翠云C区横五路桥连续梁箱梁计算书

页/共89页工程概况工程规模、建设范围设计桥梁起终点桩号：K0+689.018~K0+784.018，桥跨布置形式为：(2x35)m预应力混凝土连续箱梁，桥梁全长80m。桥梁总体介绍图STYLEREF2\s1.2SEQ图\*ARABIC\s21桥型布置图

图STYLEREF2\s1.22桥梁标准断面布置图计算参数主要规范标准国家标准《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2015）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/TD64—01—2015）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476—2008）《砼结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2012）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2016）《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2015）《公路桥梁预应力钢绞线锚具、夹具和连接器》（JT/T329—2010）《公路桥梁盆式支座》（JT/T391-2019）主要技术标准桥梁主要技术标准1桥梁分类重要中桥2设计荷载汽车荷载：城-A级(考虑到重型车辆行驶频繁)3桥下净空≥5.0m4桥梁纵坡3.7%5标准路幅14~15.2m=3.0m人行道+8.0~9.2m车行道+3.0m人行道6温度荷载箱梁体系温度升温取30°，降温取20°，箱梁混凝土浇筑、伸缩缝安装等施工温度取20°，日照温差按JTGD60-2015规定的温度场计算7风荷载重庆地区100年一遇的基本风压为ω0=0.45kN/m28地震设防类别场地地震基本烈度为6°，设计基本地震加速度值为0.05g，按7°构造设防。9设计基准期100年10设计使用年限100年11设计安全等级一级12环境类别Ⅰ类13最大裂缝宽度Wmax=0.2mm主要材料及力学参数混凝土、钢筋、钢绞线等材料的弹性模量、设计抗压（拉）强度等基本参数均按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD3362-2018）取值。混凝土混凝土材料参数表混凝土标号弹性模量（MPa）剪切模量（MPa）泊松比设计抗压强度（MPa）设计抗拉强度（MPa）线膨胀系数容重（kN/m3）上部主梁C5034500138000.222.41.830.0000126桥墩C4032500130000.218.41.650.0000126桥面铺装———————24钢绞线钢绞线材料参数表直径（mm）弹性模量（MPa）抗拉强度（MPa）线膨胀系数管道摩阻系数μ管道偏差系数k松弛系数ζ容重（kN/m3）预应力15.219500018600.0000120.170.00150.378.5普通钢筋HPB300钢筋：抗拉设计强度fsd=195MPa；标准强度fsk=235MPa；弹性模量E=2.1×105MPa。HRB400钢筋：抗拉设计强度fsd=280MPa；标准强度fsk=335MPa；弹性模量E=2.0×105MPa。

计算荷载取值永久作用计算荷载根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）、《城市桥梁设计规范》（CJJ11—2011）取值。1）一期恒载：按照实际结构尺寸考虑：钢筋混凝土26kN/m3；沥青混凝土23kN/m3；钢材78.5kN/m3；填土20kN/m3，实际结构建立计算模型，由程序自动计算；二期恒载：两个侧人行道及人行道栏杆、防撞护栏：33kN/m；车行道铺装（8cm沥青铺装+8cm钢筋混凝土整浇层）：B×（0.08×23+0.08×26）结构的收缩徐变：按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD3362-2018）取用混凝土名义收缩系数εcs0=0.310×10-3,混凝土的名义徐变系数Φ0按照规范附表F2.2取值。预加力：根据实际设计预应力钢束，输入结构计算模型进行计算。可变作用汽车荷载整体计算中按照采用城-A级。冲击系数：按《城市桥梁设计规范》取值；制动力荷载制动力采用165kN或者10%车道荷载，并取两者中的较大值，但不包括冲击力；车道荷载按两车道。人群荷载人群荷载：3.5kN/m2温度荷载整体温度根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.10条确定桥梁结构的温度荷载，按结构整体升温30℃和降温20℃计算。温度梯度竖向温度梯度：按照桥面10cm沥青混凝土考虑，即：按照规范《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）规范中4.3.10中表4.3.10-3中数值内插取值。

桥梁结构安全性验算计算模型图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s21有限元模型离散图计算分析软件采用MidasCivilV8.3.2，结构采用平面梁单元进行模拟。主梁结构静力特征分析计算书中采用MidasCivil进行分析计算，并以《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD3362-2018）为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。主梁施工阶段法向压应力验算1.施工阶段划分表格STYLEREF2\s4.1SEQ表格\*ARABIC\s21施工顺序表施工步骤施工内容1施工主梁并张拉钢束2施工二期3收缩徐变3650天在短暂状况（施工阶段），各施工阶段主梁各单元应力极值见下图。施工中最大压应力为10.03MPa；未出现拉应力。2.第1施工阶段图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s22第1施工阶段主梁正截面正应力包络图（MPa）3.第2施工阶段图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s23第2施工阶段主梁正截面正应力包络图（MPa）4.第3施工阶段图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s24第3施工阶段主梁正截面正应力包络图（MPa）主梁使用阶段正截面抗裂验算对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：σst—σpc≤0.7ftk=0.7×2.65=1.855MPa在荷载长期效应组合下：σlt—σpc≤0各个单元上下缘在短期作用下应力包络值见下图：未出现拉应力，满足要求。图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s25短期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）各个单元的上下缘在长期作用下应力包络值见下图：没有出现拉应力图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s26长期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）主梁使用阶段斜截面抗裂验算主梁各截面在短期荷载效应组合作用下，σtp≤0.5ftk＝0.5×2.65＝1.325MPa。短期组合下主拉应力最大值为1.19Mpa。主梁各个截面的斜截面主拉应力详见下图：图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s27短期组合斜截面主拉应力包络图（MPa）主梁使用阶段正截面压应力验算预应力混凝土正截面混凝土的压应力应符合受压区混凝土的最大压应力要求，对于未开裂构件有σkc+σpt≤0.5fck＝0.5×32.4＝16.2MPa。标准组合下，主梁压应力最大值为11.8MPa。持久状况下，主梁各单元最大压应力如下图：图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s28标准组合正截面法向应力包络图（MPa）主梁使用阶段斜截面主压应力验算持久荷载作用下，对于预应力混凝土受弯构件，混凝土的主压应力应满足σcp≤0.6fck＝0.6×32.4＝19.44MPa。标准组合下，主梁主压应力最大值为11.8MPa。主梁各截面的主压应力详见下图：图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s29标准组合斜截面主压应力包络图（MPa）主梁使用阶段正截面抗弯验算图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s210正截面抗弯承载能力验算结果图形按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD3362-2018）第5.1.5条EQγos≤R验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限状态验算如下表所示（主梁截面输入了6肢钢筋直径为16mm的HRB400钢筋）。最大、最小剪力内力值与抗力包络图如下所示。图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s211斜截面抗剪承载能力验算结果图形按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD3362-2018）第5.1.5条EQγos≤R验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD3362-2018）第5.2.9条进行抗剪截面验算，满足规范要求。使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算对钢绞线未开裂构件σpe—σp≤0.65fpk=0.65×1860=1209Mpa根据施工经验永存应力只要不超过5%，即可满足要求表格STYLEREF2\s4.1SEQ表格\*ARABIC\s22受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算结果（MPa）钢束验算Sig_DL(N/mm^2)Sig_LL(N/mm^2)Sig_ADL(N/mm^2)Sig_ALL(N/mm^2)001-F1OK1196.6361186.96813951209002-F1OK1196.4011187.1713951209003-F2OK1195.0761188.59813951209004-F2OK1194.0351189.05813951209005-F3OK1203.7911195.18613951209006-F3OK1203.061197.2313951209007-F1aOK1147.2881166.42313951209008-F1aOK1142.3491164.4713951209009-F2aOK1140.1571165.71813951209010-F2aOK1136.0611165.93813951209011-F3aOK1157.1381179.00413951209012-F3aOK1157.1721178.83113951209013-F1a'OK1191.3721185.42713951209014-F1a'OK1191.0691185.70613951209015-F2a'OK1189.3681187.24113951209016-F2a'OK1188.2961187.8213951209017-F3a'OK1197.9421194.01913951209018-F3a'OK1195.681193.84113951209正常使用极限状态挠度验算按照新《公桥规》第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数ηθ＝1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。下图为活载产生的竖向位移。图STYLEREF2\s4.1SEQ图\*ARABIC\s212活载作用下主梁竖向变形图（mm）计算跨径的1/600为：33000/600=55mm，活载作用下变形5.31mm所以挠度满足要求。主梁结构静力特性分析小结从以上计算结果看出，结构在施工阶段法向应力验算，以及正截面抗裂、斜截面抗裂、正截面压应力、斜截面主压应力、斜截面抗剪、使用阶段预应力钢筋拉应力、挠度验算验算均满足规范要求。横梁结构安全性验算中横梁安全性验算计算模型图STYLEREF2\s5.1SEQ图\*ARABIC\s21有限元模型离散图计算分析软件采用MidasCivilV8.3.2，结构采用平面梁单元进行模拟。由模型读取出中横梁基本组合下最大剪力7270.2KN,短期组合下最大弯矩为5190.1KN*m，长期组合下最大弯矩为4904.0KN*m，基本组合下最大弯矩为6762.0KN*m；验算表格如下：图STYLEREF2\s5.12基本组合作用剪力图图STYLEREF2\s5.12短期组合