海尔路巴川路口人行天桥工程施工图设计-结构计算书

PAGEPAGEI海尔路巴川路口人行天桥工程施工图设计结构计算书目录TOC\o"1-3"\h\u第一章概述 1第二章结构计算依据 22.1主要规范标准 22.2主要技术标准 22.3主要材料及计算参数 32.3.1钢材 32.3.2混凝土 32.3.3钢筋 3第三章结构计算分析简介 43.1上部结构设计资料 43.2计算模型的建立 43.3荷载取值 43.3.2一期荷载 43.3.2二期荷载 44.0米宽主梁二期恒载表 43.3.3人群荷载 53.3.4温度荷载 53.3.5风荷载 5第四章结构动力计算 64.1支座反力及选型 64.2结构动力特性分析 6第五章上部结构计算 85.1钢结构验算 85.1.1应力验算 85.1.2挠度及预拱度验算 95.2护栏验算 9第六章下部结构计算 106.1荷载组合 106.2桥墩验算 106.2.1桥墩验算 106.3桩长验算 11第七章结论 11第第12页共62页第一章概述本次设计天桥采用整体菱形布置，最大跨径35.9m,最小跨径32.2m;采用连续钢箱梁结构形式，主梁梁高1.5m。钢箱材料采用Q355B。桥面为正交异性板，顶、底板、腹板厚度为12mm，均采用厚度为10mm的板肋。纵向受力单梁为封闭箱型截面，箱外选用长效高性能防腐涂料。主梁采用工厂加工，现场吊装焊接方法施工。下部主墩采用简易式圆形花瓶墩，墩柱直径1.0m，下接1.2m人工挖孔桩。第二章结构计算依据2.1主要规范标准《城市桥梁设计规范》（CJJ11—2011）(2019版)《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69－95)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）《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）《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2—2008）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）《桥梁用结构钢》（GB/T714-2015）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T3306-01-2018）2.2主要技术标准1）设计基准期：100年；2）设计安全等级：一级；3）设计环境类别：Ⅰ类；4）桥面宽度：0.2m（栏杆）+3.6m（人行道）＋0.2m（栏杆）=4.0m；5）桥梁纵坡：≤3.5%6）桥面横坡：双向1.0%；7）设计人群荷载：按《城市人行天桥与人行地通道技术规范》计算取值；8）整体温度：整体升温25℃，整体降温-20℃；9）抗震设计标准：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。2.3主要材料及计算参数2.3.1钢材主梁采用Q355B钢材，需符合《碳素结构钢》（GB/T700-2006）标准。钢材弹性模量Ec=2.06×105Mpa，剪切模量Gc=0.790×105Mpa，泊松比μ=0.31，线膨胀系数ξ=12×10-6，容重γ=78.5kN/m3。A355钢材强度设计值依据钢材的厚度如下表所示：表2-1Q355钢材强度设计值（MPa）板厚抗拉、抗压及抗弯fd抗剪fvd≤16mm2751602.3.2混凝土桥墩采用C40混凝土，桩基采用C30混凝土。C40混凝土：轴心抗压强度设计值fcd=18.4Mpa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.65Mpa，弹性模量Ec=3.25×104Mpa，剪切模量Gc=1.3×104Mpa，泊松比μ=0.2，线膨胀系数ξ=1.0×10-5，容重γ=26.0kN/m3。C30混凝土：轴心抗压强度设计值fcd=13.8Mpa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.39Mpa，弹性模量Ec=3.0×104Mpa，剪切模量Gc=1.3×104Mpa，泊松比μ=0.2，线膨胀系数ξ=1.0×10-5，容重γ=26.0kN/m3。2.3.3钢筋混凝土结构均采用HPB300、HRB400钢筋。HPB300钢筋材料和连接应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》（GB1499.1－2017）标准要求；HRB400钢筋材料和连接应符合《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2－2018)标准要求。直径≥16mm的受力主筋采用机械连接，接头连接等级为I级，连接区段内的接头率不大于50%，并满足《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107—2016）要求。表2-2钢筋强度（MPa）钢筋种类抗拉强度设计值抗压强度设计值HPB300250250HRB400330330

第三章结构计算分析简介3.1上部结构设计资料1、使用程序:MidasCivil2022(V1.1)2、截面设计内力:3维3、构件类型:钢箱梁构件4、公路桥涵的设计安全等级:一级5、构件制作方法:预制3.2计算模型的建立上部结构主梁计算包含主梁。采用梁单元模拟主梁，对单元赋予实际的截面，计算后可以得到结构的主梁内力、挠度等，进而可以进行承载力验算等。主梁和墩之间采用四氟滑板橡胶支座和板式橡胶支座连接。采用弹性连接模拟支座。计算模型图3.3荷载取值3.3.2一期荷载结构自重：由程序按照1.3系数自动计算各个构件重量；3.3.2二期荷载4.0米宽主梁二期恒载表材料/构件名称体积(m3/m)延米重量合计(kN/m)3.6cm铺装0.2165.4管线加栏杆—5合计人群荷载由程序根据城市桥梁设计规范CJJ-2011(2019版)输入跨度和宽度自动计算取值当加载长度L〈20m时：W=4.5*(20-Wp)/20当加载长度L≥20m时：W=（4.5-2*(L-20)/80)*((20-Wp)/20)3.3.4温度荷载结构整体升温：25℃；结构整体降温：-20℃。3.3.5风荷载根据《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T3306-01-2018）计算。基本风速V1029.20m/s桥址处地表类别C风速高度变化修正系数用系数K1A-与地表有关0.860地表粗糙度系数用指数α-与地表有关0.30梁的的实际高度H1.3m梁的基准高度Z1.3m梁的设计基准风速Vd20.87m/s主梁的静阵风系数GV1.48主梁的静阵风风速Vg30.89m/s主梁投影高度3m主梁的阻力系数CH1.98每延米静风荷载FH3.54kN/m

第四章结构动力计算4.1支座反力及选型根据标准组合下支反力情况确定支座类型根据以上计算支反力值，本次主梁支座选型如下：4.2结构动力特性分析由上计算知，结构第六阶为竖向振动，自振频率为3.13HZ>3HZ满足规范要求。第三阶振型图（竖弯）由上计算知，结构第三阶为竖向振动，自振频率为3.17HZ>3HZ满足规范要求。

第五章上部结构计算5.1钢结构验算5.1.1应力验算承载能力组合下，主梁纵向顶缘弯曲应力包络图（Mpa）承载能力组合下，主梁纵向底缘弯曲应力包络图（Mpa）人行天桥主梁采用Q355B，板厚均≤16mm，则容许应力σ=275MPa。由以上计算结果可知箱梁最大应力σ=111MPa＜[σ]=275MPa。满足规范要求。承载能力组合下，主梁剪应力包络图（Mpa）人行天桥主梁采用Q355B，板厚均≤16mm，则容许应力σ=165MPa。由以上计算结果可知箱梁最大应力σ=59.6MPa＜[σ]=165MPa。满足规范要求。5.1.2挠度及预拱度验算按照《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）4.2.3条的要求验算该梁的变形值。主梁1在人群荷载作用下变形图（单位：mm）人群活载作用下最大挠度为25.1mm<L/400=35200/400=88.0mm，满足规范要求。主梁在恒载和1/2人群荷载作用下变形图（单位：mm）需设置预拱度18~35mm。5.2护栏验算根据《建筑结构荷载规范》栏杆顶部水平荷载取2.5kN/m。主梁栏杆与栏杆底座焊接，梯道栏杆与梯道预埋钢板焊接，角焊缝尺寸为8mm，角焊缝强度设计值fv=160MPa，栏杆立柱间距为2m，立柱宽度为150mm。栏杆顶部水平荷载标准值1kN/m角焊缝尺寸8mm角焊缝强度设计值160Mpa栏杆立柱间距2m立柱宽度150mm每延米栏杆抗剪承载力158.7KN是否满足要求满足要求第六章下部结构计算6.1荷载组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD3362-2018)混凝土桥墩桩基验算包括基本组合及短期组合和长期组合。表6SEQ表\*ARABIC\s21桥墩桩基荷载组合表工况基本组合短期组合长期组合自重1.211二恒1.211人群1.410.4整体升降温1.12116.2桥墩验算6.2.1桥墩验算主墩构造以及配筋方式均一致，该处采用受力更不利桥墩验算分析。表63P3号轴桥墩内力汇总表基本组合短期组合标准组合轴力(kN)430632023202其中支座摩阻力T=0.06×（886）（恒载）=53.16kN，由上部结构计算得到的水平力很小可忽略不计，桥墩墩高7.0m。(1)正截面抗压验算持久状况正截面抗压验算（RC柱）轴压包络图持久状况正截面抗压验算（RC柱）偏压y方向包络图持久状况正截面抗压验算（RC柱）偏压z方向包络图结论：按照《桥规》第5.1.5-1条公式验算，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；（3）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=0.000mm≤裂缝宽度允许值0.200mm，满足规范要求；6.3桩长验算P3轴桩承载力计算c10.6桩径(m)1.2Ap1.13frk