某小橋橋博計(jì)算書(共21頁)

1、XX縣道排工程計(jì)算報(bào)告XX設(shè)計(jì)研究院有限公司二一二年十月XX橋梁編制：復(fù)核: 審核： 院審： 第一部分： K2+878、K3+811小橋計(jì)算書 目錄第一部分 K2+878、K3+811小橋11 驗(yàn)算模型及參數(shù)21.1結(jié)構(gòu)介紹21.2 計(jì)算方法21.3 計(jì)算采用規(guī)范31.4 計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)31.5結(jié)構(gòu)驗(yàn)算參數(shù)41.5.1 計(jì)算要點(diǎn)41.5.2 結(jié)果參數(shù)說明41.5.3 橫斷面布置41.5.4跨中計(jì)算截面尺寸及幾何特性51.5.5汽車荷載橫向分布系數(shù)51.5.6汽車荷載沖擊系數(shù)值計(jì)算61.5.7 荷載62 設(shè)計(jì)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算72.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算72.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算

2、72.2.1 抗裂驗(yàn)算72.2.2 撓度驗(yàn)算92.3 持久狀況和短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算92.3.1 使用階段正截面法向應(yīng)力計(jì)算92.3.2受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力112.3.3使用階段混凝土主壓應(yīng)力計(jì)算112.4設(shè)計(jì)狀態(tài)下結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)論123 重力式橋臺(tái)驗(yàn)算12第一部分 K2+878、K3+811小橋計(jì)算書1 驗(yàn)算模型及參數(shù)1.1結(jié)構(gòu)介紹裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁（60m），共42片T梁,分四幅。主梁高度0.75m，梁間距1.462m，其中內(nèi)梁預(yù)制寬度1.0m、邊梁預(yù)制寬度1.05m，翼緣板中間濕接縫寬度0.462m。主梁跨中肋厚0.30m，兩端部均勻加厚段0.40m。T梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置見圖1。

3、圖1 K2+878小橋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：cm）圖1 K3+811小橋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：cm）上部結(jié)構(gòu)施工順序：T梁預(yù)制架梁澆筑橫隔板濕接縫澆筑翼緣板濕接縫安裝護(hù)欄澆筑橋面現(xiàn)澆層澆筑瀝青混凝土鋪裝、安裝附屬設(shè)施成橋。1.2 計(jì)算方法計(jì)算書中將分別采用“橋梁博士V3.0”對(duì)T梁進(jìn)行分析計(jì)算，并以公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）和公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢算。結(jié)構(gòu)按A類預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢算。1.3 計(jì)算采用規(guī)范(一)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003 (二)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004(三)公路鋼筋混

4、凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004(四)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG TF50 20111.4 計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)(一) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑:13.0m；(二) 橋面寬度:K2+878小橋： 3.0m（人行道）+7.0m（機(jī)非混行道）+4.0m（綠化帶）+12.0m（行車道）+8.0m（綠化帶）+12.0m（行車道）+4.0m（綠化帶）+7.0m（機(jī)非混行道）+3.0m（人行道），全幅寬60.0m，共分四幅；K3+811小橋：3.0m（人行道）+7.0m（機(jī)非混行道）+4.0m（綠化帶）+12.0m（行車道）+7.0m（綠化帶）+15.0m（行車道）+2.0m（綠化帶）+7.0m（機(jī)非混行道

5、）+3.0m（人行道），全幅寬60.0m，共分四幅；(三)設(shè)計(jì)荷載:公路-I級(jí)；(四)設(shè)計(jì)行車速度：60Km/h。(五)主要材料：混凝土抗壓彈性模量：3.45×104MPa混凝土抗彎彈性模量：3.45×104MPa預(yù)應(yīng)力混凝土的容重：26KN/m3鋪裝瀝青混凝土容重：24 KN/ m3混凝土熱膨脹系數(shù)：1.0×10-5彈性繼效系數(shù)：0.3徐變速度系數(shù)：0.021徐變特征終極值：2.0收縮速度系數(shù)：0.021收縮特征終極值：0.00021鋼絞線彈性模量：1.95×105MPa張拉控制應(yīng)力 ：1860×0.75=1395MPa鋼絞線松弛系數(shù)：0.2

6、5孔道磨阻系數(shù) ：0.25孔道偏差系數(shù) ：0.0015一端錨固回縮值：0.006m收縮徐變天數(shù) ：3650天（約10年） 橋面鋪裝：10cm瀝青混凝土+10cmC40防水混凝土 (六)T梁的體系溫度變化：升溫20oC,降溫-20oC；橋面板升降溫：按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（TTG D62-2004）取值1.5結(jié)構(gòu)驗(yàn)算參數(shù)1.5.1 計(jì)算要點(diǎn)1）本計(jì)算按后張法部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，橋面鋪裝層100mm混凝土不參與截面組合作用；2）根據(jù)組合T梁橫斷面，采用荷載橫向分布系數(shù)的方法將組合T梁簡化為單片梁進(jìn)行計(jì)算；3）預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值，混凝土強(qiáng)度達(dá)到100時(shí)才允許張拉預(yù)應(yīng)力鋼束;4）計(jì)算混凝土

7、收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失時(shí)張拉錨固齡期為7d;5）環(huán)境平均相對(duì)濕度RH=55;6）存梁時(shí)間為15d60d。1.5.2 結(jié)果參數(shù)說明應(yīng)力結(jié)果中數(shù)值拉為負(fù)，壓為正。應(yīng)力結(jié)果除注明外，均以MPa為單位。豎向位移結(jié)果中向下為正，向上為負(fù)。1.5.3 橫斷面布置參見下圖2。圖2 T梁斷面布置圖（單位：mm）1.5.4跨中計(jì)算截面尺寸及幾何特性表1中給出了各特征截面的面積、繞橫軸的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩。表1 各T梁截面幾何特性表（單位制：m數(shù)量級(jí)）位置AreaIyyJ邊梁（支點(diǎn)處）0.44620.02100.00136邊梁（跨中處）0.39300.01820.0081中梁（支點(diǎn)處）0.46060.02

8、250.0135中梁（跨中處）0.40980.01930.00811.5.5汽車荷載橫向分布系數(shù)（1）橫橋向共9根梁，根據(jù)橫梁截面及橫梁間橋面板截面尺寸，建立平面桿系模型，采用剛性橫梁法求出在各梁的橫向分布效應(yīng)。計(jì)算時(shí)布置三個(gè)車道。表2-表3分別給出了兩種算法各片箱梁在汽車作用下的橫向分布系數(shù)，表4為對(duì)應(yīng)的影響線坐標(biāo)值。表2 汽車荷載的橫向分布系數(shù)（剛性橫梁法）梁號(hào)123456789橫向分布系數(shù)0.2130.2270.2270.2260.2640.290.3540.4190.452表3 人群荷載的橫向分布系數(shù)（剛性橫梁法）梁號(hào)123456789橫向分布系數(shù)0.8420.7610.6190.47

9、80.3360.1950.0580.0050表4 各片梁影響線數(shù)值（剛性橫梁法）坐標(biāo)X 1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁8#梁9#梁 0.0000.3190.2850.2280.1700.1130.055-0.002-0.059-0.1091.3600.2660.2420.1990.1560.1130.0700.027-0.016-0.0552.7200.2120.1990.1700.1410.1130.0840.0550.027-0.0024.0800.1590.1560.1410.1270.1130.0980.0840.0700.052 5.4400.1050.1130.1130

10、.1130.1130.1130.1130.1130.105 6.8000.0520.0700.0840.0980.1130.1270.1410.1560.159 8.160-0.0020.0270.0550.0840.1130.1410.170.1990.2139.520-0.055-0.0160.0270.070.1130.1560.1990.2420.26610.880-0.109-0.059-0.0020.0550.1130.170.2270.2850.32因此，邊梁橫向分布系數(shù)?。浩?.213+人群0.842；中梁橫向分布系數(shù)取：汽車0.419+人群0.005。1.5.6汽車荷載沖擊

11、系數(shù)值計(jì)算1.5.6.1汽車荷載縱向整體沖擊系數(shù)按照通規(guī)第4.3.2條，沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算： 當(dāng)時(shí)，。根據(jù)通規(guī)，計(jì)算、如下表所示。表5 沖擊系數(shù)位置中梁10.10.393邊梁10.20.3971.5.6.2 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù) 采用。1.5.7 荷載· 一期恒載：預(yù)制梁重力密度取 · 二期恒載：1）濕接縫 C50混凝土，重力密度?。▍⑴c受力）2）100mm厚 C40混凝土橋面現(xiàn)澆層，重力密度取3）100mm瀝青混凝土鋪裝重力密度取· 活載：公路-I級(jí)·人群：3.0KN/m3·裝飾掛板：按C30混凝土，重力密度取· 梯度溫度

12、：正、負(fù)溫差按100mm瀝青鋪裝、100mm混凝土調(diào)平層考慮，加載模式見下圖5。圖4 梯度溫差取值示意圖2 設(shè)計(jì)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算2.1 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算荷載基本組合表達(dá)式： 通規(guī)4.1.61式其中各分項(xiàng)系數(shù)的取值見通規(guī)4.1.6-1式。圖5 邊梁正截面抗彎承載力極限狀態(tài)計(jì)算結(jié)果（kN·m）圖6 中梁正截面抗彎承載力極限狀態(tài)計(jì)算結(jié)果（kN·m）上圖表明，邊梁與中梁在承載能力極限狀態(tài)下抗彎滿足規(guī)范要求。2.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算2.2.1 抗裂驗(yàn)算1.驗(yàn)算條件（1）正截面抗裂對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力

13、A類構(gòu)件，在作用（荷載）長期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：（2）斜截面抗裂對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：預(yù)制段：現(xiàn)澆段：2.驗(yàn)算結(jié)果圖7 邊梁短期效應(yīng)下正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖8 邊梁長期效應(yīng)下正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖9 邊梁短期效應(yīng)下主應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖10 中梁短期效應(yīng)下正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖11 中梁長期效應(yīng)下正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖12 中梁短期效應(yīng)下主應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）根據(jù)前述應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，邊梁與中梁在長期效應(yīng)（組合1）作用下與短期效應(yīng)（組合2）作用下，混凝土邊緣皆不出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足規(guī)范要求；邊梁與中梁主拉應(yīng)力最大值分別為1.

14、3與0.9MPa，符合的規(guī)定。因此，經(jīng)驗(yàn)算，截面抗裂性能符合規(guī)范要求。2.2.2 撓度驗(yàn)算按照新公橋規(guī)第6.5.3條規(guī)定，受彎構(gòu)件在使用階段的撓度應(yīng)考慮荷載長期效應(yīng)的影響。本橋采用C50混凝土，其撓度長期增長系數(shù)1.425，消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，主梁的最大撓度不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600。表1所列為消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的撓度后主梁撓度最大值。表1 極限狀態(tài)撓度驗(yàn)算表為了使橋面平順，行車舒適，根據(jù)預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的長期反拱值與按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長期撓度之差設(shè)置1cm向下的反拱值，反拱度采用圓曲線或拋物線。2.3 持久狀況和短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算2.3.1 使用階段正截面法向應(yīng)力計(jì)算按預(yù)規(guī)第7

15、.1條，荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。1） 受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力對(duì)未開裂構(gòu)件 預(yù)規(guī)7.1.5-1式作用標(biāo)準(zhǔn)值組合，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)下，T梁截面的混凝土正應(yīng)力情況詳見下圖。圖13 邊梁持久狀態(tài)下截面正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖14 中梁持久狀態(tài)下截面正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）從圖中數(shù)據(jù)可以看出，邊梁截面上緣最大壓應(yīng)力為8.8MPa，下緣最大壓應(yīng)力為9.0MPa, 中梁截面上緣最大壓應(yīng)力為8.8MPa，下緣最大壓應(yīng)力為9.6MPa,使用階段混凝土最大壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。2.3.2受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力注：其余鋼束應(yīng)力驗(yàn)算均能通過，在此不再單獨(dú)列表2.3.3使用階段混凝土主壓應(yīng)力計(jì)算

16、按預(yù)規(guī)第7.1.6條規(guī)定：混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)符合: ，各截面混凝土主壓應(yīng)力情況詳見下圖。圖15 邊梁持久狀態(tài)下截面主壓應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖16 中梁持久狀態(tài)下截面主壓應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（MPa）圖中數(shù)值表明：持久狀況下邊梁與中梁的主壓應(yīng)力均小于規(guī)范容許值，滿足要求。2.4設(shè)計(jì)狀態(tài)下結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)論通過對(duì)13m小T梁設(shè)計(jì)圖紙的驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)的要求。 3 重力式橋臺(tái)驗(yàn)算K2+878小橋和K3+811小橋橋臺(tái)均分為四幅，各幅之間設(shè)置2cm沉降縫。橋臺(tái)沿道路中心線對(duì)稱布置，本次計(jì)算分別計(jì)算半幅橋

17、面對(duì)應(yīng)的左側(cè)和右側(cè)橋臺(tái)，如圖所示。臺(tái)帽采用C30鋼筋混凝土；臺(tái)帽擋塊采用C30混凝土，臺(tái)身采用C30片石混凝土，側(cè)墻采用C30混凝土和C30片石混凝土；基礎(chǔ)采用C30片石混凝土和C20混凝土墊層。4.1左幅橋臺(tái)驗(yàn)算4.1.1 荷載計(jì)算上部構(gòu)造恒載及橋臺(tái)臺(tái)身恒載計(jì)算：一片T梁：邊梁：5.86m3×26KN/m3=152.36KN中梁：6.59m³×26KN/m³=171.34KN左側(cè)T梁：7中梁+2邊梁：7×171.34+2×152.36=1504.1KN橋面鋪裝層：0.1×4.5×26=11.7KN/m （混凝土）

18、 0.1×4.5×24=10.8KN/m (瀝青) 0.2×3.3×19=12.54KN/m （土）人行道板：枕梁人行道板：0.212×0.36+4.3×0.2+0.21×0.36+0.247×0.51+0.327×0.51 ×25=32.6 KN/m 人行道板混凝土鋪裝：4.0×0.08×25=8 KN/m欄桿：0.2×25=5 KN/m車道荷載分布力：10.5KN/m上部恒載：1504.1+（11.7+10.8+12.54+32.6+8+5+10.5）×

19、;20/2=1663.45KN橋臺(tái)恒載計(jì)算劃分如圖所示：恒載計(jì)算表序號(hào)計(jì)算式豎直力（kN）對(duì)基底中心軸偏心距（m）彎矩M（）備注：（1）彎矩正、負(fù)值規(guī)定如下：逆時(shí)針方向取“”號(hào)；順時(shí)針方向取“+”號(hào)；（2）偏心距在基底中心軸之右為”+”,中心軸之左為“”10.35×0.26×12.792×2326.8-0.35-9.3821.34×0.65×12.792×23256.3-0.5-128.1530.4×0.9×12.792×23105.90.27529.141.5×4×12.792

20、15;231765.3-0.075-132.45×4×12.792×23794.4-1.725-1370.3463.85×0.75×13.292×23882.8-0.75-662.17×0.5×13.292×23114.62.175249.385.35×0.75×14.792×231365.1009上部構(gòu)造恒載1663.450.4665.38荷載布置和支座反力（1）根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值有以下規(guī)定： 公路級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10.5kN/m； 集中荷載

21、標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，PK180kN；橋梁計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，PK360kN； 橋梁計(jì)算跨徑在 5m50m 之間時(shí)，PK值采用直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。橋梁跨徑為20m，采用直線內(nèi)插得PK=240kN。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)應(yīng)乘以1.2的系數(shù)，支座反力：人群荷載支座反力：車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處，也就是作用在最不利的位置上。荷載組合計(jì)算表序號(hào)作用類型公路I級(jí)1上部恒載力（kN）1663.45力臂（m）0.4彎矩（kN

22、83;m）665.382臺(tái)身恒載力（kN）6974.65力臂（m）-0.195彎矩（kN·m）-1358.593車道荷載力（kN）786力臂（m）0.4彎矩（kN·m）314.44人群荷載力（kN）90力臂（m）0.4彎矩（kN·m）365臺(tái)后土重度力（kN）1737.65力臂（m）-1.905彎矩（kN·m）-3309.555組合豎直力（KN）11251.75力矩（KN）-3652.364.1.2基礎(chǔ)底面地基承載力計(jì)算地基承載力的驗(yàn)算要求荷載在基底產(chǎn)生的地基應(yīng)力不超過持力層的容許承載力。地基壓應(yīng)力計(jì)算時(shí)要考慮填土對(duì)基底的附加壓應(yīng)力?；A(chǔ)底面特征值計(jì)算橋

23、臺(tái)基礎(chǔ)底面積： (m2)基礎(chǔ)底面偏心方向面積抵抗矩： (m³)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D632007）中規(guī)定，計(jì)算最大壓應(yīng)力時(shí)，當(dāng)基底單向偏心受壓時(shí)，基底同時(shí)承受豎向壓力和彎矩共同作用，必須滿足以下條件： （4.3.1）基底壓應(yīng)力計(jì)算（kPa）<200(kPa)滿足地基承載力要求！4.2右幅橋臺(tái)驗(yàn)算4.2.1 荷載計(jì)算上部構(gòu)造恒載及橋臺(tái)臺(tái)身恒載計(jì)算：一片T梁：邊梁：5.86m³×26KN/m³=152.36KN中梁：6.59m³×26KN/m³=171.34KN右側(cè)T梁：10中梁+2邊梁：10×1

24、71.34+2×152.36=2018.12KN橋面鋪裝層：0.1×12×26=31.2KN/m （混凝土） 0.1×12×24=28.8KN/m (瀝青) 0.2×5×19=19 （土）車道荷載分布力：10.5KN/m上部恒載：2018.12+（31.2+28.8+19+10.5）×20/2=1904.06KN橋臺(tái)恒載計(jì)算劃分如圖所示：恒載計(jì)算表序號(hào)計(jì)算式豎直力（kN）對(duì)基底中心軸偏心距（m）彎矩M（）備注：（1）彎矩正、負(fù)值規(guī)定如下：逆時(shí)針方向取“”號(hào)；順時(shí)針方向取“+”號(hào)；（2）偏心距在基底中心軸之右為”+”

25、,中心軸之左為“”右側(cè)10.35×0.26×17.19×2336-0.35-12.621.34×0.65×17.19×23344.4-0.5-172.230.4×0.9×17.19×23142.30.27539.141.5×4×17.19×232372.2-0.075-177.95×4×17.19×231067.5-1.725-1841.463.85×0.75×17.19×231141.6-0.75-856.27×0.5×17.19×23148.32.175322.685.35×0.75×17.19×231586.400上部構(gòu)造恒載1904.060.4761.624荷載布置和支座反力（1