芦苞大桥加载计算

1、芦苞大桥静载试验加载计算书铁道科学研究院铁道建筑研究所2007年3月一、概述芦苞大桥位于K38770.814 处，桥位处现有一座旧桥，桥宽18.0m，桥梁上部为1420m预应力砼空心板桥，下部为桩柱式桥墩、肋板式桥台。在旧桥西侧加一座新桥，加宽桥宽度为19.5m，其内侧悬臂端紧贴旧桥边板，桥梁结构型式与旧桥一致。拆除旧桥防撞护栏后与新桥中央留空部分进行铺装和防水处理后形成绿化带，通过中央分隔带连接新旧桥组成整体断面。加宽桥上部结构为预应力砼宽幅式空心板采用先张法施工，先简支后桥面连续；其中20m空心板板高0.95m，一片中板配18根s15.2mm钢绞线，一片边板配20根s15.2mm钢绞线。加

2、宽桥下部构造桥墩为三柱式桥墩，立柱直径为D100cm，柱间距6.75m。为确保支座水平放置，在盖梁顶面设支座垫石调平。桥台采用肋板式桥台，桥台内侧与旧桥桥台相接，只在外侧设耳墙，桥头设置10m搭板。主要技术标准如下：（1）设计速度：80km/h(限速40km/h)；（2）设计荷载：公路-I级；（3）地震动峰值加速度系数：0.1g；（4）桥梁宽度：加宽后桥梁总宽为37.50m(其中旧桥18.0m，加宽桥19.50m)，满足双向8车道的行车要求，加宽后桥梁横断面组成为：0.5m(防撞栏)2.0m(人行道)15.0m（机动车道）2.5m(绿化带)15.0m(机动车道)2.0m(人行道)0.5m(防撞

3、栏)；（5）主要材料：梁体、桥面铺装、调平块采用C40混凝土；立柱、盖梁、垫石、台帽、肋板、耳墙、背墙、搭板、枕梁采用C30混凝土；承台、防撞栏、系梁、钻孔桩采用C25混凝土；桥梁支座除伸缩缝处采用GYZF422565mm(CR)外，其余采用GYZ22563mm（CR）；伸缩缝装置采用GQFC80（CR）型。二、计算依据1) 公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）；2) 公路桥梁承载能力检测评定规程（征求意见稿）；3) 大跨径混凝土桥梁的试验方法（1982）；4) 混凝土结构试验方法标准（GB5015292）；5) 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；6) 公路钢筋混凝土及

4、预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62 -2004）；7) 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/23-2001）；8) 省道清龙线芦苞大桥加宽工程一阶段施工图设计（佛山市公路勘察规划设计所有限公司 2006年4月）。三、加载计算 (1)横向分布系数的计算计算横向分布系数采用铰接梁法。边梁及中梁的截面特性见下表：表3.1 边梁及中梁截面特性计算表梁位面积（m2）抗弯惯矩(m4)抗扭惯矩(m4)边梁0.677850.0836510.00141中梁0.559100.0716410.00179根据以上计算的截面特性，采用桥梁博士软件计算该桥的横向分布影响线见下表： 表3.2 各梁横向分布影响线

5、计算表梁号123456789101112影响线位置01.316-0.350.033-0000000001.1230.8580.155-0.020.001000000001.90.4010.657-0.060.006-000000002.680.1810.5970.243-0.020.00200000003.46-0.040.5380.549-0.050.00500000004.24-0.020.2430.5480.248-0.020.0020000005.020.004-0.050.5480.548-0.050.0050000005.80.002-0.020.2480.5480.248-0.0

6、20.002000006.5800.005-0.050.5480.548-0.050.005000007.3600.002-0.020.2480.5480.248-0.020.00200008.14000.005-0.050.5480.548-0.050.00500008.92000.002-0.020.2480.5480.248-0.020.0020009.70000.005-0.050.5480.548-0.050.00500010.480000.002-0.020.2480.5480.248-0.020.0020011.2600000.005-0.050.5480.548-0.050.0

7、050012.0400000.002-0.020.2480.5480.248-0.020.002012.82000000.005-0.050.5480.548-0.050.005013.6000000.002-0.020.2480.5480.248-0.020.00214.380000000.005-0.050.5480.548-0.050.00415.160000000.002-0.020.2480.5480.243-0.0215.9400000000.005-0.050.5490.538-0.0416.7200000000.002-0.020.2430.5970.18117.5000000

8、0-00.006-0.060.6570.40118.28000000000.001-0.020.1550.85819.400000000-00.033-0.351.316根据各梁的横向分布影响线，按照横向最不利布载方式加载，计算该桥的横向分布系数。该桥桥面布置为0.5m(防撞墙)+2m（人行道）15m(车行道)+2m(中央绿化带)，设计时按三车道活载布置。各梁的横向分布系数计算见下表：表3.3 各梁横向分布系数计算表梁号1234562车道0.1080.4170.5260.5260.5270.5273车道0.1080.4170.4110.4110.4130.4134车道0.1080.4170.4

9、110.4110.4130.355最不利汽车0.1080.4170.5260.5260.5270.527人群荷载0.0000.0000.0000.0000.0000.000梁号7891011122车道0.5270.5270.5270.5260.4370.1213车道0.4130.4130.4110.4110.4370.1214车道0.3550.4130.4110.4110.4370.121最不利汽车0.5270.5270.5270.5260.4370.121人群荷载0.0000.0000.0000.0200.3391.827 (2)活载最不利内力计算各梁在2车道汽车荷载作用下最为不利，最不利内

10、力计算结果见下表：表3.4 各梁跨中最不利内力计算表梁号123456汽车2298841115111511171117人群000000最不利2298841115111511171117梁号789101112汽车1117111711171115926257人群000356303最不利1117111711171118983560表中已考虑了冲击系数的影响。对于该桥，其自振频率按计算，为5.055Hz，按规范取冲击系数1+为1.292。 (3)加载计算 测试截面见图3.1。图3.1 20m预应力空心板梁测试截面示意图选取3号、2号、1号梁进行荷载试验，根据前述结果，其最不利内力分别为1118kN*m、

11、983kN*m、560kN*m。拟采用4辆35t汽车进行加载（边车轮离防撞墙内侧边缘2m），加载图示见图3.2。在图示加载情况下，3号、2号、1号梁的横向分布系数分别为0.509、0.437、0.121。加载分级计算表见表3.5。图3.2 A截面承载能力试验加载图式表3.5 A截面荷载分级表梁号荷载分级X(m)加载弯矩设计弯矩荷载效率挠度(mm)上缘应力(MPa)下缘应力(MPa)3号梁16.0442 11180.395-5.6 1.9(58) -2.4(-74) 24.0771 0.690-9.2 3.3(102) -4.1(-126) 33.0949 0.849-10.9 4.1(126)

12、 -5.1(-157) 42.01127 1.008-12.3 4.9(151) -6.0(-185) 2号梁16.0379 9830.386 -4.8 1.6(49) -2.0(-62) 24.0662 0.673 -7.9 2.8(86) -3.5(-108) 33.0815 0.829 -9.3 3.5(108) -4.4(-135) 42.0968 0.985 -10.5 4.2(129) -5.2(-160) 1号梁16.0105 5600.188 -1.3 0.5(15) -0.6(-18) 24.0183 0.327 -2.2 0.8(25) -1.0(-31) 33.0226 0.404 -2.6 1.0(31) -1.2(-37) 42.0268 0.479 -2.9 1.2(37) -1.4(-43) 四、对比计算图4.1 midas计算模型l 设计弯矩对比表4.1 各梁跨中最不利内力计算对比表(单位：kN*m)截面桥梁博士midas3号板111811122号板9839771号板560559