南京地鐵275+40+40+275m連續(xù)梁計(jì)算說明（Word）

1、南京地鐵三號(hào)線27.5+40+40+27.5米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁計(jì) 算 說 明計(jì)算： 計(jì)算時(shí)間： 復(fù)核： 復(fù)核時(shí)間： 審核： 審核時(shí)間： 1 / 16目 錄1 橋梁設(shè)計(jì)11.1 設(shè)計(jì)依據(jù)11.2 結(jié)構(gòu)形式及尺寸11.3 施工方法12 縱向計(jì)算(線間距3.8227.131m米)22.1 縱向計(jì)算荷載22.1.1 主力22.1.2 主+附力32.2 混凝土應(yīng)力和抗裂驗(yàn)算32.2.1 混凝土截面正應(yīng)力驗(yàn)算32.2.2 混凝土斜截面抗裂驗(yàn)算52.2.3 混凝土正截面抗裂驗(yàn)算52.2.4 混凝土截面剪應(yīng)力驗(yàn)算62.3 強(qiáng)度計(jì)算62.3.1 正截面抗彎強(qiáng)度計(jì)算62.3.2 斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算73 箱梁環(huán)

2、框計(jì)算(線間距4.52米)73.1 環(huán)框計(jì)算荷載73.1.1 主力73.1.2附加力83.2 無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算83.3 有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算9附錄1 二期恒載計(jì)算(線間距3.8227.133mm)91 橋梁設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50157-2003)。鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005）。鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.3-2005）。鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.4-2005）。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.5-2005）。鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50111-2006）。南京地區(qū)

3、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（DGJ32/J 12-2005）。鐵路橋梁盆式橡膠支座（TB/T2331-2004）。鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10005-2010）。1.2 結(jié)構(gòu)形式及尺寸主梁為變寬度，寬度9.022m12.331m，采用斜腹板單箱單室與單箱雙室截面?？缰辛焊?.8m，中支點(diǎn)梁高2.8m，梁高變化采用直線過渡；箱梁頂板尺寸考慮縱向預(yù)應(yīng)力頂板鋼束的構(gòu)造要求，以及局部受力，采用變厚度25cm50cm；底板厚度由跨中25cm變至支點(diǎn)55cm；腹板厚度45cm65cm。每個(gè)墩(臺(tái))頂設(shè)置一道橫隔梁，B58、B59、B60中橫梁厚度2.5m，B57、B61端橫梁厚度1.5m。梁縫為100

4、mm。詳見主梁構(gòu)造圖。 梁體圬工采用C50混凝土；該橋只設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，鋼絞線公稱直徑15.2mm，規(guī)格為13-s15.2、11-s15.2、10-s15.2三種；普通鋼筋采用HRB335和HPB235，各材料彈性模量及強(qiáng)度數(shù)值依照鐵路橋涵鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB 10002.3-2005)。支座采用盆式橡膠支座。1.3 施工方法 采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，施工單位也可采用其它施工方式，但需要征得業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位同意。 連續(xù)梁位于曲線上時(shí)，采用曲梁曲做，施工單位根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束平面布置圖、預(yù)應(yīng)力鋼束立面布置圖、預(yù)應(yīng)力鋼束折點(diǎn)示意圖、預(yù)應(yīng)力鋼束曲線要素表

5、進(jìn)行定位和下料，鋼束彎折半徑根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束曲線要素確定。 為滿足連續(xù)梁橋兩端預(yù)應(yīng)力張拉要求，連續(xù)梁橋左側(cè)一跨簡支梁橋和右側(cè)橋臺(tái)臺(tái)帽以上部分待連續(xù)梁橋兩端預(yù)應(yīng)力張拉完成后再施工。2 縱向計(jì)算(線間距3.8227.131m米)計(jì)算軟件采用Midas/Civil 2010 V780版，采用空間梁單元建模，本橋?yàn)樵诰徍颓€上的變寬連續(xù)梁橋，模型仿真按實(shí)際曲線變化建立梁單元。全橋按照截面變化規(guī)律，以梗脅、變高、跨中等關(guān)鍵變化截面對稱劃分單元，共分94個(gè)單元，115個(gè)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置雙支座模擬支座受力，以求解支座反力。其中，3、25、54、81、103號(hào)節(jié)點(diǎn)為邊、中支點(diǎn)，39、67號(hào)節(jié)點(diǎn)為跨中節(jié)點(diǎn)。計(jì)算模型如

6、圖2-1所示。 圖2-1 橋梁有限元分析離散圖2.1 縱向計(jì)算荷載2.1.1 主力1、自重及二期恒載結(jié)構(gòu)自重按26kN/m3計(jì)算，根據(jù)南京地鐵三號(hào)線二期恒載計(jì)算方法確定二期恒載為88.04494.662kN/m，詳細(xì)計(jì)算過程見附錄3。2、地鐵車輛荷載及動(dòng)力作用地鐵列車荷載根據(jù)下圖（南京地鐵三號(hào)線為四動(dòng)兩拖六輛車編組，見圖2-2，圖示為兩輛車，圖中下排數(shù)字單位為mm）計(jì)算，并考慮動(dòng)力系數(shù)的影響。動(dòng)力系數(shù)值為1+，其中為按鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范(TB 10002.1-2005)4.3.5條計(jì)算值乘以0.8確定，即1+0.8=1+0.8×( )=1+0.8×2×()=1.

7、137圖2-2 地鐵列車荷載模式3、基礎(chǔ)變位單墩不均勻沉降取1cm計(jì)算，考慮單墩及隔墩最不利情況組合。4、 收縮徐變 混凝土的收縮應(yīng)變的徐變系數(shù)終極值按鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005）規(guī)定辦理。徐變系數(shù)的計(jì)算參照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)辦理。預(yù)應(yīng)力梁二期恒載加載齡期不小于60天，徐變齡期計(jì)算至1500天。2.1.2 主+附加力組合1、制動(dòng)力考慮其與沖擊力組合，取一線豎向靜活載的10%計(jì)算。2、溫度影響整體升溫按17.8計(jì)算，降溫按-12.4計(jì)算；日照溫差按頂板升溫5計(jì)算。2.2 混凝土應(yīng)力和抗裂驗(yàn)算2.2.1 混凝土截面正應(yīng)力驗(yàn)算

8、計(jì)算結(jié)果如圖2-32-10所示，圖中右側(cè)紅色方框線對應(yīng)的數(shù)值即改圖中的最大數(shù)值，壓應(yīng)力為負(fù)，拉應(yīng)力為正，單位為Mpa。圖2-3 主力組合作用下混凝土截面上緣最大正應(yīng)力圖（最大-8.68Mpa）圖2-4 主力組合作用下混凝土截面上緣最小正應(yīng)力圖（最大-7.27Mpa）圖2-5 主力組合作用下混凝土截面下緣最大正應(yīng)力圖（最大-10.35Mpa）圖2-6 主力組合作用下混凝土截面下緣最小正應(yīng)力圖（最大-8.5Mpa）圖2-7 主+附組合作用下混凝土截面上緣最大正應(yīng)力圖（最大-8.73Mpa）圖2-8 主+附組合作用下混凝土截面上緣最小正應(yīng)力圖（最大-7.32Mpa）圖2-9 主+附組合作用下混凝土截

9、面下緣最大正應(yīng)力圖（最大-10.36Mpa）圖2-10 主+附組合作用下混凝土截面下緣最小正應(yīng)力圖（最大-8.5Mpa）2.2.2 混凝土斜截面抗裂驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果如圖2-112-14所示，圖中右側(cè)紅色方框線對應(yīng)的數(shù)值即改圖中的最大數(shù)值，壓應(yīng)力為負(fù)，拉應(yīng)力為正，單位為Mpa。圖2-11 主力組合作用下混凝土截面主拉應(yīng)力圖（最大0.73Mpa）圖2-12 主力組合作用下混凝土截面主壓應(yīng)力圖（最大-10.4Mpa）圖2-13 主+附組合作用下混凝土截面主拉應(yīng)力圖（最大0.77Mpa）圖2-14 主+附組合作用下混凝土截面主壓應(yīng)力圖（最大-10.12Mpa）2.2.3 混凝土正截面抗裂驗(yàn)算正截面抗裂驗(yàn)算

10、詳細(xì)計(jì)算過程參見附件一，下面只列出幾個(gè)控制截面的驗(yàn)算結(jié)果。驗(yàn)算選取中支點(diǎn)截面(對應(yīng)節(jié)點(diǎn)號(hào)為25、54和81)和各跨跨中截面(對應(yīng)節(jié)點(diǎn)號(hào)依次為15、39、67和91)驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果見表2-1。表2-1 正截面抗裂驗(yàn)算結(jié)果截面位置 (kN/m2)c (kN/m2)fct (kN/m2)安全系數(shù)15-7151.55412661.3546-4438.62452.391125-3904.74755741.6413-3924.16632.475439-10890.743414742.6817-4454.28771.762754-5207.07597737.5015-3662.03912.189267-10

11、665.486916103.9579-4433.28031.925681-3947.30296308.1105-4950.86932.852391-6203.481613650.2103-3203.79592.71692.2.4 混凝土截面剪應(yīng)力驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果見圖2-152-16，圖中右側(cè)紅色方框線對應(yīng)的數(shù)值即該圖中的最大數(shù)值?？梢娮畈焕M合作用下截面最大最小剪應(yīng)力分別為2.25Mpa和-2.05Mpa，小于0.17fc=5.7Mpa。圖2-15 主力組合作用下混凝土截面剪應(yīng)力圖圖2-16 主+附組合作用下混凝土截面剪應(yīng)力圖2.3 強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算包括正截面抗彎強(qiáng)度和斜截面抗剪強(qiáng)度，詳細(xì)計(jì)算過程

12、參見附件一，下面只列出幾個(gè)控制截面的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果。2.3.1 正截面抗彎強(qiáng)度計(jì)算正截面強(qiáng)度計(jì)算選取中支點(diǎn)截面(對應(yīng)節(jié)點(diǎn)號(hào)為25、54和81)和各跨跨中截面(對應(yīng)節(jié)點(diǎn)號(hào)依次為15、39、67和91)驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果見表2-2。計(jì)算彎距和強(qiáng)度以下緣受拉為正。表2-2 正截面抗彎強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果截面位置主+附組合計(jì)算彎距(kN.m)強(qiáng)度(kN.m)安全系數(shù)151.64E+043.22E+041.9625-3.74E+04-1.33E+053.57391.74E+047.92E+044.5554-4.95E+04-2.15E+054.35673.08E+047.77E+043.5181-4.56E+04-1

13、.87E+054.11911.94E+044.83E+042.482.3.2 斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算取7、19、35、70、75、90和100號(hào)截面進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果見表2-3。表2-3 斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果截面位置主+附組合計(jì)算剪力(kN)強(qiáng)度(kN)安全系數(shù)7-1316.551-3654.27482.7756192544.3116784.97742.666735-629.3473-3118.43024.95570576.68462478.0764.2971753625.67868380.47052.311490-999.8556-2071.30752.07161003409.34767777

14、.79532.28133 箱梁環(huán)框計(jì)算(線間距4.52米)環(huán)框計(jì)算沿橋縱向取1m寬板厚計(jì)算，計(jì)算軟件采用Civil 2010 V780版，無接觸網(wǎng)立柱和有接觸網(wǎng)立柱時(shí)的計(jì)算模型如圖3-1和圖3-2所示。圖3-1 無接觸網(wǎng)立柱計(jì)算模型節(jié)點(diǎn)示意圖圖3-2 有接觸網(wǎng)立柱計(jì)算模型節(jié)點(diǎn)示意圖3.1 環(huán)框計(jì)算荷載3.1.1 主力1、橋面恒載1）聲屏障及附屬：結(jié)構(gòu)高度4.0m（從軌頂計(jì)算，全封閉）聲屏障自身重2600kg/m（26kN/m）（雙側(cè)）。（已含原電纜托架H型鋼、電纜以及托架重量、ALC護(hù)欄板重量，風(fēng)、雪荷載計(jì)算時(shí)已經(jīng)考慮）2）橋面鋪裝：3.8227.131m線間距： 2.0kN/m2 2.0&#

15、215;（9.02212.331）=18.04424.662 KN/m3）單線軌道：22kN/m。4）接觸網(wǎng)立柱荷載：最不利荷載為65kN的集中力與130kN/m的彎距。2、活載取活載軸重160kN，縱向影響范圍1.0m計(jì)算。特種荷載分布長度： L=(0.52-0.176)×2=0.688m特種荷載分布集度：考慮動(dòng)力系數(shù)特種荷載最終分布集度：q=116.28×1.137=132.21kN/m（其中1+u=1.137）3.1.2附加力1、溫度荷載整體升溫按17.8計(jì)算，降溫按-12.4計(jì)算?？紤]日照升溫溫差和寒潮降溫溫差，具體按鐵路橋涵鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB 10002

16、.3-2005) 附錄B辦理。3.2 無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算最不利荷載下彎距如圖3-3所示。圖3-3 無接觸網(wǎng)立柱最不利荷載作用截面彎距圖(kN-m)無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算結(jié)果顯示22號(hào)截面為最不利，該截面的計(jì)算和配筋結(jié)果見表3-1。表3-1 無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算結(jié)果最不利截面號(hào)22最不利彎距值(kN.m)169.1需配鋼筋總面積(mm2)1608實(shí)配鋼筋面積(mm2)2212實(shí)配鋼筋后裂縫寬度(mm)0.17643.3 有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算最不利荷載下彎距如圖3-5所示。圖3-4 有接觸網(wǎng)立柱最不利荷載作用截面彎距圖(kN-m)站臺(tái)銜接處跨中截面環(huán)框計(jì)算結(jié)果顯示：

17、22和60號(hào)截面均可能為最不利，他們的計(jì)算和配筋結(jié)果見表3-3和表3-4。表3-2 有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算結(jié)果最不利截面號(hào)22最不利截面彎距值(kN.m)324.1需配鋼筋總面積(mm2)2881實(shí)配鋼筋面積(mm2)6773實(shí)配鋼筋后裂縫寬度(mm)0.1149表3-3 有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計(jì)算結(jié)果最不利截面號(hào)60最不利截面彎距值(kN.m)170需配鋼筋總面積(mm2)4375實(shí)配鋼筋面積(mm2)6773實(shí)配鋼筋后裂縫寬度(mm)0.137附錄1 支座反力計(jì)算計(jì)算結(jié)果見附表1，計(jì)算圖示見附圖1。附表1 27.5+40+40+27.5m連續(xù)梁支座反力計(jì)算結(jié)果節(jié)點(diǎn)荷載FZ (kN)

18、1066(全部)2183.2561081076(全部)2143.8891871086(全部)6132.3304531096(全部)6033.4859361106(全部)7187.095541116(全部)7338.2803881126(全部)7344.3805681136(全部)7403.659431146(全部)2568.1857091156(全部)2705.547308附圖1 支座反力計(jì)算圖示附錄2 連續(xù)梁變形驗(yàn)算 由分析可知：邊跨最大豎向位移發(fā)生在93節(jié)點(diǎn)85號(hào)單元處，最大位移為 1.5cm<L/800=3.4cm(邊跨)，驗(yàn)算合格。 由分析可知：中跨最大豎向位移發(fā)生在77節(jié)點(diǎn)71號(hào)單元處，最大位移為 0.9cm<L/700=5.7cm(中跨)，驗(yàn)算合格。附圖2 變形驗(yàn)算圖示附錄3 二期恒載計(jì)算(線間距3.8227.133mm)1、 聲屏障及附屬：結(jié)構(gòu)高度4.0m（從軌頂計(jì)算，全封閉）