秋成西路2号桥结构计算书

空港新城秋成西路道路工程

施工图设计

结构计算书

秋成西路2号桥上'下部结构

秋成西路2号桥

结构计算书

目录

第1章工程概况............................................................1

1.1工程概况...........................................................1

第2章结构计算依据........................................................3

2.1主要规范标准.......................................................3

2.2主要技术标准.......................................................3

2.3主要材料及计算参数.................................................4

2.4计算荷载取值.......................................................5

第3章整体计算模型........................................................7

3.1上部结构计算分析...................................................7

第4章上部结构验算........................................................8

4.1主梁结构验算......................................................8

4.2横梁受力验算......................................................14

第5章桥墩计算...........................................................23

5.1桥墩验算.........................................................23

5.2桥墩桩基验算......................................................29

第6章桥台验算...........................................................32

6.1A0桥台验算......................................................32

6.2A2桥台验算.......................................................39

第7章结论...............................................................43

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第1章工程概况

1.1工程概况

桥梁分左右幅布置，采用预应力混凝土连续梁桥，梁高2.2m,桥跨布置为2*40m,桥

梁起点桩号K1+358.288,终点桩号K1+358.288,全桥长90m。桥面宽度：3.0（人行道）+11.0（车

行道）+2.0（中分带）+11.0（车行道）+3.0（人行道）=30.0m

平面布置图

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立面布置图

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第2章结构计算依据

2.1主要规范标准

(1)《城市桥梁设计规范》(CJJ11—2011)

(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)

(3)《公路坊工桥涵设计规范》(JTGD61—2005)

(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)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2—2008)

(8)《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB1499.1—2008)

(9)《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2—2007)

(10)《钢筋混凝土用钢第3部分:钢筋焊接网》(GB1499.3—2010)

(11)《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2014)

(12)《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476—2008)

2.2主要技术标准

(1)道路等级：城市主干路

(2)车行道数：双向六车道

(3)设计车速：50km/h

(4)荷载等级：城-A级，人群荷载安装《城市桥梁设计规范》计算取值

(5)桥面宽度:单幅:3.0m(人行道)+H度m(车行道)+0.55m(防撞护栏)=14.5道

(6)桥面横坡：车行道双向1.5%,人行道单向2%

(7)桥面纵坡：桥梁纵坡为4.4%~-2.2%

(8)整体温度：整体升温25℃、降温25c

(9)梯度温度：桥面铺装为9cm的沥青混凝土面层，竖向日照正温差按照《公路桥涵设

计通用规范》(JTJD60-2004)表4.3.10-3插值计算,即取值Tl=15.2℃,T2=5.74℃；

竖向日照反温差为正温差乘以-0.5o

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(10)管线荷载：单侧不大于10kN/m(单侧管线合计，实际管线荷载不得大于此值)

(11)抗震设计标准：拟建工程区域地震基本烈度为6度，抗震措施为7度，抗震设计

方法为B类

(12)设计基准期：100年

(13)设计安全等级：一级

(14)场地环境类型：II类

(15)设计环境类别：I类

2.3主要材料及计算参数

(1)混凝土

预应力混凝土主梁均采用C50混凝土，桥墩采用C40混凝土，桥台承台、桥台桩基和桥墩

桩基采用C30混凝土，桥台台身采用C25素混凝土。

本桥使用的各种混凝土，应进行严格的质量控制和检测。在进行混凝土配合比设计时，必

须按设计要求考虑大桥使用年限条件下的混凝土耐久性，混凝土强度、弹性模量等参数及混凝

土中最大水胶比、单位体积凝胶材料用量、最大氯离子含量、最大三氧化硫含量和最大碱含量

等参数均应满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)和《混

凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)等其他相关规范的规定。

大体积混凝土中加入替代水泥用量8%的膨胀剂，膨胀剂要求是大厂、回转窑生产，膨胀

剂根据试验及厂方提供的参考数据综合分析后确定，并保存依据资料。

(2)普通钢筋

HPB300钢筋：抗拉设计强度fsd=250MPa,标准强度fsk=300Mpa,弹性模量Es=2.1

X10'Mpa0

HRB400钢筋：抗拉设计强度fsd=330MPa,标准强度fsk=400Mpa,弹性模量Es=2.0

X10'Mpa。

(3)预应力

预应力钢绞线采用高强度低松弛(H级松弛)七股型钢绞线，其应符合图纸要求及《预应

力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2014)的有关规定。

预应力锚具的结构型式及规格应符合图纸要求。锚具应具有可靠的锚固性能和足够的承载

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能力，锚具产品的检验应按相关规定进行。

预应力管道采用与锚具对应的塑料波纹管道，并采用真空辅助压浆工艺，以保证压浆质量,

提高预应力钢束的耐久性。

预应力管道压浆材料采用性能稳定、强度等级为C50的压浆料，必须保证压浆饱满密实。

压浆料材料、性能、工艺技术质量和质量标准需满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

的相关规定。

a.抗拉强度：1860MPa

b.弹性模量：1.95X105Mpa

c.钢绞线的公称直径：①15.2mm

d.钢绞线公称面积：140mn?

e.预应力波纹管摩阻系数：0.17

f.预应力波纹管管道局部偏差系数：0.0015

预应力钢绞线锚具

a.锚具内缩量：6mmo

b.锚口摩阻损失：2.5%。

2.4计算荷载取值

2.4.1永久作用

结构自重：钢筋混凝土26kN/m*沥青混凝土24kN/m：'；钢材78.5kN/m\填土20kN/m;

（1）一期自重：实际结构建立计算模型，由程序自动计算；

（2）二期自重：

沥青铺装:0.09X11X24=23.8kN/m

混凝土铺装：0.08X11X26=22.8kN/m

人行道（单侧）：25kN/m

防撞护栏（单侧）：5kN/m

管线（单侧）：5kN/m

合计:81.6kN/m

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2.4.2可变作用

(1)汽车荷载效应

根据《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)10.0.2条取值。

车道荷载采用城一A级，汽车荷载作用下的有限元分析按车道荷载方式加载，采用影响线

加载方式。汽车冲击系数按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)4.3.2条取值。

(2)汽车制动力荷载

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；

(3)梯度温度作用

桥面铺装采用17cm等厚铺装，双层铺装结构。基层为8cm厚C40钢筋混凝土整平层，

面层为9cm沥青混凝土。竖向日照正温差按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)表

4.3.100差值计算,即取值Ti=15.2C,T2=5.74℃；竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。

(4)整体升、降温

计算考虑结构整体升温25℃、降温25℃计算。

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第3章整体计算模型

3.1上部结构计算分析

3.1.1计算软件

主梁纵向计算均采用MidasCivil2015(V8.3.2)进行计算和自编程序进行验算。

内力方向：支承弹簧单元以受拉为正；梁单元的竖向弯矩以使单元下缘受拉为正，轴力

以拉力为正；

应力符号：正应力以受拉为正；

位移符号：程序采用右手定则决定的坐标系，位移以与坐标轴方向一致为正。

3.1.2计算模型

桥梁上部结构采用预应力混凝土连续梁。梁高2.2m,分两幅布置，主梁采用斜腹式单箱

双室截面，标准段单幅箱梁顶宽14.35m,底宽9.55m。翼缘板宽1.9m,端部厚度为20cm,在

根部加厚至45cm。主梁标准段顶板厚25cm,底板厚22cm,腹板厚50cm,为增强支点处抗剪

能力在支承处距实心段4.0m范围内，腹板由50cm加厚至80cm；顶板由25cm加厚至45cm；

底板由22cm加厚至42cmo

模型共41个节点，34个单元。

计算模型

对应实际中施工分段情况，模型中共分2个施工阶段：1、施工下部结构、上部结构，张

拉预应力；施工桥面系；2、收缩徐变。

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第4章上部结构验算

4.1主梁结构验算

4.1.1成桥阶段恒载主梁内力图

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26381.7

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-22139.5

-29071.1

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-49866.0

成桥阶段主梁恒载弯矩图（单位：kN.m）

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1746.8

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成桥阶段主梁恒载剪力图（单位：kN）

4.1.2活载作用下主梁内力图

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8976.2

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-8611.3

车辆荷载作用主梁弯矩包络图（单位：kN.m）

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车辆荷载作用主梁剪力包络图（单位：kN）

4.1.3施工阶段法向压应力验算

荷载组合：恒载+预应力，截面上下缘的应力包络图如下:

施工阶段上缘法向应力图（单位：MPa）

SIG-xx(Sum)

0.0

-0.8

-1.6

-2.4

■Iw-3.1

w-3.9

-4.7

-5.5

-6.3

-7.1

-7.9

-8,7

施工阶段下缘法向应力图（单位：MPa）

施工阶段应力验算结果：

连续箱梁在施工过程中全截面受压，最大压应力为-8.7MPa,满足规范要求

o■二<0.7力；=0.7x0.8x32.4=18.144Mpa。

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4.1.4使用阶段正截面抗裂验算

（1）短期荷载组合下，截面上下缘的包络应力图如下:

组合

-0.9

-1.8

-2.7

-3.6

-4.5

-5.4

一；1删nn『-6.4

-7.3

-8.2

-9.1

-10.0

-10.9

短期荷载组合上缘法向应力包络图（单位：MPa）

坦63(+y,*z)

-0.5

-13

-Z1

-2.9

-3.7

-ITT-W-4.5