河堤综合整治工程初步设计-桥梁计算书

河堤综合整治工程初步设计桥梁计算书目录TOC\o"1-2"\h\z\u1 工程概况 12 设计规范 13 设计依据 14 主要技术标准 15 工程建设条件 26 主要材料及计算参数 26.1混凝土 26.2普通钢筋 26.3其他材料 27 设计要点 27.1上部结构 37.2上部结构计算荷载取值 37.3下部结构 38 现浇箱梁结构计算分析 38.1计算模型 38.2荷载组合 48.3验算结果 79 下部结构计算分析 129.1桩长计算 129.2支座计算 1410 结论 14桥梁计算书第5页工程概况结构采用1-11.5m钢筋混凝土简支空心板结构。桥梁宽4.5m，桥梁典型横断面布置为：0.5m（护栏）+3.5m（人行道）+0.5m（护栏）=4.5m。（1）上部结构设计本次设计采用1×11.5钢筋混凝土简支空心板结构，单幅桥布置，标准梁宽为4.5m，梁高0.7m，箱梁结构悬臂长0.3m，板内孔径0.4m，孔净距0.3m，梁端宽0.75m。（2）下部结构设计桥台采用重力式桥台，扩大基础。设计规范《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）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JDG3363—2019）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2019）设计依据（1）建设方与我公司签订的设计合同；（2）建设方提供的1：500现场地形图；（3）《开州区竹溪镇平溪村段河堤综合整治工程工程地质勘察报告（四川省西南大地集团有限公司）》2023.07（4）现场踏勘及建设方提供的物探资料；（5）其他相关资料。主要技术标准（1）设计基准期：100年；（2）设计使用年限：50年；（3）设计安全等级：二级；（4）桥梁车辆荷载：公路-II级；（5）环境类别：Ⅰ类环境；（6）纵坡：0%；（10）横坡：双向2%；（11）场地设计抗震分组为第一组，场区的抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度值为0.05g工程建设条件略，详见地勘报告。主要材料及计算参数混凝土1、C40混凝土（用于主梁）弹性模量：3.25×104Mpa，剪切模量：1.3×104Mpa轴心抗压强度设计值：fcd=18.4Mpa，轴心抗拉强度设计值：ftd=1.65Mpa泊松比：0.2，线膨胀系数:1.0×10-5/°C容重：γ=26.0KN/m32、C30混凝土（用于桥台台帽）弹性模量：3.0×104Mpa，剪切模量：1.2×104Mpa轴心抗压强度设计值：fcd=13.8Mpa，轴心抗拉强度设计值：ftd=1.39Mpa泊松比：0.2，线膨胀系数:1.0×10-5/°C容重：γ=25.0KN/m3普通钢筋设计采用HPB300钢筋和HRB400两种钢筋：HPB300钢筋其抗拉、抗压强度设计值fsd=250MPa，弹性模量Es=2.1×105MPa，其质量应符合GB1499.1－2017；HRB400钢筋其抗拉、抗压设计强度fsd=330MPa，弹性模量Es=2.0×105MPa，其质量符合GB1499.2－2018的规定。HRB400钢筋应满足标准所规定普通钢筋所有性能指标。除特别说明外直径≥20mm的钢筋采用机械连接，接头等级为Ⅰ级，且连接区段内的接头率不大于50%，并满足规范（JGJ107-2016）要求。其他材料现浇箱梁采用盆式橡胶支座，盆式支座的选用应满足交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT/T663-2019)的要求。设计要点上部结构1．上部结构简支空心板，钢筋混凝土构件设计。2．结构设计采用MidasCivil2020及CDN程序进行计算。3．设计参数1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为Ec=3.25×105MPa；2）混凝土：重力密度γ=25.0kN/m3；3）竖向梯度温度效应：考虑铺装层对梯度温度的影响,按现行规范规定取值。上部结构计算荷载取值1、永久作用：结构自重：预应力钢筋砼26kN/m3一期自重：实际结构建立计算模型，由程序自动计算二期自重：按施工图设计取值混凝土收缩及徐变：按照JTG3362-2018取值2、可变作用：汽车荷载：人群荷载取3.5kPa3、偶然作用：地震作用：地震烈度6度，C类构造设防。下部结构1．主要设计参数：1）混凝土：重力密度γ=26kN/m3；现浇空心板结构计算分析上部结构计算均采用MidasCivil2020和MidasCDN程序进行计算。计算模型（1）模型建立主梁为1-11.5m钢筋混凝土现浇简支空心板，midas2020软件对全桥建立了全桥模型进行计算。模型成桥阶段主梁共计15个节点14个单元，模型详见图：模型视图（2）梁截面主梁采用空心板，梁高采用0.7m，截面见下图：空心板断面铺装为8cmC40混凝土，为二期荷载，不参与结构受力。荷载组合自重自重系数：-1.04整体升降温1:整体升温，20.0℃；2:整体降温，-20.0℃；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。支座沉降简支桥不考虑。荷载组合荷载工况序号工况名称描述1恒荷载DL2徐变二次CS3收缩二次SS4人群MCRL5升温T6降温T17升温温梯TPG8降温温梯TPG1荷载组合列表： 基本1:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本2:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 基本3:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG); 基本4:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG1); 基本5:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL); 基本6:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG); 基本7:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG1); 基本8:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG); 基本9:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG1); 基本10:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本11:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 基本12:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG); 基本13:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG1); 基本14:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL); 基本15:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG); 基本16:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG1); 基本17:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG); 基本18:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG1); 频遇1:频遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 频遇2:频遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG); 频遇3:频遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG1); 频遇4:频遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+0.800(TPG); 频遇5:频遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+0.800(TPG1); 准永久1:准永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL); 准永久2:准永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG); 准永久3:准永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG1); 准永久4:准永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL)+0.800(TPG); 准永久5:准永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL)+0.800(TPG1); 挠度1:挠度；1.000(DL)+1.000(MCRL); 挠度2:挠度；1.000(MCRL); 挠度3:挠度；1.000(DL)+0.500(MCRL); 应力1:标准；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 应力2:标准；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(TPG); 应力3:标准；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(TPG1); 应力4:标准；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+1.000(TPG); 应力5:标准；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+1.000(TPG1);验算结果正截面抗弯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；按第5.2.11条进行抗剪截面验算，满足规范要求；抗扭验算持久状况抗扭验算(扭矩)包络图持久状况抗扭验算(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；裂缝宽度验算使用阶段裂缝宽度验算包络图结论：按照《桥规》第6.4条验算：最大裂缝宽度为EQW\s\do4(fk)=0.087mm≤裂缝宽度允许值0.200mm，满足规范要求；挠度验算及预拱度按《桥规》第6.5.3条规定，钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件计算的长期挠度值，由汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合在梁式桥主梁产生的最大挠度不应超过计算跨径的1/600，在梁式桥主梁悬臂端产生的最大挠度不应超过悬臂长度的1/300.结论：按照《桥规》第6.5.3条验算：8号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=1.096≤最大挠度允许值fn=18.167，满足规范要求；按《桥规》第6.5.5条规定，设置预拱度值。按《桥规》第6.5.5条公式，8号节点荷载频遇组合总挠度fa=-6.342≤L/1600=6.813，满足设置预拱度值，预拱度值C=5.794mm；混凝土边缘压应力验算按《桥规》第7.2.4-1条公式，受压区混凝土边缘混凝土的压应力应符合下式规定：σtcc≤0.8fck’混凝土边缘压应力验算包络图结论： 按照《桥规》第7.2.4-1条公式EQσ\s\do4(t,cc)≤0.8f\s\do4(ck)’验算：EQσ\s\do4(t,cc)=3.767MPa≤EQ0.8f\s\do4(ck)’=17.136MPa，满足规范要求；受拉钢筋应力验算按《桥规》第7.2.4-2条公式，受拉区钢筋的应力应符合下式规定：σtsi≤0.75fsk。结论：按照《桥规》第7.2.4-2条公式σtsi≤0.75fsk验算：EQσ\s\do4(t,si)=62.775MPa≤0.75fsk=300.000MPa，满足规范要求中性轴主拉应力验算按照《桥规》第7.2.5条，钢筋混凝土受弯构件中性轴处的主拉应力（剪应力）σttp应符合下列规定：σttp≤ftk’中性轴主拉应力验算包络图结论：按照《桥规》第7.2.5条公式EQσ\s\do4(t,tp)≤f\s\do4(tk)’验算：EQσ\s\do4(t,tp)=-0.404MPa≤EQf\s\do4(tk)’=2.086MPa，满足规范要求。下部结构计算分析桥台采用桩接盖梁形式，支座与桩基轴线重合，盖梁不受弯，故不对盖梁进行验算。支座验算标准组合下，支反力最大结果如下。0号桥台采用GBZY250×74,1号桥台采用GBZYH250×74滑板支座，最大承载力452kN,，满足设计要求。桥台基础验算（1）取最不利1号重力式桥台进行验算各个作用力及基底截面参数统计如下：基底面积=5.1×4.05=20.655m2惯性矩I28.2328m4到桥台前墙基础边缘抵抗矩W13.94213m3台身混凝土自重及基础以上土重G21.5×5.1×20=21