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文档简介
代家院子立交二期工程工程编号:代家院子立交二期工程结构计算书第二册纵三路上跨桥
目录第一章概述 第一章概述1.1工程概况本次设计的代家院子立交二期工程位于重庆市主城区两江新区蔡家组团。本次设计的二期工程在现状已建成的一期工程基础上,增设纵三路主线上跨桥。本次设计道路全长464.25m,主线上跨桥全长226m(含挡墙),路幅宽度23.85m,设计车速50km/h,为双向六车道布置。1.2技术标准道路等级:城市主干路;设计时速:50km/h;桥梁设计荷载:汽车荷载:城-A级;环境类别:一类;设计安全等级:一级。设计基准期:100年。设计使用年限:100年抗震设防标准:根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),场区地震动峰值加速度0.05g。对拟建道路根据《公路工程抗震规范》JTGB02-2013,勘察区抗震设防烈度为6度,地震动力加速度为0.05g,设计地震分组第一组,地震动反应谱特征周期值为0.35s,抗震构造措施按Ⅶ度设防;桥下道路净空:≥4.5m;桥面布置:0.5m(防撞护栏)+0.25(安全带)+10.75m(车行道)+0.25m(安全带)+0.35m(中央隔离带)+0.25(安全带)+10.75m(车行道)+0.25m(安全带)+0.5m(防撞护栏)=23.85m。双向六车道;桥面横坡:双向1.5%
第二章结构计算依据及参数2.1计算主要设计规范《城市桥梁设计规范(2019年版)》(CJJ11—2011)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2015)《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61—2005)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362—2018)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363-2019)《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T2231-01-2020)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650-2020)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2—2008)2.2主要材料力学指标及计算参数2.2.1混凝土(1)C50混凝土(用于箱梁及铺装)弹性模量E=3.45×104MPa泊松比:0.2容重γ=26kN/m3轴心抗压强度设计值fcd=22.4MPa线膨胀系数k=0.00001 轴心抗拉强度设计值ftd=1.83MPa(2)桥面铺装采用沥青混凝土,容重γ=24kN/m3;2.2.2普通钢筋HPB300:弹性模量E=2.1×105MPa抗拉强度标准值fSk=300Mpa抗拉强度设计值fSd=250MpaHRB400:弹性模量E=2.0×105MPa抗拉强度标准值fSk=400Mpa抗拉强度设计值fSd=330Mpa2.2.3预应力钢材(1)预应力钢绞线、波纹管采用符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2014)中规定的预应力钢绞线。抗拉强度标准值:fpk=1860MPa;弹性模量:Ep=1.95×105MPa;钢绞线的公称直径:φs15.2mm;单根钢绞线公称面积:139mm2;预应力波纹管摩阻系数:μ=0.17;预应力波纹管管道局部偏差系数:k=0.0015;预应力钢筋松弛系数0.3。(2)预应力钢绞线锚具锚具回缩量:6mm。2.3设计荷载取值2.3.1恒载预应力混凝土、钢筋混凝土容重按26KN/m3计;沥青混凝土容重按24KN/m3计;素混凝土容重按25KN/m3计;钢材78.5kN/m3,填土18kN/m3;收缩徐变按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》取用,收缩徐变时间取10年。二期荷载包含护栏、铺装,合计36KN/m。2.3.2活载汽车荷载:城A级;单幅车道按3车道考虑,。体系温度:按结构体系升温:20℃和体系降温:-20℃计算;梯度温度:按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)计算,计算结果见下表。梯度温度表项目T1(℃)T2(℃)A(mm)升温145.5300降温-7-2.753002.3.3计算说明本项目中,桥梁分两幅,关于道路设计中心线对称,因此仅需要计算单幅即可。
第三章上部结构计算3.1纵向计算软件上部结构主梁计算采用MidasCivil2020进行计算和自编程序进行验算,荷载根据本桥实际荷载加载,验算亦考虑了收缩徐变、整体升降温、温度梯度等荷载工况。内力方向:支承弹簧单元以受拉为正;梁单元的竖向弯矩以使单元下缘受拉为正,轴力以拉力为正;应力符号:正应力以受拉为正;位移符号:程序采用右手定则决定的坐标系,位移以与坐标轴方向一致为正。3.2纵向计算模型计算模型3.3纵向主要计算成果3.3.1成桥阶段恒载主梁内力图成桥阶段主梁恒载弯矩图(单位:kN.m)成桥阶段主梁恒载剪力图(单位:kN)3.3.2活载作用下主梁内力图车辆荷载作用主梁弯矩包络图(单位:kN.m)车辆荷载作用主梁剪力包络图(单位:kN)3.3.3主梁施工阶段验算本桥主梁施工分两个阶段,第一阶段为中跨施工,第二阶段为边跨施工,最后一次落架,施工桥面结构层。中跨施工时截面应力验算结果如下:施工阶段箱梁上缘法向应力包络图(单位:MPa)施工阶段箱梁下缘法向应力包络图(单位:MPa)由以上结果可知,中跨箱梁钢束张拉完毕后,截面最大压应力为10.6MPa,满足规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018中7.2.8中压应力≤0.7f’ck=0.7*0.9*32.4=20.4MPa的要求;截面最大拉应力为2.1MPa,满足规范7.2.8中拉应力≤1.15f’tk=1.15*0.9*2.65=2.7MPa的要求。边跨施工时截面应力验算结果如下:施工阶段箱梁上缘法向应力包络图(单位:MPa)施工阶段箱梁下缘法向应力包络图(单位:MPa)由以上结果可知,边跨箱梁钢束张拉完毕后,截面最大压应力为10.3MPa,满足规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018中7.2.8中压应力≤0.7f’ck=0.7*0.9*32.4=20.4MPa的要求;截面最大拉应力为1.1MPa,满足规范7.2.8中拉应力≤1.15f’tk=1.15*0.9*2.65=2.7MPa的要求。支架拆除后箱梁截面应力验算如下:施工阶段箱梁上缘法向应力包络图(单位:MPa)施工阶段箱梁下缘法向应力包络图(单位:MPa)由以上结果可知,支架全部拆除后,箱梁截面最大压应力为12.7Mpa,满足规范的要求;同时截面未出现拉应力,因此满足规范要求。3.3.4持久状况承载能力极限状态验算以下给出各单元截面正截面抗弯验算结果。箱梁使用阶段正截面抗弯验算包络图(单位:kN.m)以下给出各单元截面斜截面抗剪验算结果。箱梁使用阶段斜截面抗剪验算包络图(单位:kN)由以上结果可知,箱梁持久状况承载能力极限状态满足规范要求。3.3.5持久状况正常使用极限状态验算使用阶段正截面抗裂验算(1)频遇组合下,截面上下缘的包络应力图如下:频遇组合上缘法向应力包络图(单位:MPa)频遇组合下下缘法向应力包络图(单位:MPa)使用阶段梁段抗裂验算结果:上下缘未出现些拉应力,满足规范的要求。(2)准永久组合下,截面上下缘的包络应力图如下:准永久组合下上缘法向应力包络图(单位:MPa)准永久组合下下缘法向应力包络图(单位:MPa)使用阶段准永久组合抗裂验算结果:主梁截面上下缘均未出现拉应力,满足规范的要求。(3)频遇组合下,截面主拉应力的应力包络图如下:斜截面主拉应力图(单位:MPa)使用阶段频遇组合斜截面抗裂验算结果:主梁最大主拉应力为0.42MPa,最大拉应力出现在近支点处,满足规范≤0.5ftk=1.325MPa的要求,因此全桥主拉应力满足要求。(4)挠度验算恒载挠度(mm)预应力挠度(mm)汽车荷载挠度(mm)计算结果表明:主梁按荷载频遇组合考虑荷载准永久影响计算的挠度值,在消除结构自重产生的长期挠度后主梁最大挠度值为15.7×0.7×1.425=15.66<L/600=48000/600=80mm,满足刚度要求。主梁在预应力作用下产生的长期反拱值为22×2=44mm,大于按荷载频遇组合计算的向下长期挠度值(15.7+13.1×0.7)×1.425=35.4mm,不需设预拱度。结构按持久状况正常使用极限状态,在荷载频遇组合并考虑准永久组合的影响下,挠度验算满足设计规范要求。3.3.6持久状况应力验算1、使用阶段正截面压应力验算以下给出标准组合工况下,截面上下缘的应力包络图。正截面上缘法向应力包络图(单位:MPa)正截面下缘法向应力包络图(单位:MPa)使用阶段应力荷载组合压应力验算结果:最大压应力为9.0MPa满足规范。2、以下给出荷载标准组合工况下,截面主压应力的包络应力图。主压应力图(单位:MPa)使用阶段应力荷载组合主压应力验算结果:主梁最大主压应力为9.4MPa,满足规范。3、使用阶段受拉区预应力钢筋拉应力验算对钢绞线、钢丝,A类构件使用阶段预应力钢筋拉应力符合下列要求:使用阶段预应力钢束最大拉应力受拉区钢筋拉应力验算表格钢束验算Sig_DL(N/mm^2)Sig_LL(N/mm^2)Sig_ADL(N/mm^2)Sig_ALL(N/mm^2)F1-1OK1239.71166.113951209F1-2OK1255.51193.313951209F1-3OK1239.71166.013951209F2-1OK1248.11168.613951209F2-2OK1249.11199.513951209F2-3OK1248.21168.113951209F3-1OK1257.11172.613951209F3-2OK1252.41193.113951209F3-3OK1257.21172.213951209由上表可知,使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力满足规范要求。3.3.7上部结构支反力标准组合下各支座支反力如下图:根据标准组合支反力选取支座类型如下:3.4横梁计算3.4.1中横梁计算(1)计算模型:中横梁按A类预应力混凝土构件设计,预应力钢束及钢筋布置见相关图纸。选取受力最不利横梁P2为例进行计算,计算模型如下图所示,共49个单元,计算采用kN、m制,应力单位为MPa。计算模型图(2)支点反力:恒载及活载竖向支反力表(单位:kN)支点恒载城—A级标准组合MaxMinMaxMin890604080-31615000835027143006280-71423000121004390604130-316150008350(3)持久状况承载能力极限状态验算:A、抗弯验算《公混桥规》(JTG3362-2018)第5.1.5条规范:构件承载能力极限阶段强度,应符合下式要求:本桥结构重要性系数取1.1。承载能力极限状态基本组合作用下主梁的内力及对应的抗力如下图所示,图中弯矩单位为KN·m。基本组合内力包络及抗力图(最大)(单位:kN.m)基本组合内力包络及抗力图(最小)(单位:kN.m)根据以上图形可以看出,主梁的正截面抗弯承载力验算均满足要求。B、抗剪验算按照规范JTG3362-2018的第5.2.8-5.2.14条规定进行斜截面抗剪承载力验算,箍筋设置详见图纸。最大剪力抗力图(单位:kN)最小剪力抗力图(单位:kN)斜截面抗剪计算结果汇总(单位:kN)XV箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸2.0最大剪力-23028.80.00.0-23028.8-602.838.203是是2.0最小剪力-23028.80.00.0-23028.8-2556.19.009是是2.5最大剪力-11943.20.00.0-11943.2-5503.42.170是是2.5最小剪力-11943.20.00.0-11943.2-8436.91.416是是3.0最大剪力-11946.20.0-13.2-11959.4-5656.22.114是是3.0最小剪力-11946.20.0-13.2-11959.4-10249.31.167是是3.5最大剪力11949.10.00.011949.110906.61.096是是3.5最小剪力11949.10.00.011949.13685.13.243是是4.0最大剪力14975.40.02194.317169.78618.41.992是是4.0最小剪力11841.10.02194.314035.43470.34.044是是4.5最大剪力15811.70.02194.318006.02530.17.117是是4.5最小剪力-15811.70.0-2194.3-18006.0-3053.05.898是是5.0最大剪力16362.20.02194.318556.51872.69.909是是5.0最小剪力-16362.20.0-2194.3-18556.5-3530.75.256是是5.5最大剪力16671.70.02194.318865.91455.812.959是是5.5最小剪力-16671.70.0-2194.3-18865.9-4045.64.663是是6.0最大剪力16532.90.02106.418639.41044.217.850是是6.0最小剪力15276.40.00.015276.43312.34.612是是6.5最大剪力15931.30.0623.316554.6622.726.586是是6.5最小剪力14367.00.00.014367.02999.24.790是是7.0最大剪力14816.90.00.014816.9287.251.583是是7.0最小剪力14826.70.00.014826.72610.95.679是是7.5最大剪力-14867.30.00.0-14867.3-361.141.176是是7.5最小剪力15349.70.00.015349.72171.47.069是是8.0最大剪力-13669.60.00.0-13669.6-5299.52.579是是8.0最小剪力-15938.30.00.0-15938.3-3168.05.031是是8.5最大剪力-12604.60.00.0-12604.6-5425.72.323是是8.5最小剪力-16508.40.00.0-16508.4-3682.54.483是是9.0最大剪力-23028.80.00.0-23028.8-5538.24.158是是9.0最小剪力-16662.70.0-3677.0-20339.7-4381.04.643是是9.5最大剪力15990.50.05021.621012.2937.422.415是是9.5最小剪力-15990.50.0-5021.6-21012.2-4922.34.269是是10.0最大剪力15151.30.05557.420708.7461.944.838是是10.0最小剪力-13812.40.0-5557.4-19369.8-13359.61.450是是10.5最大剪力15484.70.05557.421042.0989.721.260是是10.5最小剪力-13256.70.0-5557.4-18814.0-14160.11.329是否11.0最大剪力14935.10.05557.420492.5614.533.347是是11.0最小剪力-14619.90.0-5395.6-20015.5-15074.31.328是否11.5最大剪力-14998.00.0-4137.4-19135.4-5854.13.269是是11.5最小剪力-14998.00.0-4137.4-19135.4-15495.11.235是否12.0最大剪力15036.30.03876.218912.515222.41.242是是12.0最小剪力15036.30.03876.218912.55872.43.221是是12.5最大剪力14772.90.04989.119762.014959.51.321是是XV箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸12.5最小剪力14772.90.04989.119762.05713.33.459是是13.0最大剪力13530.90.05557.419088.314384.71.327是否13.0最小剪力-15355.00.0-5557.4-20912.4-925.922.586是是13.5最大剪力14190.10.05557.419747.513586.91.453是是13.5最小剪力-14774.60.0-5557.4-20332.0-379.453.583是是14.0最大剪力12902.00.05454.418356.412925.71.420是是14.0最小剪力-15804.90.0-5265.9-21070.8-831.725.334是是14.5最大剪力16199.00.03823.020022.04311.04.644是是14.5最小剪力-16199.00.0-3823.0-20022.0-1325.015.111是是15.0最大剪力16614.90.02616.619231.53868.64.971是是15.0最小剪力12337.70.00.012337.75417.72.277是是15.5最大剪力16128.30.01087.817216.13330.05.170是是15.5最小剪力13331.40.00.013331.45295.22.518是是16.0最大剪力-15518.40.00.0-15518.4-2086.27.438是是16.0最小剪力14495.20.00.014495.25160.52.809是是16.5最大剪力-14977.00.00.0-14977.0-2464.36.078是是16.5最小剪力-14418.00.00.0-14418.0-150.096.126是是17.0最大剪力-14499.40.00.0-14499.4-2864.55.062是是17.0最小剪力-15633.30.00.0-15633.3-555.728.133是是17.5最大剪力-15390.90.00.0-15390.9-3241.54.748是是17.5最小剪力-16402.80.00.0-16402.8-969.716.916是是18.0最大剪力16673.30.00.016673.34236.53.936是是18.0最小剪力-16673.30.00.0-16673.3-1366.312.203是是18.5最大剪力16503.60.02194.318697.83697.65.057是是18.5最小剪力-16503.60.0-2194.3-18697.8-1754.710.656是是19.0最大剪力15977.60.02194.318171.93188.35.700是是19.0最小剪力-15977.60.0-2194.3-18171.9-2283.57.958是是19.5最大剪力-11751.50.0-2194.3-13945.8-3455.44.036是是19.5最小剪力-15136.60.0-2194.3-17330.9-2948.15.879是是20.0最大剪力-11940.80.0-1627.6-13568.4-3639.13.729是是20.0最小剪力-11940.80.0-1627.6-13568.4-11350.51.195是是20.5最大剪力-11947.00.0-405.0-12352.0-3790.73.259是是20.5最小剪力-11947.00.0-405.0-12352.0-11577.91.067是是21.0最大剪力11944.10.06.611950.78496.01.407是是21.0最小剪力11944.10.06.611950.75552.82.152是是21.5最大剪力11941.10.00.011941.12612.44.571是是21.5最小剪力11941.10.00.011941.1649.718.379是是从图表中可以看出,抗剪承载能力满足设计规范要求。(4)持久状况正常使用极限状态计算A、抗裂验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)第6.3.1条规定验算抗裂:(一)正截面抗裂A类预应力混凝土构件,在作用频遇组合下,在作用准永久组合下频遇组合下混凝土上缘正截面抗裂验算图(单位:MPa)频遇组合下混凝土下缘正截面抗裂验算图(单位:MPa)从图中可见,频遇组合下,下缘均未产生拉应力,上缘拉应力小于0.7ftk=1.85,满足抗裂性要求。准永久组合下混凝土上缘正截面抗裂验算图(单位:MPa)准永久组合下混凝土下缘正截面抗裂验算图(单位:MPa)从图中可见,准永久组合下上下缘均未产生拉应力,满足抗裂性要求。(二)斜截面抗裂规范规定:A类预应力混凝土构件,在作用频遇组合下,现场浇注构件:σtp≤0.5ftk=1.3MPa从图中可见,除局部主拉应力过大外,其余各部分主拉应力均小于1.30MPa,满足要求。频遇组合混凝土主拉应力图(单位:MPa)根据计算所得的混凝土主拉应力,按下列规定设置箍筋:在σtp≤0.5ftk的区段,箍筋可仅按构造要求设置;(5)持久状况构件的应力计算(一)混凝土应力验算在使用荷载作用下,持久状态下预应力混凝土构件的法向压应力容许值为(扣除全部预应力损失)应符合下列规定:σpc≤0.5fck=16.2MPa在使用荷载作用下,持久状态下预应力混凝土构件的主压应力容许值为:σpc≤0.6fck=19.4MPa标准组合主梁上下缘法向正应力图(单位:MPa)标准组合主梁主压应力图(单位:MPa)从图中可见:主梁各截面法向正应力与主压应力均小于规范容许值,满足要求。3.4.2端横梁计算(1)计算模型:端横梁钢筋混凝土构件设计,钢筋布置见相关图纸。选取A0端横梁为例进行计算,计算模型如下图所示,共50个单元,计算采用kN、m制,应力单位为MPa。计算模型图(2)支点反力:恒载及活载竖向支反力表(单位:kN)支点恒载城—A级标准组合MaxMinMaxMin825402260-170578021701922302580-585573011603324702670-4526080159045236021103)持久状况承载能力极限状态强度验算(1)正截面抗弯承载力验算:按照规范JTG3362-2018的第5.1.1-5.2.7条规定进行正截面抗弯承载力验算。承载能力极限状态基本组合下结构最大抗力和对应内力(kN·m)承载能力极限状态基本组合下结构最小抗力和对应内力(kN·m)结果表明,验算截面的设计弯矩最大抗力小于截面极限承载弯矩,所以正截面强度满足设计规范要求。(2)斜截面抗剪强度验算:按照规范JTG3362-2018的第5.2.8-5.2.14条规定进行斜截面抗剪承载力验算,箍筋布置见相关图纸,结果如下图所示:最大剪力抗力图(单位:kN)最小剪力抗力图(单位:kN)斜截面抗剪计算结果汇总(单位:kN)XV箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸0.1最大剪力-20843.30.00.0-20843.3-169.7122.818是是0.1最小剪力-20843.30.00.0-20843.3-1330.515.666是是0.7最大剪力-20843.30.00.0-20843.3-169.7122.818是是0.7最小剪力-20843.30.00.0-20843.3-1330.515.666是是1.1最大剪力-20843.30.00.0-20843.3-169.7122.818是是1.1最小剪力-20843.30.00.0-20843.3-1330.515.666是是1.6最大剪力-20843.30.00.0-20843.3-169.7122.818是是1.6最小剪力-20843.30.00.0-20843.3-1330.515.666是是2.1最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-192.055.045是是2.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-1357.37.788是是2.6最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-1644.26.429是是2.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3653.02.894是是3.1最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-1689.46.257是是3.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-4280.92.469是是3.6最大剪力10570.70.00.010570.73926.32.692是是3.6最小剪力10570.70.00.010570.7602.917.534是是4.2最大剪力10570.70.00.010570.73729.52.834是是4.2最小剪力10570.70.00.010570.7535.419.744是是4.7最大剪力10570.70.00.010570.7876.912.054是是4.7最小剪力10570.70.00.010570.7188.356.150是是5.2最大剪力10570.70.00.010570.7688.615.351是是5.2最小剪力10570.70.00.010570.7630.216.773是是5.7最大剪力10570.70.00.010570.7509.720.739是是5.7最小剪力10570.70.00.010570.7577.318.309是是6.2最大剪力10570.70.00.010570.7397.926.567是是6.2最小剪力10570.70.00.010570.7415.025.470是是6.7最大剪力10570.70.00.010570.7346.630.499是是6.7最小剪力10570.70.00.010570.772.1146.682是是7.2最大剪力10570.70.00.010570.74617.72.289是是7.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3053.03.462是是7.7最大剪力10570.70.00.010570.72435.84.340是是7.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3481.23.036是是8.2最大剪力10570.70.00.010570.71812.95.831是是8.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3715.02.845是是8.7最大剪力10570.70.00.010570.74741.22.230是是8.7最小剪力10570.70.00.010570.71242.48.508是是9.2最大剪力10570.70.00.010570.71451.47.283是是9.2最小剪力10570.70.00.010570.71197.58.827是是9.7最大剪力10570.70.00.010570.7842.312.549是是9.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3587.42.947是是10.2最大剪力10570.70.00.010570.7796.713.269是是10.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3838.22.754是是10.7最大剪力10570.70.00.010570.7725.214.576是是10.7最小剪力10570.70.00.010570.71224.38.634是是XV箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸11.2最大剪力10570.70.00.010570.7567.418.629是是11.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-257.241.099是是11.7最大剪力10570.70.00.010570.7389.627.129是是11.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-407.825.923是是12.2最大剪力10570.70.00.010570.7220.048.048是是12.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-987.310.707是是12.7最大剪力10570.70.00.010570.771.8147.177是是12.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-758.213.941是是13.2最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-1380.87.655是是13.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-1880.25.622是是13.7最大剪力10570.70.00.010570.74010.02.636是是13.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-1956.65.402是是14.2最大剪力10570.70.00.010570.73667.62.882是是14.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-2495.74.236是是14.7最大剪力10570.70.00.010570.7603.017.529是是14.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-4745.32.228是是15.2最大剪力10570.70.00.010570.74357.42.426是是15.2最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-333.231.724是是15.7最大剪力10570.70.00.010570.73878.92.725是是15.7最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-542.519.484是是16.1最大剪力10570.70.00.010570.73462.93.053是是16.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-2815.03.755是是16.6最大剪力10570.70.00.010570.72999.93.524是是16.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-4830.62.188是是17.1最大剪力10570.70.00.010570.7141.374.790是是17.1最小剪力10570.70.00.010570.759.4178.028是是17.6最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-217.548.596是是17.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3.23308.611是是18.1最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-431.224.515是是18.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-126.183.823是是18.6最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-475.922.214是是18.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-297.235.574是是19.1最大剪力10570.70.00.010570.72577.44.101是是19.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-500.721.112是是19.6最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-303.134.872是是19.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-694.315.226是是20.1最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-449.123.540是是20.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3659.82.888是是20.6最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-495.521.332是是20.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-4283.72.468是是21.1最大剪力10570.70.00.010570.73314.63.189是是21.1最小剪力10570.70.00.010570.71631.56.479是是21.6最大剪力10570.70.00.010570.71341.47.880是是21.6最小剪力10570.70.00.010570.7178.859.113是是XV箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸20.1最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-449.123.540是是20.1最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-3659.82.888是是20.6最大剪力-10570.70.00.0-10570.7-495.521.332是是20.6最小剪力-10570.70.00.0-10570.7-4283.72.468是是从图表中可以看出,抗剪承载能力满足设计规范要求。(3)抗裂验算:裂缝依据《公预规》(JTG3362-2018)6.4.3条公式(6.4.3)计算,裂缝控制宽度根据上述规范第6.4.2条按Ⅰ类和Ⅱ类环境裂缝限值0.2mm控制。正常使用阶段频遇组合桥面板裂缝图(单位:mm)从图中可看出各控制断面裂缝宽度均小于0.2mm,满足规范要求。3.5桥面板局部计算3.5.1计算理论及思路说明桥面板框架横向计算取用单位宽度的跨中断面进行计算,框架支承加在腹板中心线下;区间板计算简图为单向板,边缘板计算简图为悬臂板,计算工具采用《桥梁博士V3.6》程序。3.5.2荷载取值恒载:结构自重按26KN/m3;桥面铺装9cm沥青砼0.09×1×25=2.25KN/m,按均布荷载施加;防撞护栏每米10KN,中分带栏杆每米5KN,按实际位置以集中力施加。活载:按城-A等级计算,即:单轮轴重100KN,或70KN,分别计算有效分布宽度,取不利者进行组合加载,总重700KN,车轮着地尺寸纵×横=a1×b1=0.25×0.6m。3.5.3模型3.5.4配筋桥面板(编号1、2、4、5)顶板上、下缘钢筋直径均为16mm,间距10cm;中部区间板(编号3)上缘钢筋后浇段处直径20mm,其他位置为16mm,下缘钢筋直径均为20mm,间距10cm;左右两端悬臂板上缘钢筋直径16mm,下缘钢筋为12mm,间距10cm,具体配筋详见图纸。3.5.5承载能力极限状态正截面强度验算承载能力极限状态最大抗力及对应内力包图(单位KN·m)(红线为最大抗力,黑线为组合内力)承载能力极限状态最大抗力及对应内力包图(单位KN·m)(红线为最小抗力,黑线为组合内力)从上图中,可以看出各控制断面的抗力均大于相应内力,满足规范要求。3.5.5正常使用阶段抗裂验算裂缝依据《公预规》(JTG3362-2018)6.4.3条公式(6.4.3)计算,裂缝控制宽度根据上述规范第6.4.2条按Ⅰ类和Ⅱ类环境裂缝限值0.2mm控制。正常使用阶段频遇组合桥面板裂缝图(单位:mm)(红线为上缘,黑线为下缘)从图中可看出各控制断面裂缝宽度均小于0.2mm,满足规范要求。第四章桥墩使用阶段验算4.1竖向荷载竖向荷载通过上部结构计算读取。4.2纵向水平荷载墩柱刚度集成如下:墩号P12*2m墩柱数n(个)3混凝土弹性模量Ec(kPa)32500000墩柱毛截面惯性矩I(m4)1.3333333330.8EcI(kN·m2)34666666.67墩高h(m)3.4墩顶抗推刚度Ki(kN/m)5292082墩号P22*2m墩柱数n(个)3混凝土弹性模量Ec(kPa)32500000墩柱毛截面惯性矩I(m4)1.3333333330.8EcI(kN·m2)34666666.67墩高h(m)4.9墩顶抗推刚度Ki(kN/m)1767971墩号P32*2m墩柱数n(个)3混凝土弹性模量Ec(kPa)32500000墩柱毛截面惯性矩I(m4)1.3333333330.8EcI(kN·m2)34666666.67墩高h(m)4.9墩顶抗推刚度Ki(kN/m)1767971墩号P42*2m墩柱数n(个)3混凝土弹性模量Ec(kPa)32500000墩柱毛截面惯性矩I(m4)1.3333333330.8EcI(kN·m2)34666666.67墩高h(m)3.4墩顶抗推刚度Ki(kN/m)5292082由于盆式支座的刚度可看做无穷大,墩柱和墩顶支座串联,集成刚度如下:墩号P1P2P3P4支座抗推刚度Knm(kN/m)无穷大无穷大无穷大无穷大桥墩抗推刚度Ki(kN/m)5292082176797117679715292082集成抗推刚度Kn(kN/m)52920821767971176797152920821.混凝土收缩、徐变及温度影响力在各墩上的分配按规范JTGD60-2015第4.3.12条,高温取34℃,低温取-3℃;设计基准温度取合龙温度15℃~5℃,所以桥梁结构体系升温:29℃,体系降温:-18℃。收缩影响力,按相当于降温10℃的影响力计入。混凝土的徐变效应现假定按相当于降温20℃的影响力计入。混凝土收缩、徐变及温度下降,均属于同一性质,三者加起来,相当于降温10℃+20℃+18℃=48℃。(1)不动点S.P.位置计算P2墩处为固定盆式支座,所以不动点位置在P2墩处。(2)降温影响力分配(负值代表力方向向左,正值代表力方向向右)墩号P1P2P3P4合计降温48484848收缩系数C0.000480.000480.000480.00048距离不动点距离li(m)480-48-96集成抗推刚度Ki(kN/m)5292082176797117679715292082水平力(kN)1219300-40734-2438592.汽车制动力在各墩上的分配按《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015》4.3.5进行计算。计算跨径l0(m)3648484836同向车道数33333横向折减系数0.780.780.780.780.78车道均布荷载qk(kN/m)10.510.510.510.510.5车道集中荷载Pk(kN)356356356356356一联同向总制动力(kN)614.0墩号P1P2P3P4制动力分配230.176.976.9230.1纵向水平力汇总水平力项目墩号P1P2P3P4制动力墩顶竖向力(恒载)/kN15250.815446.415446.415250.8摩阻力/kN457.5/463.4457.5墩高h(m)3.44.94.93.4组合抗推刚度Ki/(kN/m)5292082.21767970.81767970.85292082.2制动力/kN614.0分配到每墩的制动力/kN230.176.976.9230.1是否滑动否否否否温度力
(降温)降温影响力/kN121929.60.040734.0243859.1是否滑动是否是是水平力制动力+温度影响力457.576.9463.4457.54.3P1桥墩验算4.3.12.0m*2.0m墩身验算墩身尺寸为2.0m*2.0m,截面配筋为68根$28,对截面强度进行验算。P1墩平面图P1墩底荷载组合如下:墩号P1(2*2*3.4m)墩高+垫石高+支座高(m)3.8水平力(kN)457.50墩底竖向力(恒载)(kN)10886.50墩底竖向力(活载)(kN)2032.20承载能力极限状态基本组合墩底轴力(kN)17499.77墩底弯矩(kN.m)2677.29正常使用准永久组合墩底轴力(kN)11699.38墩底弯矩(kN.m)1738.50正常使用频遇组合墩底轴力(kN)12309.04墩底弯矩(kN.m)1738.50标准组合墩底轴力(kN)12918.70墩底弯矩(kN.m)1738.50墩身强度验算:基本信息结构重要性系数1.1混凝土立方体抗压强度(MPa)40混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)
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