1号桥大桥计算书

计算书第页纵三线1号桥计算书

目录TOC\o"1-3"\u一、 基本信息 41.1 工程概况 41.2 技术标准 41.3 主要规范 41.4 主要材料及材料性能 41.4.1混凝土 41.4.2预应力钢筋 51.4.3普通钢筋 51.5 计算原则、内容及控制标准 5二、 模型建立及分析 62.1 计算模型 62.2 荷载工况及荷载组合 6三、 持久状况承载能力极限状态 93.1 正截面抗弯验算 93.2 斜截面抗剪验算 103.3 抗扭验算 10四、 持久状况正常使用极限状态 114.1 正截面抗裂验算 114.2 顶底板斜截面抗裂验算 134.3 腹板斜截面抗裂验算 14五、 持久状况应力验算 155.1 正截面压应力验算 155.2 斜截面主压应力验算 165.3 预应力钢筋拉应力验算 16六、 短暂状况应力验算 176.1 法向应力验算 17七、 其他验算 187.1 挠度验算 187.2 抗倾覆验算 18八、 下部墩柱验算 218.1计算模型 218.2正截面抗压验算 228.3正截面抗拉验算 228.4裂缝宽度验算 23

基本信息工程概况本次设计纵三线位于，纵三线设计起点位于与横五线交叉口，终点平交横二线，整体呈东西走向，沿线分别与横四线、一支路平交，平面线位与方案阶段保持一致，道路全长约1.536km；道路等级为城市支路，标准路幅宽度14m，双向两车道，设计速度30km/h。本次共设计桥梁1座，为纵三线1号桥，桥梁位于曲线上，曲线半径800m,桥梁起点桩号K1+214,桥梁终点桩号K1+373。桥梁全长159m，标准路幅宽度14m。技术标准设计程序：CivilDesigner设计安全等级：一级桥梁重要性系数：1.1主要规范《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)，以下简称《通规》；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)，以下简称《桥规》；《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01-2020）《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）《城市桥梁设计规范（2019年版）》（CJJ11-2011）主要材料及材料性能1.4.1混凝土表SEQ表\*ARABIC1混凝土材料及材料性能表强度等级弹性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比容重(kN/m3)线膨胀系数fck(MPa)ftk(MPa)fcd(MPa)ftd(MPa)C5034500.00013800.0000.20025.0001e-00532.4002.65022.4001.8301.4.2预应力钢筋表SEQ表\*ARABIC2预应力钢筋材料及材料性能表预应力钢筋材料名称弹性模量(MPa)容重(kN/m3)线膨胀系数fpk(MPa)fpd(MPa)f'pd(MPa)13195000.00078.5001.2e-0051860.0001260.000390.00014195000.00078.5001.2e-0051860.0001260.000390.000表SEQ表\*ARABIC3预应力钢筋特性值表预应力钢筋名称钢束总面积(mm2)张拉控制应力(MPa)张拉控制力(kN)管道直径(mm)μk锚具变形(mm)松弛系数超张拉131807.0001339.2002419934.40090.0000.1701.5e-0066.0000.3否141960.0000.0000.00090.0000.1701.5e-0066.0000.3否1.4.3普通钢筋表SEQ表\*ARABIC4普通钢筋材料及材料性能表普通钢筋弹性模量(MPa)容重(KN/m3)fsk(MPa)fsd(MPa)f'sd(MPa)HRB300210000.00076.980300.000250.000250.000HRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRBF400200000.00076.980400.000330.000330.000RRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRB500200000.00076.980500.000415.000400.000计算原则、内容及控制标准计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进行设计，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》（JTG3362-2018）为标准，按部分预应力（A类）混凝土结构进行验算。模型建立及分析计算模型图SEQ图\*ARABIC1模型视图节点数量：153个；单元数量：152个；边界条件数量：1个；施工阶段数量：3个，施工步骤如下： 施工阶段1:CS1；20.0天； 施工阶段2:CS2；30.0天； 施工阶段3:CS3；3650.0天；荷载工况及荷载组合自重自重系数：-1.04徐变收缩收缩龄期：3.0天；理论厚度自动计算：由程序自动计算各构件的理论厚度。公式为：h=a×Ac/u；u=L0+a×Li；--周长u的计算公式中L0为外轮廓周长，Li为内轮廓周长，a为要考虑轮廓周长的比例系数。支座沉降按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。第1组不均匀沉降10.0mm；第2组不均匀沉降10.0mm；第3组不均匀沉降10.0mm；第4组不均匀沉降10.0mm；第5组不均匀沉降10.0mm；第6组不均匀沉降10.0mm；可变荷载活载：汽车荷载，桥梁等级为城-B级；对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，冲击系数μ可按下式计算：EQ当f＜1.5Hz时，μ＝0.05；EQ当1.5Hz≤f≤14Hz时，μ＝0.1767ln(f)－0.0157；EQ当f＞14Hz时，μ＝0.45；根据规范，计算的结构基频f=4.32Hz，冲击系数μ=0.243。荷载组合表SEQ表\*ARABIC5荷载工况序号工况名称描述1恒荷载DL2钢束一次TP3钢束二次TS4徐变二次CS5收缩二次SS6沉降SM7MV1M8MV2M19RQMCRL荷载组合列表： 基本1:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本2:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M); 基本3:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 基本4:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M1); 基本5:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(MCRL); 基本6:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M1)+1.050(MCRL); 基本7:基本；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本8:基本；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M); 基本9:基本；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 基本10:基本；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M1); 基本11:基本；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(MCRL); 基本12:基本；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M1)+1.050(MCRL); 频遇1:频遇；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 频遇2:频遇；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.563(M); 频遇3:频遇；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.563(M)+0.400(MCRL); 频遇4:频遇；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.563(M1); 频遇5:频遇；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.563(M1)+0.400(MCRL); 准永久1:准永久；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL); 准永久2:准永久；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.322(M); 准永久3:准永久；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.322(M)+0.400(MCRL); 准永久4:准永久；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.322(M1); 准永久5:准永久；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.322(M1)+0.400(MCRL); 挠度1:挠度；1.000(DL)+0.563(M)+1.000(MCRL); 挠度2:挠度；1.000(DL)+0.563(M1)+1.000(MCRL); 挠度3:挠度；0.563(M)+1.000(MCRL); 挠度4:挠度；0.563(M1)+1.000(MCRL); 挠度5:挠度；1.000(DL)+0.282(M)+0.500(MCRL); 挠度6:挠度；1.000(DL)+0.282(M1)+0.500(MCRL); 应力1:标准；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 应力2:标准；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M); 应力3:标准；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M)+1.000(MCRL); 应力4:标准；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M1); 应力5:标准；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M1)+1.000(MCRL); 倾覆1:倾覆；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS); 倾覆2:倾覆；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M); 倾覆3:倾覆；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 倾覆4:倾覆；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M1); 倾覆5:倾覆；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(MCRL); 倾覆6:倾覆；0.500(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M1)+1.050(MCRL); 倾覆7:倾覆；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS); 倾覆8:倾覆；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M); 倾覆9:倾覆；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 倾覆10:倾覆；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M1); 倾覆11:倾覆；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M)+1.000(MCRL); 倾覆12:倾覆；1.000(SM)+1.000(DL)+1.000(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(M1)+1.000(MCRL);持久状况承载能力极限状态正截面抗弯验算图表SEQ图表\*ARABIC1持久状况正截面抗弯验算包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；斜截面抗剪验算图表SEQ图表\*ARABIC2持久状况斜截面抗剪验算包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；按照《桥规》第5.2.11条进行抗剪截面验算，满足规范要求；抗扭验算图表SEQ图表\*ARABIC3持久状况抗扭验算(扭矩)包络图图表SEQ图表\*ARABIC4持久状况抗扭验算(剪力)包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条公式EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；按照《桥规》第5.5.3条进行截面验算，满足规范要求；持久状况正常使用极限状态正截面抗裂验算全预应力混凝土构件，在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件：预制构件：σst-0.85σpc≤0分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件：σst-0.80σpc≤0A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件：σst-σpc≤0.7ftkA类预应力混凝土构件，在作用（荷载）准永久效应组合下，应符合下列条件：σlt-σpc≤0B类预应力混凝土构件，在结构自重作用下控制截面受拉边缘不得消压：σt-σpc≤0图表SEQ图表\*ARABIC5使用阶段正截面抗裂验算（频遇-顶）包络图图表SEQ图表\*ARABIC6使用阶段正截面抗裂验算（频遇-底）包络图结论：按照《桥规》第6.3.1-3条公式EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)≤0.7f\s\do4(tk)验算：顶缘EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=1.743MPa(拉应力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉应力)，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.538MPa(拉应力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉应力)，满足规范要求；图表SEQ图表\*ARABIC7使用阶段正截面抗裂验算（准永久-顶）包络图图表SEQ图表\*ARABIC8使用阶段正截面抗裂验算（准永久-底）包络图结论：按照《桥规》第6.3.1-4条公式EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)≤0验算：顶缘EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)=0.355MPa(压应力)≤0.000MPa(拉应力)，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)=1.265MPa(压应力)≤0.000MPa(拉应力)，满足规范要求；顶底板斜截面抗裂验算对于全预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：σtp≤0.6ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：σtp≤0.4ftkA类和B类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：σtp≤0.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：σtp≤0.5ftk图表SEQ图表\*ARABIC9使用阶段顶底板斜截面抗裂验算包络图结论：按照《桥规》第6.3.1-8条公式EQσ\s\do4(tp)≤0.5f\s\do4(tk)验算：EQσ\s\do4(tp)=1.145MPa(拉应力)≤EQ0.5f\s\do4(tk)=1.325MPa(拉应力)，满足规范要求；腹板斜截面抗裂验算对于全预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：σtp≤0.6ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：σtp≤0.4ftkA类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：σtp≤0.7ftkB类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：σtp≤0.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：σtp≤0.5ftk图表SEQ图表\*ARABIC10使用阶段腹板斜截面抗裂验算包络图结论：按照《桥规》第6.3.1-8条公式EQσ\s\do4(tp)≤0.5f\s\do4(tk)验算：EQσ\s\do4(tp)=1.253MPa(拉应力)≤EQ0.5f\s\do4(tk)=1.325MPa(拉应力)，满足规范要求；持久状况应力验算正截面压应力验算按《桥规》第7.1.5-1条公式，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。受压区混凝土的最大压应力：未开裂构件：σkc+σpc≤0.5fck允许开裂构件：σcc≤0.5fck图表SEQ图表\*ARABIC11使用阶段正截面压应力验算(顶)包络图图表SEQ图表\*ARABIC12使用阶段正截面压应力验算(底)包络图结论：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：顶缘EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=7.330MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.200MPa，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=8.800MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.200MPa，满足规范要求；斜截面主压应力验算按《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；图表SEQ图表\*ARABIC13使用阶段斜截面主压应力包络图结论：按照《桥规》第7.1.6-1条公式验算：EQσ\s\do4(cp)=8.185MPa≤EQ0.60f\s\do4(ck)=19.440MPa，满足规范要求；预应力钢筋拉应力验算按《桥规》7.1.5-2条公式、第7.1.5-3条公式、第7.1.5-4条公式，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。受拉区预应力钢筋的最大拉应力：1）对体内预应力钢绞线、钢丝未开裂构件：σpe+σp≤0.65fpk允许开裂构件：σpo+σp≤0.65fpk2）对体外预应力钢绞线：σpe,ex≤0.60fpk3）对预应力螺纹钢筋未开裂构件：σpe+σp≤0.75fpk允许开裂构件:σpo+σp≤0.75fpk结论：按照《桥规》第7.1.5-2条公式EQσ\s\do4(pe)+σ\s\do4(p)≤0.65EQf\s\do4(pk),钢绞线1860验算：EQσ\s\do4(pe)+σ\s\do4(p)=1171.703MPa≤EQf\s\do4(pk)=1209.000MPa，满足规范要求；短暂状况应力验算法向应力验算按《桥规》第7.2.8条，截面边缘混凝土的法向应力应符合下式规定：σtcc≤0.7fck’图表SEQ图表\*ARABIC14施工阶段法向应力验算(顶)包络图图表SEQ图表\*ARABIC15施工阶段法向应力验算(底)包络图结论：按照《桥规》第7.2.8条公式EQσ\s\do4(tcc)≤0.7f\s\do4(ck)’验算：顶缘EQσ\s\do4(tcc)=5.431MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=18.760MPa，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(tcc)=6.738MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=18.760MPa，满足规范要求；其他验算挠度验算按照新《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。计算跨径的1/600为：30000/600=50mm，活载作用下变形4.51mm所以挠度满足要求。抗倾覆验算按《桥规》第4.1.8条规定，持久状况下，梁桥不应发生结构体系改变，并应同时满足下列规定：在作用基本组合下，单向受压支座始终保持受压状态。按作用标准值进行组合时（按本规范第7.1.1条取用），整体式截面简支梁和连续梁的作用效应应符合下式要求：结论：表SEQ表\*ARABIC6倾覆验算-支座反力表格支座节点编号组合名称Fz(kN)验算结果169倾覆51481.340OK170倾覆61411.725OK171倾覆51264.380OK183倾覆34824.052OK184倾覆34694.605OK186倾覆54489.148OK187倾覆54368.231OK188倾覆64372.911OK189倾覆54287.922OK190倾覆64710.922OK191倾覆54624.030OK185倾覆51469.216OK192倾覆61344.023OK193倾覆51327.260OK按照《桥规》第4.1.8条验算：支座反力Fz>0，满足规范要求；表SEQ表\*ARABIC7倾覆验算-抗倾覆稳定系数表格倾覆方向最不利支座节点编号组合名称∑Sbki(KN.m)∑Sski(KN.m)ki[k]验算结果右倾169倾覆8154858.111-6845.4119999.00002.5000OK右倾170倾覆9154858.1112666.89258.06692.5000OK右倾183倾覆9154858.1113113.03149.74512.5000OK右倾185倾覆12154858.111108.1701431.62182.5000OK右倾186倾覆8154858.111-7436.3159999.00002.5000OK右倾188倾覆9154858.1113435.25245.07912.5000OK右倾190倾覆9154858.1113394.47445.62062.5000OK右倾192倾覆9154858.1112671.32757.97052.5000OK左倾169倾覆8151840.719-3502.1279999.00002.5000OK左倾171倾覆9151840.7192681.14756.63272.5000OK左倾184倾覆9151840.7193179.13547.76172.5000OK左倾185倾覆11151840.71985.8691768.27602.5000OK左倾187倾覆8151840.719-3647.5889999.00002.5000OK左倾189倾覆9151840.7193426.45544.31422.5000OK左倾191倾覆9151840.7193402.16344.63062.5000OK左倾193倾覆9151840.7192664.80156.98012.5000OK按照《桥规》第4.1.8条验算：第1组无效支座中，169号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=9999.000>横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500}，满足规范要求；第2组无效支座中，170号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=58.067>横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500}，满足规范要求；第3组无效支座中，183号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=49.745>横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500}，满足规范要求；第4组无效支座中，185号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=1431.622>横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500}，满足规范要求；第5组无效支座中，186号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=9999.000>横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500}，满足规范要求；第6组无效支座中，188号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=45.079>横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500}，满足规范要求；第7组无效支座中，190号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=45.621