(word完整版)(100+180+100)m連續(xù)剛構(gòu)大橋上部結(jié)構(gòu)完整計算書

1、*公司 連續(xù)剛構(gòu)計算書*大橋（100+180+100）m連續(xù)剛構(gòu)施工圖設(shè)計上部結(jié)構(gòu)計算書計 算 者：復(fù) 核 者： *公司二o一二年十月 設(shè)計者： 復(fù)核者： 第 1 頁 共 23 頁1.概述本計算為*大橋主橋上部結(jié)構(gòu)縱向計算，上部結(jié)構(gòu)為（100+180+100）m連續(xù)剛構(gòu)。按全預(yù)應(yīng)力控制計算。內(nèi)容包含持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算、持久狀況和短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力計算、靜力抗風(fēng)穩(wěn)定性計算。2計算依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范2.1主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級：城市道路，左右線分修2、橋面寬度：單線16m3、荷載等級：城市-a級，人群3.0kn/m24、設(shè)計時速：30km/h5、設(shè)計洪水頻率：

2、1/3006、設(shè)計水位：h1/300307.56m7、設(shè)計基本風(fēng)速：v1024.3m/s8、地震動峰值加速度：0.05g（對應(yīng)地震基本烈度vi度）9、通航等級：-(2)級；通航船舶等級：100t；2.2 計算依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(jtg b01-2003)2、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtg d60-2004)3、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtg d62-2004)4、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(jtg d63-2007)5、公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范(jtg/t d60-01-2004)6、梁橋手冊（下冊）2011年4月第二版 人民交通出版社2.3 計算理論和計算方法構(gòu)

3、件縱向計算均按空間桿系理論，采用橋梁博士v3.2進(jìn)行計算。1) 將計算對象作為平面梁劃分單元作出構(gòu)件離散圖（見附圖），全橋共劃分152個節(jié)點和149個單元；2) 根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)的實際施工過程和施工方案劃分施工階段根據(jù)施工總體安排，共劃分77個施工階段和1個使用階段。箱梁施工階段采用13天為一施工周期其中張拉預(yù)應(yīng)力時混凝土齡期為5天。具體施工階段劃分為：階段1：完成樁基、承臺、墩身施工；階段2：綁扎0#塊鋼筋，托架澆注0#塊混凝土；階段3：張拉0#塊預(yù)應(yīng)力；階段4：安裝掛籃；階段5：綁扎1#梁段鋼筋；階段6：澆注1#梁段混凝土；階段7：張拉1#梁段預(yù)應(yīng)力；階段8: 移動掛籃；階段9：綁扎2#梁段鋼

4、筋；階段10：澆注2#梁段混凝土；階段11：張拉2#梁段預(yù)應(yīng)力；階段12階段64：移動掛籃，綁扎鋼筋及澆注3#20#梁段混凝土，張拉3#20#梁段預(yù)應(yīng)力；選擇合適時宜采用托架澆筑端頭現(xiàn)澆段；階段65：施加頂推力；階段66：綁扎中跨合龍段鋼筋及邊跨現(xiàn)澆段鋼筋；階段67：澆筑中跨合龍段及邊跨現(xiàn)澆段混凝土；階段68：張拉中跨合龍段預(yù)應(yīng)力；階段69：在中跨區(qū)域采用水箱或其它壓重措施進(jìn)行壓重；階段70：移動掛籃，綁扎鋼筋；階段71：澆注21#梁段混凝土；階段72：張拉21#梁段預(yù)應(yīng)力；階段73：移動掛籃，綁扎鋼筋，施工邊跨合攏段臨時剛性連接；階段74：澆注邊跨合攏段混凝土；階段75：張拉邊跨合攏段鋼束；

5、階段76：拆除掛籃及中跨壓重；階段77：施工防撞墻、橋面鋪裝等二期荷載和附屬設(shè)施，全橋施工完成。階段78：成橋10年。3) 進(jìn)行荷載組合，求得構(gòu)件在施工階段和使用階段時的應(yīng)力、內(nèi)力和位移；4) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定的各項容許指標(biāo)，驗算構(gòu)件是否滿足規(guī)范規(guī)定的各項要求。2.4 計算軟件名稱及版本 主橋整體計算采用橋梁博士v3.2進(jìn)行計算，施工穩(wěn)定性計算及動力特性計算采用midas civil v7.8軟件。3. 計算模型及參數(shù)3.1 計算參數(shù)選取主要材料及設(shè)計參數(shù)根據(jù)設(shè)計文件及規(guī)范取值，見表-1。主要材料及參數(shù) 表-1材料項 目參 數(shù)備 注c60混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值38.5mpa抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值2.85mp

6、a抗壓強度設(shè)計值26.5mpa抗拉強度設(shè)計值1.96mpa彈性模量ec36000mpa混凝土特性參數(shù)計算材料容重26kn/m3線膨脹系數(shù)1.0e-5橋梁所處地區(qū)相對濕度0.75低松弛鋼絞線（15.2）抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值1860mpa控制張拉應(yīng)力0.75、0.731395、1358mpa彈性模量1.95e5mpa松弛率0.3鋼絞線錨具及波紋管鋼束管道摩阻系數(shù)0.17鋼束管道偏差系數(shù)0.0015普通錨具單端變形及回縮值0.006m低回縮錨具單端變形及回縮值0.001m3.2 計算采用的基本資料1）箱梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，該橋為城市重要橋梁，安全等級為i級。2）收縮、徐變按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力

7、混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtg d62-2004)公式計算。3）合龍溫度取1521，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料顯示，多年平均氣溫16.9，最低月平均氣溫5.7，最高月平均氣溫29.3。計算時按均勻升降溫25控制。4）主梁梯度溫度按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004）表4.3.10-3條取值，橋墩不計梯度溫度。本橋采用10cm厚瀝青混凝土鋪裝，按規(guī)范參數(shù)取值。梯度升溫：按箱梁上、下緣梯度溫度145.50考慮。梯度降溫：按箱梁上、下緣梯度溫度-7-2.750考慮。5）根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004）4.3.2：，沖擊系數(shù)取值為。6）邊界條件及土側(cè)彈性剛度計算本橋建模時同時考慮樁

8、基、承臺、墩身及梁體，計算分析時考慮將墩與梁體固接，伸縮縫端采用雙點支撐以模擬實際支座受力；同時主墩樁基按實際尺寸及間距建模，考慮樁土效應(yīng)，以準(zhǔn)確模擬橋墩剛度。樁側(cè)土彈性剛度按根據(jù)公路橋涵地基及基礎(chǔ)規(guī)范jtjd63-2007附錄p計算。以下為10號主墩土彈性剛度計算過程：樁計算寬度式中：d樁徑；各樁柱間相互影響系數(shù)；樁形狀換算系數(shù)，對于圓形樁的計算步驟如下：a、樁柱計算埋入深度h1b、與作用力平行的一排樁樁數(shù)n有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)n=3時，；當(dāng)n=4時，。c、的計算。橫向樁間凈距故： 由此得：縱向樁間凈距故： 由此得：各結(jié)點處的集中彈簧支撐剛度k為：式中：表示結(jié)點相鄰兩單元的長度和之一半； 表示地基

9、土對樁柱側(cè)面的地基系數(shù)，其中土層m值參照公路橋涵地基及基礎(chǔ)規(guī)范jtjd63-2007附錄p 表p.0.2-1取值；hi為各樁基節(jié)點位置入土深度。11號主墩樁基計算寬度參照上述公式計算，不再贅述。3.3 荷載取值及荷載組合1) 荷載取值 一期恒載為梁部自重(包括隔板及齒板重)。混凝土容重取26kn/m3，箱梁按實際斷面計取重量。 二期恒載包括10cm厚瀝青鋪裝一道防撞墻+單邊人行道，見表-2。 箱梁二期恒載 表-2橋梁寬度16米防撞墻 二期恒載(kn/m)18=8.0人行道20瀝青混凝土橋面鋪裝 二期恒載(kn/m)130.12431.2合 計 （kn/m）59.2取60 汽車荷載(1)汽車豎向

10、荷載采用公路i級荷載， 汽車豎向荷載的橫向分布系數(shù)見表-3（未計入沖擊系數(shù)）?；钶d橫向分布系數(shù) 表-3 橋?qū)挘祝M向布置車列數(shù)橫向折減系數(shù)汽車偏載系數(shù)汽車橫向分布系數(shù)1630.781.252.925(2)汽車縱向制動力荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004）4.3.6-1計算,一個車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標(biāo)準(zhǔn)值按本規(guī)范第4.3.1條規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計算的總重力的10%計算，但公路i級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kn。計算得單車道制動力為435kn，3車道折減系數(shù)為0.78。 基礎(chǔ)變位：隔墩支座沉降1.0cm, 不考慮橫橋向基礎(chǔ)不均勻沉降。 掛籃重量

11、：取0.45倍最大節(jié)段重，即1250kn(包括施工機(jī)具和施工人員) ,按集中荷載加載于梁端前沿50cm處。 人行活載：人行道寬2.5m，取3.5kn/m2。 最大懸臂狀態(tài)的施工荷載：本橋主橋上部箱梁采用懸臂澆筑法施工，最大懸臂施工長度為89m，計算時，從最不利受力圖式出發(fā)，對最大懸臂狀態(tài)的施工荷載作如下考慮（不考慮掛籃墜落，施工單位應(yīng)采取壓重和后錨等多種措施來確保掛籃不會墜落）。(1)箱梁自重不均勻假設(shè)梁體自重不均勻，一側(cè)取1.04梁重，另一側(cè)取0.96梁重。(2)動力系數(shù)不均勻掛籃及其它施工機(jī)具的自重差，一端采用1.2，另一端采用0.8。同時考慮最不利情況，單側(cè)掛籃脫落。(3)梁段施工不同步

12、最后一懸臂澆筑梁段不同步施工，一端空載，一端施工。(4)材料、機(jī)具堆放不均勻施工單位要求在梁體上堆放一些工具材料，計算時，取一懸臂作用有8.5kn/m均布荷載，并在其端頭有200kn集中力，另一懸臂空載。(5)掛籃脫落施工單位必須保證掛蘭不會墜落。(6)風(fēng)荷載從保守的風(fēng)載組合出發(fā)。施工階段按百年一遇風(fēng)速計算，。橫橋向及順橋向風(fēng)荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004）計算，主梁豎向風(fēng)荷載按公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范（jtg/t d60-01-2004）計算。 風(fēng)荷載模式風(fēng)荷載組合方式取以下2種：()作用(1)（4）； ()作用 (2)+(3)+(4)（上部風(fēng)力不對稱，）a. 橫向風(fēng)荷載計

13、算(由最高的11號橋墩控制，橋面高h(yuǎn)=87+11=98m)橫向風(fēng)荷載假定水平垂直作用于橋梁各部分迎風(fēng)面積的形心上,其標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：式中： 橫橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn)；設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)壓(kn/m2)；橫向迎風(fēng)面積(m2)；橋梁所在地區(qū)的設(shè)計基本風(fēng)速(m/s), （四川巴中百年一遇）；高度z處的設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速(m/s)；z距地面或水面的高度(m)；空氣重力密度(kn/m3)，；設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，；地形、地理條件系數(shù)，；陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，；考慮地面粗糙度類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)； 風(fēng)載阻力系數(shù)，；重力加速度，。橋墩上的順橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按橫橋向風(fēng)壓的70%乘以橋墩迎風(fēng)面積計算。b. 豎向

14、風(fēng)荷載計算 作用在主梁單位長度上的靜力風(fēng)荷載（n/m）按下式計算：；式中：空氣密度（），取為1.25； 構(gòu)件基準(zhǔn)高度，取為92m； 設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速（m/s），計算得52.9m/s； 主梁豎向力（升力）系數(shù)，取為0.4； 主梁的寬度（m），取為16m； 考慮地面粗糙度類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)，取為1.27； 陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，取為1.7； 橋梁所在地區(qū)的設(shè)計基本風(fēng)速(m/s),查得值為24.3m/s。計算得： q3=1/21.2552.920.41611.2kn/m施工階段風(fēng)荷載集度如下表所示： 施工階段風(fēng)荷載集度風(fēng)載模式主梁風(fēng)載集度(kn/m2)橋墩風(fēng)載集度(kn/m2)墩底墩頂豎向風(fēng)載0

15、.7-橫橋向風(fēng)載2.522.981.092.36順橋向風(fēng)載-0.761.65 運營階段風(fēng)荷載： 成橋運營階段，風(fēng)荷載計算方式與施工階段大致相同，僅幾個參數(shù)取值不同：（1）設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，施工階段；運營階段?。?）風(fēng)載阻力系數(shù)計算時，施工階段梁高取實際箱梁高，運營階段應(yīng)再加上防撞墻高度1.1m； （3）施工階段考慮豎向風(fēng)壓，運營階段可不考慮。運營階段風(fēng)荷載集度如下表所示。 運營階段風(fēng)荷載集度風(fēng)載模式主梁風(fēng)載集度(kn/m2)橋墩風(fēng)載集度(kn/m2)墩底墩頂橫橋向風(fēng)載3.373.981.453.14順橋向風(fēng)載-1.022.28、船舶撞擊力按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范jtgd60-2004 計算

16、：按規(guī)范規(guī)定, 通航等級：-(2)級；通航船舶等級：100t；撞擊力取為：橫橋向:250kn;順橋向:200kn。4 計算結(jié)果4.1 主梁計算結(jié)果 持久狀況極限狀態(tài)承載能力計算 持久狀況極限狀態(tài)抗彎承載能力驗算根據(jù)公橋規(guī)第5.1.5條的規(guī)定，橋梁構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計算應(yīng)滿足：0mdr運營階段承載能力最小彎矩圖運營階段承載能力最大彎矩圖由上圖可知，跨中最大組合彎矩為187750kn.m，跨中抗彎極限強度為261954kn.m（未計入普通鋼筋作用），控制截面為中跨跨中；支點最大負(fù)彎矩為-3141326kn.m，支點處抗彎極限強度為-4003768kn.m。主橋箱梁抗彎承載能力驗算滿足規(guī)范要求。

17、持久狀況極限狀態(tài)抗剪承載能力驗算根據(jù)公橋規(guī)第5.2.7條的規(guī)定，橋梁構(gòu)件的斜截面抗剪承載力應(yīng)滿足：公橋規(guī)第5.2.9條的規(guī)定，抗剪截面應(yīng)滿足：最大承載能力剪力圖最小承載能力剪力圖構(gòu)造抗剪計算表截面號計算剪力qh腹板厚度vdvcd-m*tga/h0構(gòu)造抗剪富余量構(gòu)造抗剪/q(%)17940010.80 8540536 68232 68.3%85.9%27620010.30 8538744 65088 68.0%85.4%3714009.82 8536888 62024 68.1%86.9%4669009.35 8535198 59087 67.9%88.3%5625008.89 8533566

18、56195 67.4%89.9%6583008.45 8532047 53434 66.7%91.7%7543007.96 8530561 50359 64.8%92.7%8498007.50 7528707 41820 45.7%84.0%9457007.05 7527220 39305 44.4%86.0%10420006.63 7526100 36953 41.6%88.0%11384006.23 7524869 34702 39.5%90.4%12349005.85 7523653 32639 38.0%93.5%13316005.46 6522432 26342 17.4%83.4%

19、14280005.10 6520979 24614 17.3%87.9%15246004.77 6519454 23003 18.2%93.5%16214004.48 6517875 21511 20.3%100.5%17184004.23 6516225 20228 24.7%109.9%18156004.02 5515600 16230 4.0%104.0%19128003.87 5512800 15579 21.7%121.7%承載能力抗剪計算表備注：x為到起點的距離。計算結(jié)論：計算中，大跨剛構(gòu)的構(gòu)造抗剪為控制因素，如果按規(guī)范不考慮剪力修正計算，構(gòu)造抗剪通常不能得到滿足，本橋控制因素為未

20、修正前按85控制，考慮修正后滿足。由上圖及上表可知，主橋箱梁抗剪承載能力及構(gòu)造抗剪均滿足規(guī)范要求。 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算 正截面抗裂驗算作用（或荷載）長期效應(yīng)組合正截面混凝土拉應(yīng)力驗算根據(jù)公橋規(guī)強制性條款6.3條規(guī)定，a類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件：在作用長期效應(yīng)組合下，stpc0運營階段上下緣長期效應(yīng)最小正應(yīng)力圖由長圖可知，截面上下緣均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。作用（或荷載）短期效應(yīng)組合正截面混凝土拉應(yīng)力驗算根據(jù)公橋規(guī)強制性條款6.3條規(guī)定， 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）短期效應(yīng)組合下分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構(gòu)件 運營階段上下緣短期效應(yīng)最小正應(yīng)力圖根據(jù)短期效應(yīng)截面應(yīng)力圖形可知，結(jié)構(gòu)上下緣沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿