根据现行规范，0号块为应力扰动区，不符合平截面假定，传统的梁单元模型无法准确反映0号块区域的受力特点，规范中对于0号块的计算尚无简化算法，为了准确得到0号块的受力，确定其配筋情况是否满足规范的要求，故选取0号块区域结构建立实体模型。根据圣维南原理，为了避免荷载直接加载造成的不准确，在建模时也建立1-3号块和全部桥墩，同时考虑0#块和1-3#块中的所有三向预应力布置。其中，桥墩、0号块和1-3号块采用实体单元建模，网格尺寸0.3m，预应力采用FEA钢筋梁单元，程序自动考虑其与实体单元的耦合，网格尺寸0.15m，局部模型共划分单元547229个，节点197675个。为了避免直接加载的不准确，在3号块两侧建立质心节点，质心和截面上的点采用刚性连接单元进行连接。图1.10-3号块网格划分图1.20-3号块中三向预应力布置图1.3连接单元图1.4桥墩二、计算工况在模型中考虑如下荷载：局部模型自重：程序自动计算。局部模型二期：在顶板施加压力荷载。荷载大小为5kPa。合计一个断面上为60kPa，与整体模型取值一致。局部模型预应力：建立0#和1#段内所有钢束，在建立的钢束上施加初拉力荷载，其余钢束产生的内力作为外荷载施加于模型中。温度梯度：自内力按照规范14-5.5模式，加载于对应高度处的节点上。考虑截面横坡，在划分网格时对顶面分层。温度梯度次内力提取整体模型1号块两侧内力，施加于局部模型两端。整体升温：提取整体模型中的1号块两侧的温度次内力，施加于质心节点上。收缩徐变：提取整体模型中的1号块两侧的单元内力，施加于质心节点上。钢束一次：提取整体模型中的1号块两侧的单元钢束一次内力，施加于质心节点上。钢束二次：提取整体模型中的1号块两侧的单元钢束二次内力，施加于质心节点上。车辆荷载：在整体模型中提取最大负弯矩状态下1号块两侧单元的内力，施加于质心节点上。恒荷载：提取整体模型中最后一个阶段的1号块两侧的单元的恒荷载内力，施加于质心节点上。施工阶段最大双悬臂状态：提取双悬臂状态1号块两侧单元的内力和，施加于质心节点上。沉降：提取整体模型中墩顶负弯矩最大情况下的1号块两侧的单元的并发内力，施加于质心节点上。提取对应内力如下：表2.1左侧质心处提取内力结果荷载工况Fx(kN)Fz(kN)My(kNm)钢束一次282137.5027312.581133352.56钢束二次-43.38571.5545454.25收缩徐变25.55-336.65-26772.56梯度降温15.98-210.57-16746.23梯度升温-31.96421.1433492.47恒荷载3119.97-40671.21-1213901.77车辆荷载113.38-1494.65-41528.11整体升温5.78-76.09-6051.45整体降温-5.7876.096051.45最大双悬臂292988.35-9920.55-29031.87表2.2右侧质心处提取内力结果荷载工况Fx(kN)Fz(kN)My(kNm)钢束一次-279668.8227267.29-1121660.40钢束二次1002.85-78.17-123388.89收缩徐变771.96-55.59-5105.37梯度降温137.40-10.439037.11梯度升温-274.8020.87-18074.22恒荷载-4904.90-41708.311286465.33车辆荷载-881.28-2445.2482062.94整体升温-366.9927.837254.69整体降温366.99-27.83-7254.69最大双悬臂-291051.76-9829.6633397.19根据规范要求，计算如下工况。表2.3局部分析考虑的工况工况考虑荷载验算项最大双悬臂状态①+③+⑪施工阶段正应力频遇组合①+②+③+0.8④+⑤+⑥+⑦+⑧+0.7⑨+⑩+⑫正应力和主拉应力标准组合①+②+③+④+⑤+⑥+⑦+⑧+⑨+⑩+⑫正应力和主压应力三、计算结果（1）最大双悬臂状态计算结果：图3.1最大双悬臂状态主梁纵向正应力（MPa）图3.2最大双悬臂状态主梁横向正应力（MPa）图3.3最大双悬臂状态主梁竖向正应力（MPa）表3.1最大双悬臂状态主梁正应力方向最大应力-拉最小应力-压拉应力容许值压应力容许值（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）纵桥向0.188（隔板处）17.2052.86120.328横桥向1.997（底板倒角）4.9912.86120.328竖向2.067（顶板倒角）5.9452.86120.328结论：按照《桥规》第7.2.8条公式EQσ\s\do4(tcc)≤0.7f\s\do4(ck)’验算：施工阶段最大双悬臂状态，EQσ\s\do4(tcc)=16.157MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=20.328MPa，满足规范要求；EQσ\s\do4(tct)=2.067MPa≤1.15ftk=2.861MPa，满足规范要求；需要注意的是在倒角区域和隔板区域出现拉应力，但均在规范限值内，此部分应力集中多由于构造突变，，需要优化此处区域的过渡或加强配筋。（2）频遇组合：图3.4频遇组合主梁纵向正应力（MPa）图3.5频遇组合主梁横向正应力（MPa）图3.6频遇组合主梁竖向正应力（MPa）图3.7频遇组合主梁主拉应力（MPa）图3.8频遇组合主梁主拉应力超限区域（MPa）表3.2频遇组合应力结果方向最大应力-拉拉应力容许值主拉应力主拉应力容许值（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）纵桥向0.024（隔板位置）0-横桥向1.758（倒角位置）0-竖向0.976（人孔位置）0-主拉应力--0.911（顶板）1.096结论：频遇组合下，按照全预应力：σst-0.80σpc≤0，σtp≤0.4ftk根据计算结果表明，0号块在纵桥向顶底板正应力未出现拉应力，满足规范要求。在横桥向和竖向顶底板出现较小的拉应力，根据位置可知是倒角位置，由于未模拟钢筋，此处可以忽略，除去此区域均满足规范要求。而在腹板位置主拉应力均较小，主拉应力满足规范要求。出现主拉应力超限的区域为桥墩和箱梁的外侧交界面，此区域由于是过渡面，没有预应力作用，故出现主拉超限，可以忽略。（3）标准组合图3.9标准组合下顺桥向正应力图3.10标准组合下横桥向正应力图3.11标准组合下竖向正应力图3.12标准组合下主压应力表3.3标准组合下结构应力汇总方向最大应力-压压应力容许值主压应力主压应力容许值（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）纵桥向16.55817.750-横桥向5.24317.750-竖向5.96817.750-主拉应力--17.77221.3结论：在标准组合下，按照《桥规》第7.1.5-1条公式EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)≤0.5f\s\do4(ck)验算，标准组合下最大压应力满足规范要求！按《桥规》第7.1.6条公式，混凝土的主压应力应符合下式规定：σcp≤0.6fck，标准组合下最大主压应力满足规范要求！四、结论根据实体有限元的计算结果