等宽钢筋混凝土连续箱梁桥结构计算书

规三路二号桥结构计算书

二。一六年九月

目录

第1部分桥梁结构计算概述...................................................1

1.1设计计算采用规范...................................................1

1.2设计计算依据及主要技术标准.........................................1

第2部分上部结构计算.......................................................4

2.1连续箱梁计算........................................................4

2.1.1计算参数......................................................4

2.1.2基本可变作用..................................................4

2.1.3其它可变作用..................................................4

2.1.4作用组合......................................................4

2.1.5控制要求......................................................5

2.2连续箱梁纵向计算....................................................5

2.2.1计算模型......................................................5

2.2.2持久状况承载能力极限状态抗弯强度验算........................7

2.2.3持久状况承载能力极限状态抗剪强度验算........................9

2.2.4持久状况正常使用阶段裂缝验算................................11

2.2.5持久状况正常使用极限状态挠度验算............................12

2.2.6使用阶段抗扭验算.............................................12

2.2.7短暂状况应力验算.............................................15

2.2.8支座反力.....................................................16

2.3端横梁计算.........................................................16

2.3.1计算方法.....................................................16

2.3.2计算资料.....................................................16

2.3.3二期恒载.....................................................17

2.3.4结构计算模型及单元划分......................................17

2.3.5持久状况承载能力极限状态抗弯强度验算.......................17

2.3.6持久状况承载能力极限抗剪强度验算............................20

2.3.7持久状况正常使用阶段裂缝验算................................21

2.3.8短暂状况应力验算............................................22

2.4中横梁计算.........................................................23

2.4.1计算方法.....................................................23

2.4.2计算资料.....................................................23

2.4.3二期恒载.....................................................24

2.4.4结构计算模型及单元划分......................................24

2.4.5施工阶段应力验算............................................24

2.4.6正常使用极限状态抗裂验算....................................24

2.4.7正常使用极限状态应力验算....................................26

2.4.8承载能力极限状态强度验算....................................27

2.4.9预应力钢束长度及钢束引伸量..................................27

2.5桥面板受力计算....................................................28

2.5.1桥面板计算模型及单位划分...................................28

2.5.2设计荷载....................................................28

2.5.3持久状况承载能力极限状态抗弯强度验算......................28

2.5.4持久状况承载能力极限抗剪强度验算..........................40

2.5.5持久状况桩长使用阶段裂缝验算...............................42

第3部分下部结构计算......................................................46

3.1桥墩结构尺寸......................................................46

3.2桥墩计算..........................................................47

3.2.1墩身计算....................................................47

3.2.2桥墩承台计算...............................................50

3.2.3桥墩桩基计算...............................................57

3.2.4桥墩抗震验算...............................................57

3.3桥台计算...........................................................61

3.3.1桥台构造尺寸.................................................61

3.3.2桥台盖梁计算.................................................61

3.3.3桥台桩基础计算...............................................72

3.3.4桥台抗震计算.................................................79

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第1部分桥梁结构计算概述

1.1设计计算采用规范

(1)《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)

(2)《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)

(3)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)

(4)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)

(5)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)

(6)《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)

(7)《城市道路交通设施设计规范》(GB50688-2011)

(8)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)

(9)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)

(10)其它有关的国家及地方强制性规范和标准

1.2设计计算依据及主要技术标准

1.2.1设计依据

(1)我公司与北京安居建设集团有限责任公司签订的设计合同。

(2)《关于岱山南部地块规一路建设工程初步设计的批复》(北京住房和城乡建设委员

会文件，)

(3)北大岩土工程技术有限公司提供的《规三路桥梁岩土工程勘察报告》

(4)本工程地形图等其它资料。

1.2.2主要技术标准

(1)道路等级：城市支路；设计速度：20km/h。

(2)荷载等级：汽车荷载：城-B级；人群荷载按照《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)

10.0.5条规定计算取值。

(3)抗震要求：地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分

组为第一组，抗震设防分类为丁类，抗震措施等级为7度。

(4)桥面防水等级：II级。

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(5)桥面C40防水混凝土抗渗等级：S6级。

(6)桥梁设计基准期：100年；设计使用年限：100年。

(7)设计安全等级：一级。

(8)高程系：吴淞高程系；坐标系：北京地方坐标系。

(9)耐久性设计环境类别：I类环境。

(10)区域气温分区：温热地区。

(11)通航标准：无通航要求；设计洪水位：20.15m；设计洪水频率：百年一遇。

1.2.3主要材料

(1)碎：箱梁、楔块：C50；桥面铺装：C40防水碎(抗渗等级S6级)；墩柱：C40；

台帽、台身、耳墙：C30；承台：C30；桩基：C30o

(2)预应力钢绞线：采用符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规定的0

s15.20低松弛高强预应力钢绞线，公称面积140mm',抗拉强度标准值f浊=1860MPa,弹性模

5

>EP=1.95X10MPao

(3)钢筋：采用HPB300钢筋和HRB400钢筋。HPB300钢筋技术指标应符合国标《钢筋

混凝土用热轧光圆钢筋》GB1449.1-2008的要求，HRB400钢筋技术指标应符合国标《钢筋

混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007的要求。凡需焊接的钢筋均应按规范满足可焊性要

求；墩身钢筋连接宜采用对接焊接或钢套筒连接或其它可靠的机械连接。

(4)钢材：采用Q235钢，其技术标准应符合《碳素结构钢》GB/T700-2006的规定。

1.2.4桥梁设计概况

1.总体布置

(1)平面：

本桥起终点桩号为K0+040.800-K0+100.800,桥跨中心线与道路中心线切线正交；桥

梁平面位于半径R=120m的圆曲线上；桥面双向横坡1.5%,人行道横坡反向2.0%„

(2)纵断面:

桥梁位于i=-0.46%的单向纵坡上。

(3)横断面：

桥面全宽12.000,横断面分配如下：

2.05m(人行道+栏杆)+7.90m(车行道)+2.05m(人行道+栏杆)=12.00m,

2.上部结构设计

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(1)箱梁构造

上部结构采用等宽钢筋碎连续箱梁，梁高150cm,采用单箱两室断面，桥面横坡由箱梁

结构横向变化调整。悬臂长度180cm,端部厚度20cm,根部厚度50cm；顶板宽1200cm,厚

度25cm,底板宽800.0m,厚度25cm,支点处加厚为55cm；跨中处腹板厚均为50cm,支点

处均加厚至70cm；端支点横梁厚120cm,中支点横梁厚200cm；每跨跨中设置一道40cm横

隔板。

(2)预应力构造

箱梁中支点横梁设置横向预应力，由小’15.20高强低松弛预应力钢绞线和群锚体系组成。

横向预应力钢束：采用15-15型；钢束张拉锚下控制应力为。con=0.75fpk,对应设计

锚下张拉控制力分别为2929.5kN«钢束一部分采用两端张拉，一部分采用单端张拉，锚具

对应采用Ml5T5、Ml5T5P型。

3.下部结构设计

(1)桥墩、桥台

桥墩采用直径L5m的独柱墩；桥台采用桩柱式桥台。

(2)承台、桩基

基础均采用群桩基础。

桥墩承台尺寸为5.4mX5.4mX1.6m,基础采用4根直径1.2m的钻孔灌注桩。

桥台基础采用3根直径1.2m钻孔灌注桩。

本桥图纸详见《规一路一号桥施工图设计》。

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第2部分上部结构计算

2.1连续箱梁计算

上部结构纵向分析采用MIDAS/Civi12013结构分析软件，运用该程序进行全桥模拟施工

计算•上部横向计算采用桥梁博士分析程序，运用该程序进行全桥模拟施工计算。

2.1.1计算参数

(1)结构重力

一期恒载：按构件实际截面计入。

预应力混凝土、钢筋混凝土容重Y=26kN/m3；

钢材、钢绞线、钢筋和钢丝容重Y=78.5kN/m：'；

二期恒载：包括桥面铺装、人行道、栏杆等。

(2)收缩徐变

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)规定计算.

(3)基础变位作用

基础变位不均匀沉降按0.5cm考虑。

2.1.2基本可变作用

汽车荷载：城一B级，冲击系数按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)计算。

2.1.3其它可变作用

1)温度作用

体系温差：整体升降温按照25℃考虑。

温度梯度：主梁结构温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)的温度梯度

曲线确定:升温T1=14℃,T2=5.5℃；降温Tl=-7℃,T2=-2.75℃。

2)汽车制动力

汽车制动力按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)有关规定取用。

3)支座摩阻力

盆式活动支座的静摩阻力系数U=0.06。

2.1.4作用组合

(1)持久状况

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1）承载能力极限状态

♦基本组合

1.1X［（1.2X结构重力+1.2X预应力+1.0X收缩徐变+0.5X基础变位）+1.4X汽车（含

汽车冲击力）+0.7X（1.4X人群荷载+1.4X温度影响］。

♦偶然组合

1.1X［（1.2X结构重力+1.2X预应力+1.0X收缩徐变+0.5X基础变位）+1.0X地震作

用］。

2）正常使用极限状态

♦长期效应组合

结构重力+预应力+基础变位+收缩徐变+0.4X汽车（不含冲击力）+0.8X温度影响。

♦短期效应组合

结构重力+预应力+基础变位+收缩徐变+0.7X汽车（不含冲击力）+0.8X温度影响。

（2）短暂状况

结构重力+预应力+基础变位+收缩徐变+施工荷载+风荷载。

2.1.5控制要求

主梁抗裂性验算：箱梁纵向及端横梁按钢筋混凝土构件设计，中横梁按A类预应力混

凝土构件设计。

主梁变形：最大活载挠度绝对值控制在L/600以内。

2.2连续箱梁纵向计算

2.2.1计算模型

本次设计计算采用空间梁格法，将每道腹板划分一系列纵梁，边腹板呈“T”形，中腹

板呈“工”字形，截面划分时使每道纵梁的中性轴与原位处的箱梁截面中性轴保持在同一高

度上。

设计计算采用MIDAS/Civil2013结构分析软件。

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顺两A--------1SL

支座处单元截面示意图（单位：cm）

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图3箱梁节点单元模型图

主梁1单元号1-71主梁，2单元号72T42,主梁3单元号143-213。

2.2.2持久状况承载能力极限状态抗弯强度验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004),第

5.2.1-5.2.5的规定，需进行使用阶段正截面抗弯强度验算。

最大弯矩包络图

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最小弯矩包络图

单元

根据主梁弯矩分析结果，所有截面内力均小于截面抗力，满足规范要求。

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2.2.3持久状况承载能力极限状态抗剪强度验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004),第

5.2.6-5.2.11的规定，需进行使用阶段斜截面抗剪验算。

值为0表示截面验算0K。

最大剪力包络图

■rVd(kN)

■Vn(kN)

■vrM)

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最小剪力包络图

主架2

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■rVd(kN)

■Vr(kN)

根据主梁剪力分析结果，所有截面内力均小于截面抗力，满足规范要求。

2.2.4持久状况正常使用阶段裂缝验算

上缘裂缝

下缘裂缝

顼

根据主梁裂缝分析结果，所有截面裂缝均小于0.2mm,满足规范要求。

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2.2.5持久状况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n。=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。由计算可知消除结构自重后的最大挠

度f^x=22mm<20000/600=33.3mm

按照新《公桥规》第6.5.5条规定，钢筋混凝土混凝土受弯构件，当由荷载短期效应组

合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过计算跨径的1/1600时，可不设预拱度。

当不符合上述规定时应设预拱度，且其值应按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠

度值之和才用。

表1.3.5.1极限状态挠度验算表

位置最大挠度(mm)允许值(mm)是否满足

第一跨跨中位置-31.312.5否

第二跨跨中位置-28.512.5否

第三跨跨中位置-31.312.5否

由上表可见，主梁需设置预拱度，箱梁第一跨跨中设置20ram预拱度，第二跨跨中设置

16mm预拱度，第三跨跨中设置20mm预拱度，均为二次抛物线过渡。

2.2.6使用阶段抗扭验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004),第5.5.3

的规定，需进行使用阶段抗扭验算。

2.2.6.1抗扭截面验算

值为0表示截面验算0K。

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2.2.6.2剪力最大时抗扭验算

主梁2

根据主梁扭矩分析结果，所有截面内力均小于截面抗力，满足规范要求。

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2.2.6.3扭矩最大时抗扭验算

主架3

根据主梁弯矩分析结果，所有截面内力均小于截面抗力，满足规范要求。

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2.2.7短暂状况应力验算

(1)受压区混凝土边缘的压应力

主梁

根据主梁应力分析结果，所有截面应力力均小于。80ftk=0.8x32.4=25.92MPa,满

足规范要求。

(2)受拉钢筋的应力

S»g_DLXN/mmA2)

■SgUN/mm人2)

Sig_ADL(N/mm^2)

根据主梁应力分析结果，所有钢筋应力力均小于。)W0.75fsk=0.75x400=300MPa,满足

规范要求。

(3)钢筋混凝土受弯构件中性轴处的主拉应力

根据主梁应力分析结果，主拉应力均小于。、WF「k=2.65MPa,满足规范要求。

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2.2.8支座反力

各种荷载组合下最大支座反力和最小支座反力分别如下图所示。反力最小值没有出现负

值，无支座脱空现象出现。

支座最小反力

2.3端横梁计算

2.3.1计算方法

端横梁按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算，将横梁看作支承在立柱支

座上的简支梁。考虑长度为6倍顶板厚度的顶底板参与横梁受力，根据荷载组合要求的内容

进行内力计算，按钢筋混凝土构件验算。

横梁重量按0施加，将纵向计算时永久作用引起的支反力标准值作为永久荷载平均施加

在横梁的各腹板位置，汽车荷载在其实际作用范围按横向进行最不利加载。

2.3.2计算资料

横梁计算参数

恒载计算按集中教

横断面计算按I形

汽车横向分布系数486kN

正弯矩冲击系数0.41

负弯矩冲击系数0.45

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端横梁计算断面

70

150

2.3.3二期恒载

横梁集中荷载表

荷载序号位置X(m)集中荷载P（kN/m）

纵梁二期横载（腹板1）2.045872.2

纵梁二期横载（腹板2）6.0001002.4

纵梁二期横载（腹板3）9.7091132.7

2.3.4结构计算模型及单元划分

端横梁共划分19个节点，18个单元，2#〜17#单元作为验算单元。

)

118

2

45-,678910111213/卜14

2.3.5持久状况承载能力极限状态抗弯强度验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）,第

5.2.1-5.2.5的规定，需进行使用阶段正截面抗弯强度验算。

正截面抗弯验算表

单元号节点号类型性质NjMjR抗力满足？

最大轴力下拉受弯001.93E+03是

最小轴力下拉受弯001.93E+03是

2

最大弯矩下拉受弯001.93E+03是

最小弯矩上拉受弯0-68.9-1.00E+03是

2

最大轴力下拉受弯006.83E+03是

最小轴力下拉受弯006.83E+03是

3

最大弯矩下拉受弯006.83E+03是

最小弯矩上拉受弯0-85.3-3.42E+03是

最大轴力下拉受弯006.89E+03是

最小轴力下拉受弯006.89E+03是

3

3最大弯矩下拉受弯006.89E+03是

最小弯矩上拉受弯0-85.1-3.52E+03是

4最大轴力下拉受弯006.89E+03是

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单元号节点号类型性质NjMjR抗力满足？

最小轴力下拉受弯006.89E+03是

最大弯矩下拉受弯006.89E+03是

最小弯矩上拉受弯0-88.9-3.52E+03是

最大轴力下拉受弯-4.10E-10-1.13E-096.89E+03是

最小轴力下拉受弯-4.92E-10-1.35E-096.89E+03是

4

最大弯矩下拉受弯-4.10E-10-1.13E-096.89E+03是

最小弯矩上拉受弯-4.92E-10-89.2-3.52E+03是

4

最大轴力上拉受弯-4.10E-10-235-3.52E+03是

最小轴力上拉受弯-4.92E-10-282-3.52E+03是

5

最大弯矩上拉受弯-4.10E-10-235-3.52E+03是

最小弯矩上拉受弯-4.92E-10-394-3.52E+03是

最大轴力上拉受弯-2.74E-10-235-3.52E+03是

最小轴力上拉受弯-3.29E-10-282-3.52E+03是

5

最大弯矩上拉受弯-2.74E-10-235-3.52E+03是

最小弯矩上拉受弯-3.29E-10-394-3.52E+03是

5

最大轴力上拉受弯-2.74E-10-724-3.52E+03是

最小轴力上拉受弯-3.29E-10-869-3.52E+03是

6

最大弯矩上拉受弯-2.74E-10-724-3.52E+03是

最小弯矩上拉受弯-3.29E-10-1.13E+03-3.52E+03是

最大轴力上拉受弯-2.76E-10-724-3.52E+03是

最小轴力上拉受弯-3.31E-10-869-3.52E+03是

6

最大弯矩上拉受弯-2.76E-10-724-3.52E+03是

最小弯矩上拉受弯-3.31E-10-1.13E+03-3.52E+03是

6

最大轴力下拉受弯-2.76E-102756.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.31E-103306.89E+03是

7

最大弯矩下拉受弯-3.31E-101.18E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-2.76E-101126.89E+03是

最大轴力下拉受弯-2.79E-102756.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.35E-103306.89E+03是

7

最大弯矩下拉受弯-3.35E-101.18E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-2.79E-101126.89E+03是

7

最大轴力下拉受弯-2.79E-101.27E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.35E-101.53E+036.89E+03是

8

最大弯矩下拉受弯-3.35E-102.81E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-2.79E-101.11E+036.89E+03是

最大轴力下拉受弯-3.11E-101.27E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.73E-101.53E+036.89E+03是

8

最大弯矩下拉受弯-3.73E-102.81E+036.89E+03是

8最小弯矩下拉受弯-3.11E-101.11E+036.89E+03是

最大轴力下拉受弯-3.UE-101.39E+036.89E+03是

9最小轴力下拉受弯-3.73E-101.67E+036.89E+03是

最大弯矩下拉受弯-3.73E-103.42E+036.89E+03是

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单元号节点号类型性质NjMjR抗力满足？

最小弯矩下拉受弯-3.11E-101.23E+036.89E+03是

最大轴力下拉受弯-3.10E-101.39E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.72E-101.67E+036.89E+03是

9

最大弯矩下拉受弯-3.72E-103.42E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.10E-101.23E+036.89E+03是

9

最大轴力下拉受弯-3.10E-101.51E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.72E-101.81E+036.89E+03是

10

最大弯矩下拉受弯-3.72E-103.62E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.10E-101.35E+036.89E+03是

最大轴力下拉受弯-2.95E-101.51E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.54E-101.81E+036.89E+03是

10

最大弯矩下拉受弯-3.54E-103.62E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-2.95E-101.35E+036.89E+03是

10

最大轴力下拉受弯-2.95E-101.63E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.54E-101.96E+036.89E+03是

11

最大弯矩下拉受弯-3.54E-103.71E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-2.95E-101.48E+036.89E+03是

最大轴力下拉受弯-3.02E-101.63E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.63E-101.96E+036.89E+03是

11

最大弯矩下拉受弯-3.63E-103.70E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.02E-101.48E+036.89E+03是

11

最大轴力下拉受弯-3.02E-101.75E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.63E-102.10E+036.89E+03是

12

最大弯矩下拉受弯-3.63E-103.38E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.02E-101.60E+036.89E+03是

最大轴力下拉受弯-3.06E-101.75E+036.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.68E-102.10E+036.89E+03是

12

最大弯矩下拉受弯-3.68E-103.38E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.06E-101.60E+036.89E+03是

12

最大轴力下拉受弯-3.06E-108756.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.68E-101.05E+036.89E+03是

13

最大弯矩下拉受弯-3.68E-101.90E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.06E-107236.89E+03是

最大轴力下拉受弯-3.07E-108756.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.68E-101.05E+036.89E+03是

13

最大弯矩下拉受弯-3.68E-101.90E+036.89E+03是

最小弯矩下拉受弯-3.07E-107236.89E+03是

13

最大轴力下拉受弯-3.07E-10-5.85E-096.89E+03是

最小轴力下拉受弯-3.68E-10-7.02E-096.89E+03是

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最大弯矩下拉受弯-3.07E-10-5.85E-096.89E+03是

最小弯矩上拉受弯-3.68E-10-260-3.52E+03是

1414最大轴力下拉受弯006.89E+03是

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岱山南部地块道路、河道建设工程规一路一号桥桥梁结构计算书

单元号节点号类型性质NjMjR抗力满足？

最小轴力下拉受弯006.89E+03是

最大弯矩下拉受弯006.89E+03是

最小弯矩上拉受弯0-260-3.52E+03是

最大轴力下拉受弯006.89E+03是

最小轴力下拉受弯006.89E+03是

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最大弯矩下拉受弯006.89E+03是

最小弯矩上拉受弯0-112-3.52E+03是

最大轴力下拉受弯006.89E+03是

最小轴力下拉受弯006.89E+03是

15

最大弯矩下拉受弯006.89E+03是