2x26m鋼箱梁人行天橋上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)計算書

1、 .DOC資料. 1. 工程概況本工程為福建省國省道干線縱二線磁灶井邊至新垵段改造工程樁號K206+488處設(shè)置的人行天橋。橋梁上跨國道縱二線，橋梁綜合考慮場地標(biāo)高、道路斷面以及遠(yuǎn)期人非混合道的拓寬需求，跨徑布置為：2x26m連續(xù)鋼箱梁。2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范(CJJ 69-95)2公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范（JTJ D64-2015）3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017-2003）4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）5公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）6公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2015）7城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（

2、CJJ 166-2011）8公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則（JTG/TB02-01-2008）9.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB 50936-2014）10.鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范（GB 50661-2001）3. 天橋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1設(shè)計荷載：人群荷載：5.0 kN/m2；欄桿推力：2.5kN/m；基本風(fēng)壓：1.56kN/m2；2抗震設(shè)防烈度為7度，地震動峰值加速度為0.15g，設(shè)計地震分組為第二組，設(shè)計特征周期為0.40s，橋梁設(shè)防措施等級為8度，橋梁抗震設(shè)防類別B類；3凈空高度：機(jī)動車道凈空5.0m，人非混合道凈空4.5m；4上部結(jié)構(gòu)豎向自振頻率3Hz；5環(huán)境類別：類環(huán)境；6設(shè)計基準(zhǔn)期：100年，設(shè)計使用年限：5

3、0年；7結(jié)構(gòu)安全等級：一級。4人行天橋結(jié)構(gòu)驗算4.1 結(jié)構(gòu)形式天橋主梁采用2x26m連續(xù)鋼箱梁，主梁總長55.5m，天橋主梁橋面凈寬4.2m，含欄桿全寬4.5m；梯道凈寬3.2m，含欄桿全寬3.5m。具體尺寸詳見施工圖設(shè)計圖紙及相關(guān)文件。主梁墩頂設(shè)置板式橡膠支座，主橋墩柱采用鋼筋砼花瓶橋墩，采用150cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；梯道支墩均采用60cm鋼管柱式墩，100cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。4.2 設(shè)計荷載及材料設(shè)計參數(shù)1. 荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范中規(guī)定取值：一、永久荷載：1結(jié)構(gòu)恒載：（1）鋼容重78.5kN/m3；（2）主梁二期恒載：鋼筋砼鋪裝加地磚平均厚10cm，加上欄桿及其它荷載（橫隔板重等），

4、綜合取16.5kN/m；（3） 梯坡道重： A梯道對主梁豎向力為125.2kN，C梯道對主梁的豎向力為202.3kN。 2基礎(chǔ)變位影響力：主梁支點處沉降1cm，按不利組合。二、可變荷載：1基本可變荷載（1） 人群：按5.0 kN/m2全寬滿布人群，程序自動按最不利加載。2其他可變荷載（1）均勻溫度：結(jié)構(gòu)總體溫度變化，安裝合攏溫度取為15，整體升溫取31度，整體降溫18度；（2）梯度溫度：計算按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JGJD60-2004）中4.3.10中規(guī)定取值，負(fù)溫度梯度按照正溫度梯度的50%計算。圖4-1 主梁溫度梯度示意圖其中T1=25，T2=6.7。（3） 風(fēng)荷載：取基準(zhǔn)風(fēng)壓1.56

5、 kN /m2，各工況取不利按不同風(fēng)向加載； 三、偶然荷載（1）地震力：抗震設(shè)防烈度為7度，不控制上部結(jié)構(gòu)。2. 材料設(shè)計參數(shù)：主梁鋼材為Q345B，容重78.5kN/m3，彈性模量2.06x108MPa，熱膨脹系數(shù)1.2x10-5。4.3 荷載組合： 本橋設(shè)計安全等級為一級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為0=1.1。1）天橋主梁結(jié)構(gòu)按以下組合取最不利：組合1：1.1（結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位）組合2：1.1（結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位+風(fēng)載+梯度升溫（或降溫）組合3：1.1（結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位+風(fēng)載+梯度升溫（或降溫）+整體升溫（或降溫）2）支反力組合：結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位+風(fēng)載+梯度升溫（或降溫）+整體升溫（或

6、降溫） 3）自定義組合1 ：人群（驗算撓度）5）自定義組合2 ：結(jié)構(gòu)重力+人群（計算是否需要設(shè)置預(yù)拱度）6）偶然組合：地震水平力+1.0 kN /m2人群（控制下部結(jié)構(gòu)計算）4.4 結(jié)構(gòu)建模：MIDAS/civil 2013進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜動力計算。上部結(jié)構(gòu)按實際情況建模分析，計算內(nèi)力、撓度、支反力、應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)特征值分析。橋梁共分56個單元，63個節(jié)點。主梁采用鋼箱截面，采用一般支撐及彈性連接模擬雙支座。4.5天橋上部結(jié)構(gòu)驗算：1計算幾何模型、三維模型圖4-2 主梁幾何模型圖4-3主梁三維模型2主梁內(nèi)力圖4-4主梁彎矩圖主梁節(jié)點彎矩表 表4-1節(jié)點號荷載組合彎矩（kNm）節(jié)點號荷載組合彎矩（kNm

7、）1承載能力1029承載能力1-4357.812承載能力1-11.9630承載能力1-3649.953承載能力1-65.0931承載能力1-2955.124承載能力1552.4232承載能力1-2266.495承載能力11104.3333承載能力1-1575.936承載能力11590.6334承載能力1-873.827承載能力12011.3135承載能力1-180.428承載能力12366.3936承載能力1448.629承載能力12655.8637承載能力11012.0610承載能力12879.7338承載能力11509.8911承載能力13037.9839承載能力11942.1112承載能

8、力13130.6340承載能力12308.7313承載能力13157.6741承載能力12609.7314承載能力13119.142承載能力12845.1315承載能力13014.9243承載能力13014.9216承載能力12845.1344承載能力13119.117承載能力12609.7345承載能力13157.6718承載能力12308.7346承載能力13130.6319承載能力11942.1147承載能力13037.9820承載能力11509.8948承載能力12879.7321承載能力11012.0649承載能力12655.8722承載能力1448.6250承載能力12366.39

9、23承載能力1-180.4251承載能力12011.3124承載能力1-873.8252承載能力11590.6325承載能力1-1575.9353承載能力11104.3326承載能力1-2266.4954承載能力1552.4227承載能力1-2955.1255承載能力1-65.0928承載能力1-3649.9556承載能力1-11.96圖4-5主梁剪力圖主梁節(jié)點剪力表 表4-2節(jié)點號荷載組合彎矩（kNm）節(jié)點號荷載組合彎矩（kNm）1承載能力149.2129承載能力1-673.612承載能力1114.8130承載能力1-630.373承載能力1-268.2131承載能力1-586.594承載能

10、力1-224.0432承載能力1-542.215承載能力1-178.7733承載能力1-497.196承載能力1-132.434承載能力1-451.57承載能力1-84.9335承載能力1-405.098承載能力1-36.3836承載能力1-357.939承載能力113.2437承載能力1-309.9710承載能力163.9338承載能力1-261.1911承載能力1115.6639承載能力1-211.5412承載能力1168.4140承載能力1-161.0113承載能力1222.1841承載能力1-109.5714承載能力1276.9442承載能力1-57.1815承載能力1332.6743

11、承載能力1-3.8216承載能力1389.3444承載能力150.5317承載能力1446.9245承載能力1105.8918承載能力1505.446承載能力1162.2819承載能力1564.7347承載能力1219.7120承載能力1624.8948承載能力1278.221承載能力1685.8549承載能力1337.7722承載能力1747.5550承載能力1398.4223承載能力1809.9851承載能力1460.1624承載能力1873.0852承載能力1523.0125承載能力1936.8253承載能力1586.9526承載能力11001.1554承載能力1652.0127承載能力

12、11066.0355承載能力1-31.8828承載能力11131.456承載能力103主梁應(yīng)力圖4-6 主梁最大正應(yīng)力圖 主梁最大正應(yīng)力表 表4-3節(jié)點號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）節(jié)點號荷載組合最大正應(yīng)力(MPa)1承載能力112.329承載能力1742承載能力112.530承載能力164.93承載能力113.231承載能力156.54承載能力110.732承載能力1495承載能力18.633承載能力142.46承載能力16.8634承載能力136.87承載能力15.4735承載能力132.18承載能力1-7.6736承載能力127.89承載能力1-10.137承載能力123.810承載能力

13、1-1238承載能力120.111承載能力1-13.339承載能力116.812承載能力1-14.140承載能力113.913承載能力1-14.441承載能力111.314承載能力1-1442承載能力1-11.715承載能力1-13.143承載能力1-13.116承載能力1-11.744承載能力1-1417承載能力111.345承載能力1-14.418承載能力113.946承載能力1-14.119承載能力116.847承載能力1-13.320承載能力120.148承載能力1-1221承載能力123.849承載能力1-10.122承載能力127.850承載能力1-7.6723承載能力132.15

14、1承載能力15.4724承載能力136.852承載能力16.8625承載能力142.453承載能力18.626承載能力14954承載能力110.727承載能力156.555承載能力113.228承載能力164.956承載能力112.5圖4-7 主梁最大剪應(yīng)力圖 主梁最大剪應(yīng)力表 表4-4節(jié)點號荷載組合最大正應(yīng)力(MPa)節(jié)點號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）1承載能力2029承載能力2-11.92承載能力20.33630承載能力2-11.23承載能力2-6.4631承載能力2-10.54承載能力2-5.7832承載能力2-9.865承載能力2-5.133承載能力2-9.196承載能力2-4.443

15、4承載能力2-8.537承載能力2-3.7935承載能力2-7.878承載能力2-3.1536承載能力2-7.229承載能力2-2.5237承載能力2-6.5810承載能力2-1.9138承載能力2-5.9511承載能力2-1.339承載能力2-5.3212承載能力2-0.7140承載能力2-4.7113承載能力2-0.12841承載能力2-4.114承載能力20.44542承載能力2-3.515承載能力21.0143承載能力2-2.9216承載能力21.5644承載能力2-2.3417承載能力22.145承載能力2-1.7718承載能力22.6346承載能力2-1.2219承載能力23.15

16、47承載能力2-0.67320承載能力23.6748承載能力2-0.13921承載能力24.1749承載能力20.38322承載能力24.6750承載能力20.89423承載能力25.1651承載能力21.3924承載能力25.6452承載能力21.8825承載能力26.1153承載能力22.3626承載能力26.5854承載能力22.8227承載能力27.0455承載能力2-1.2128承載能力27.556承載能力2-0.518 以上計算可得主梁最大正應(yīng)力=74.0fd270MPa，主梁最大剪應(yīng)力=11.9fvd=155 MPa，=0.3131。T形連接處折算應(yīng)力1.184.5MPa1.1=

17、297 MPa。故天橋的強度滿足要求。4由人群荷載計算最大豎向撓度 圖4-8 人群荷載計算最大豎向撓度 人群荷載作用下最大豎向撓度 表4-5節(jié)點號荷載組合撓度（m）節(jié)點號荷載組合撓度（m）1撓度組合10.00148329撓度組合102撓度組合10.00084830撓度組合1-0.0006393撓度組合1031撓度組合1-0.0013164撓度組合1-0.00088232撓度組合1-0.0020125撓度組合1-0.00174433撓度組合1-0.0027086撓度組合1-0.00257134撓度組合1-0.0033877撓度組合1-0.00334935撓度組合1-0.0040338撓度組合1-

18、0.00406736撓度組合1-0.0046349撓度組合1-0.00471437撓度組合1-0.00517610撓度組合1-0.00528138撓度組合1-0.00564911撓度組合1-0.0057639撓度組合1-0.00604412撓度組合1-0.00614540撓度組合1-0.00635213撓度組合1-0.00643241撓度組合1-0.00656714撓度組合1-0.00661942撓度組合1-0.00668615撓度組合1-0.00670343撓度組合1-0.00670316撓度組合1-0.00668644撓度組合1-0.00661917撓度組合1-0.00656745撓度組合

19、1-0.00643218撓度組合1-0.00635246撓度組合1-0.00614519撓度組合1-0.00604447撓度組合1-0.0057620撓度組合1-0.00564948撓度組合1-0.00528121撓度組合1-0.00517649撓度組合1-0.00471422撓度組合1-0.00463450撓度組合1-0.00406723撓度組合1-0.00403351撓度組合1-0.00334924撓度組合1-0.00338752撓度組合1-0.00257125撓度組合1-0.00270853撓度組合1-0.00174426撓度組合1-0.00201254撓度組合1-0.00088227撓

20、度組合1-0.00131655撓度組合1028撓度組合1-0.00063956撓度組合10.000848在人群荷載作用下最大豎向撓度為6.70mmL/600=43.33mm，故撓度滿足要求。5由結(jié)構(gòu)重力和人群荷載計算的豎向撓度 結(jié)構(gòu)重力和人群荷載計算的豎向撓度 表4-6節(jié)點號荷載組合撓度（m）節(jié)點號荷載組合撓度（m）1撓度組合20.00327129撓度組合202撓度組合20.00186730撓度組合2-0.000853撓度組合2031撓度組合2-0.001914撓度組合2-0.0019732撓度組合2-0.003145撓度組合2-0.0038933撓度組合2-0.004476撓度組合2-0.0

21、057234撓度組合2-0.005857撓度組合2-0.0074335撓度組合2-0.007248撓度組合2-0.0089936撓度組合2-0.008589撓度組合2-0.0103837撓度組合2-0.0098410撓度組合2-0.0115638撓度組合2-0.0109911撓度組合2-0.0125439撓度組合2-0.01212撓度組合2-0.0132840撓度組合2-0.0128313撓度組合2-0.0137941撓度組合2-0.0134714撓度組合2-0.0140642撓度組合2-0.013915撓度組合2-0.014143撓度組合2-0.014116撓度組合2-0.013944撓度組

22、合2-0.0140617撓度組合2-0.0134745撓度組合2-0.0137918撓度組合2-0.0128346撓度組合2-0.0132819撓度組合2-0.01247撓度組合2-0.0125420撓度組合2-0.0109948撓度組合2-0.0115621撓度組合2-0.0098449撓度組合2-0.0103822撓度組合2-0.0085850撓度組合2-0.0089923撓度組合2-0.0072451撓度組合2-0.0074324撓度組合2-0.0058552撓度組合2-0.0057225撓度組合2-0.0044753撓度組合2-0.0038926撓度組合2-0.0031454撓度組合2

23、-0.0019727撓度組合2-0.0019155撓度組合2028撓度組合2-0.0008556撓度組合20.001867由結(jié)構(gòu)重力和人群荷載計算的豎向撓度為14.1mm 3Hz，滿足規(guī)范要求。圖4-9 主梁1階豎向振型圖7整體穩(wěn)定驗算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第4.2.1條及第4.2.4條，h/b0=1.2/4.5=0.2676，且l1/b0=26/4.5=5.7880(235/fy)=54.5，故應(yīng)腹板應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，本橋主梁腹板還設(shè)置兩縱向加勁肋，均為板肋。成立時，局部穩(wěn)定滿足，hw=1164mm，tw=16mm，=74MPa，=11.9MPa，a=1500mm帶入上式可得，故局部穩(wěn)定滿足要求

24、。9支承加勁肋驗算支承加勁肋滿足 故支承加勁肋滿足局部承壓的要求。10支座反力 圖4-10 主梁支座反力圖持久狀況人行天橋支座反力表 表4-8墩柱號支座1豎向反力（kN）支座2豎向反力（kN）水平力（kN）1（邊墩）695.5480.918.32（中墩）1003.51053.650.23（邊墩）695.5480.918.3偶然狀況人行天橋支座反力表 表4-9墩柱號支座1豎向反力（kN）支座2豎向反力（kN）2（中墩）639.5639.5偶然狀況下人行天橋支座支反力取天橋恒載和q=1.0kN/m2的人群荷載計算反力。偶然狀況下地震作用于下部結(jié)構(gòu)的水平力詳見主梁墩柱驗算部分。4.6天橋下部結(jié)構(gòu)驗算

25、：本橋下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼花瓶形獨柱墩接承臺樁基礎(chǔ)，墩柱高度均為5.6m，Z1、Z3號墩為主梁邊墩，Z2號墩為主梁中墩。由于中墩上設(shè)有固定支座，三個橋墩的抗推剛度相同，故中墩為均勻溫度作用的不動點?；ㄆ慷盏目雇苿偠劝聪率接嬎悖嚎傻肒墩=11792.5kN/m，由于Z1、Z3墩頂均為活動支座，故支座本身抗推剛度可忽略不計，Z1墩和Z3墩距離不動點Z2墩的距離均為26m，整體升溫取31，整體降溫取-18攝氏度。在整體升溫條件下主梁的伸縮量為，整體升溫溫度力為在整體降溫條件下主梁的伸縮量為，整體降溫溫度力為對于可滑動的盆式橡膠支座，摩擦系數(shù)=0.03，故Z1、Z3墩頂?shù)闹ёψ枇ψ畲鬄镕=（669.0

26、+454.4）x0.03=33.7kN。由于溫度變化對下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力無法超過最大的支座摩阻力，故整體升、降溫的溫度力的大小均可取為33.7kN，作用于Z1、Z3墩頂。1持久狀況墩柱計算持久狀況下由于Z2號墩所受豎向力以及水平力均大于Z1、Z3號墩（Z2受上部結(jié)構(gòu)傳遞風(fēng)荷載水平力大于Z1、Z3所受整體溫升溫降產(chǎn)生的溫度荷載水平力），故對最不利的Z2號橋墩及支座偏載較大的Z3號墩進(jìn)行驗算。橋墩混凝土等級為C30，鋼筋選用直徑25cm的HRB400鋼筋。（1）Z2號墩承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗算a）荷載與荷載組合 由上部結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出作用于支座上各個荷載的效應(yīng)值，對其進(jìn)行荷載組合。各類

27、作用在Z2號墩上產(chǎn)生的支反力表 表4-10作用類型反力（kN）鋼梁自重二期恒載人群荷載風(fēng)荷載基礎(chǔ)沉降梯度溫度支座1豎向反力357.2266.2340.6-25.111.653支座2豎向反力357.2266.2340.625.111.653水平力50.2墩柱自重為219.74kN，花瓶墩驗算截面取墩底截面，對各個荷載進(jìn)行組合，詳見下表。 墩底截面荷載組合值表 表4-11組合類型軸力（kN）彎矩（kNm）剪力（kN）承載能力極限狀態(tài)基本組合3132.8326.852.7正常使用極限狀態(tài)頻遇組合2009.0124.520.1正常使用極限狀態(tài)準(zhǔn)永久組合1804.6124.520.1b）承載能力極限狀態(tài)

28、驗算墩柱截面按照矩形偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計算，截面尺寸bxh=1200mmx1200mm，構(gòu)件在彎矩方向和垂直彎矩作用方向上計算長度均為4m。 材料設(shè)計參數(shù)表 表4-12材料設(shè)計參數(shù)fcd（MPa）ftd（MPa）Ec（MPa）fsd/fsd(MPa)C30砼13.81.3930000HRB400330偏心距e0=M/N=326.8/3132.8=0.104m=104mm，構(gòu)件在彎矩作用方向的長細(xì)比l0/b=4000/1200=3.35，故不計偏心距增大系數(shù)。設(shè)as=as=60mm，h0=1140mm。故可判別大小偏心：=N/(fcdbh0)=3132.8x103/(13.8x1200 x1140

29、)=0.1662 as=120mm。es= e0+h/2-as=104+1200/2-60=644mm。故可得所需縱筋面積為：= -3525.7mm2，故截面無需配置鋼筋，僅按構(gòu)造配筋。選取雙側(cè)各12根直徑25mm的HRB400鋼筋，滿足設(shè)計要求。c）正常使用極限狀態(tài)驗算由于橋墩為偏心受壓構(gòu)件，故應(yīng)對橋墩的裂縫進(jìn)行計算，應(yīng)滿足在類環(huán)境條件下，裂縫寬度小于0.2mm。故最大裂縫寬度為Wtk=0.07mm0.2mm，故裂縫計算滿足設(shè)計要求。（2）Z3號墩承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗算a）荷載與荷載組合各類作用在Z3號墩上產(chǎn)生的支反力表 表4-13作用類型反力（kN）鋼梁自重二期恒載梯道恒載

30、人群荷載整體溫度變化基礎(chǔ)沉降風(fēng)荷載支座1豎向反力128.695.996.7138.911.6-9.2支座2豎向反力128.695.9329.6138.911.69.2水平力33.718.3墩柱自重為219.74kN，花瓶墩驗算截面取墩底截面，對各個荷載進(jìn)行組合，詳見下表。 墩底截面荷載組合值表 表4-14組合類型軸力（kN）彎矩（kNm）剪力（kN）承載能力極限狀態(tài)基本組合1898.8533.560.1正常使用極限狀態(tài)頻遇組合1312.7260.620.8正常使用極限狀態(tài)準(zhǔn)永久組合1229.4260.620.8b）承載能力極限狀態(tài)驗算墩柱截面按照矩形偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計算，截面尺寸bxh=120

31、0mmx1200mm，構(gòu)件在彎矩方向和垂直彎矩作用方向上計算長度均為4m。 材料設(shè)計參數(shù)表 表4-15材料設(shè)計參數(shù)fcd（MPa）ftd（MPa）Ec（MPa）fsd/fsd(MPa)C30砼13.81.3930000HRB400330偏心距e0=M/N=533.5/1898.8=0.109m=281mm，構(gòu)件在彎矩作用方向的長細(xì)比l0/b=4000/1200=3.35，故不計偏心距增大系數(shù)。設(shè)as=as=60mm，h0=1140mm。故可判別大小偏心：=N/(fcdbh0)=1898.8x103/(13.8x1200 x1140)=0.101b=0.53，故可按大偏心受壓構(gòu)件計算，受壓區(qū)高度

32、x=h0=0.101x1140=114mm2 as=120mm。故取受壓區(qū)高度x=2 as=120mm ，es= h/2-e0-as=1200/2-281-60=259mm。故可得所需縱筋面積為：= 1380.5mm2，選取每側(cè)12根直徑25mm的HRB400鋼筋，單側(cè)配筋面積為12x490.9=5890.8mm2滿足設(shè)計要求。c）正常使用極限狀態(tài)驗算由于橋墩為偏心受壓構(gòu)件，故應(yīng)對橋墩的裂縫進(jìn)行計算，應(yīng)滿足在類環(huán)境條件下，裂縫寬度小于0.2mm。故最大裂縫寬度為Wtk=0.03mmmin=0.005，滿足最小配筋率要求，凈保護(hù)層厚度取7.5cm。垂直彎矩作用平面截面驗算：長細(xì)比l0/d=22/

33、1.5=14.6667，故穩(wěn)定系數(shù)=0.843。垂直彎矩平面內(nèi)承載力：Nu=0.9(fcdAc+fsdAs)=0.9x0.843x(13.8x1767146+330 x9122.4)/1000=20793.5kNP=3627.2kN，故垂直彎矩作用平面承載力滿足要求。彎矩作用平面內(nèi)截面驗算：偏心距e0=M/N=524/3627.2x1000=144.5mm，偏心率增大系數(shù)=1.716，e0=248mm。在彎矩作用平面內(nèi)e0=（Bfcd+Dgfsd）/(Afcd+Cfsd），利用圓形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計算系數(shù)表得以下試算結(jié)果：偏心率試算表 表4-16ABCD(e0)e0(e0

34、)/e00.772.03060.61361.50131.20862522481.0168874710.782.06170.60611.548219857926360.792.09260.59821.59381955437647故可知當(dāng)=0.78時，(e0)與e0最接近，故彎矩作用平面內(nèi)的承載力為Nu=Ar2fcd+Cr2fsd=（2.0617x7502x13.8+1.5482x0.005162x7502x330）/1000=17487.5kNNuP=3616.0kN，故彎矩作用平面內(nèi)承載力滿足要求。c）正常使用極限狀態(tài)樁基受力計算輸入數(shù)據(jù)（按

35、正常使用極限狀態(tài)頻遇組合）:h=22.000 m, h1=0.000 m, h2 = 0.000 malfa = 0.328, m = 10000.000, n = 1.000, EI = 5964117.303 m4外力P = 2286.700 KN, H = 20.100 KN, M外=154.600 KNm外荷載q1 = 0.000, q2 = 0.000, q3 = 0.000, q4 = 0.000 KN/m基底嵌入巖石層正常使用極限狀態(tài)頻遇組合計算結(jié)果：地面處樁柱彎矩: Mo=154.6 KNm, 剪力 Ho=20.1 KN樁柱頂彎矩: Ma = 154.6 KNm地面處樁柱變位:

36、 水平位移 = 0.0006 m, 轉(zhuǎn)角 = -0.0002 弧度樁柱底彎矩: Mh = -39.3 KNm樁柱頂水平位移: delta = 0.0006 m坐標(biāo)位移彎矩剪力土應(yīng)力0.000.0006154.620.10.0-1.100.0004174.013.44.7-2.200.0003181.5-0.46.0-3.300.0002173.1-14.45.1-4.400.0001151.4-24.93.1-5.500.0000120.6-29.91.0-6.60-0.000087.2-30.2-0.6-7.70-0.000055.3-27.5-1.4-8.80-0.000027.1-23.

37、6-1.6-9.90-0.00003.7 -20.5-1.1-11.00-0.0000-17.8-18.5-0.5-12.10-0.0000-37.6-17.9-0.0-13.20-0.0000-39.3-17.9-0.0-14.30-0.0000-39.3-17.9-0.0-15.40-0.0000-39.3-17.9-0.0-16.50-0.0000-39.3-17.9-0.0-17.60-0.0000-39.3-17.9-0.0-18.70-0.0000-39.3-17.9-0.0-19.80-0.0000-39.3-17.9-0.0-20.90-0.0000-39.3-17.9-0.0

38、-22.00-0.0000-39.3-17.9-0.0由計算可得，樁最不利受力位置約在y=-2.2m的位置，該處P=2380.0kN，M=181.5kN m，Q=-0.4kN，故對該截面進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)裂縫驗算。d）正常使用極限狀態(tài)樁基裂縫驗算故在荷載短期效應(yīng)組合下受拉區(qū)邊緣鋼筋應(yīng)力ss=-94.1MPamin=0.005，滿足最小配筋率要求，凈保護(hù)層厚度取7.5cm。垂直彎矩作用平面截面驗算：長細(xì)比l0/d=20/1.5=14.6667，故穩(wěn)定系數(shù)=0.843。垂直彎矩平面內(nèi)承載力：Nu=0.9(fcdAc+fsdAs)=0.9x0.843x(13.8x1767146+330 x9122

39、.4)/1000=20786.1kNP=2393.6kN，故垂直彎矩作用平面承載力滿足要求。彎矩作用平面內(nèi)截面驗算：偏心距e0=M/N=693.3/2393.6x1000=290mm，偏心率增大系數(shù)=1.565，e0=454mm。在彎矩作用平面內(nèi)e0=（Bfcd+Dgfsd）/(Afcd+Cfsd），利用圓形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計算系數(shù)表得以下試算結(jié)果：偏心率試算表 表4-19ABCD(e0)e0(e0)/e00.561.36320.65590.29371.85194604531.0134967750.571.3950.65890.34441.83814494530.9883

40、790620.581.42690.66150.3961.82264374530.963763128故可知當(dāng)=0.57時，(e0)與e0最接近，故彎矩作用平面內(nèi)的承載力為Nu=Ar2fcd+Cr2fsd=（1.395x7502x13.8+0.3444x0.005162x7502x330）/1000=11158.7kNNuP=2393.6kN，故彎矩作用平面內(nèi)承載力滿足要求。c）正常使用極限狀態(tài)樁基受力計算輸入數(shù)據(jù)（按正常使用極限狀態(tài)頻遇組合）:h=22.000 m, h1=0.000 m, h2 = 0.000 malfa = 0.328, m = 10000.000, n = 1.000, E

41、I = 5964117.303 m4外力P = 1590.400 KN, H = 20.800 KN, M外=291.900 KNm外荷載q1 = 0.000, q2 = 0.000, q3 = 0.000, q4 = 0.000 KN/m基底不嵌入巖石層正常使用極限狀態(tài)頻遇組合計算結(jié)果：地面處樁柱彎矩: Mo=291.9 KNm, 剪力 Ho=20.8 KN樁柱頂彎矩: Ma = 291.9 KNm地面處樁柱變位: 水平位移 = 0.0010 m, 轉(zhuǎn)角 = -0.0003 弧度樁柱底彎矩: Mh = 0.0 KNm樁柱頂水平位移: delta = 0.0010 m坐標(biāo)位移彎矩剪力土應(yīng)力0.

42、000.0010291.920.80.0-1.100.0007310.510.27.3-2.200.0004310.6-11.09.1-3.300.0002286.6-31.97.3-4.400.0001243.5-46.34.0-5.500.0000188.4-51.60.5-6.60-0.0000132.5-48.9-2.3-7.70-0.000183.1-40.6-4.1-8.80-0.000144.4-29.4-4.7-9.90-0.000020.9-18.2-4.4-11.00-0.00005.6 -8.3-3.6-12.10-0.00000.4 -0.7-2.3-13.20-0.0

43、0000.0 -0.0-2.3-14.30-0.00000.0 -0.0-2.5-15.40-0.00000.0 -0.0-2.7-16.50-0.00000.0 -0.0-2.9-17.60-0.00000.0 -0.0-3.1-18.70-0.00000.0 -0.0-3.3-19.80-0.00000.0 -0.0-3.5-20.90-0.00000.0 -0.0-3.7-22.00-0.00000.0 -0.0-3.9由計算可得，樁最不利受力位置約在y=-2.2m的位置，該處P=1687.6kN，M=310.6kN m，Q=-11.0kN，故對該截面進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)裂縫驗算。d）正

44、常使用極限狀態(tài)樁基裂縫驗算故在荷載短期效應(yīng)組合下受拉區(qū)邊緣鋼筋應(yīng)力ss=-46.7MPa2.5h承臺=1.5mh墩=5.6mb墩(順橋)=1.2md墩（橫橋）=1.2mI墩=0.1728m4墩混凝土彈性模量Ec=30000000kN/m2按照彈性樁計算(0)HH =1/(3EI)(B2D1-B1D2)/(A2B1-A1B2)=1.14503E-05(0)MH =1/(2EI)(A2D1-A1D2)/(A2B1-A1B2)=2.49962E-06(0)HM =1/(2EI)(B2C1-B1C2)/(A2B1-A1B2)=2.49955E-06(0)MM =1/(EI)(A2C1-A1C2)/(A

45、2B1-A1B2)=8.86585E-07墩頂作用單位力時樁頂?shù)奈灰坪娃D(zhuǎn)角計算樁頂H1=1kN樁頂M1=7.1kN/m樁頂水平位移x1=H1(0)HH+M1(0)HM=2.91971E-05m樁頂轉(zhuǎn)角位移1=-(H1(0)MH+M1(0)MM）=-8.79438E-06rad墩底水平位移X底=x1-0*h承臺=4.23887E-05m墩頂水平位移X頂=X底+H1*h墩3/(3EI墩)-1*h墩=0.000105752m質(zhì)點換算質(zhì)量Gt計算xf= X底/X頂=0.40082952Xli=xf+（Hi/H)1/3(1-xf)X10(主梁）=1X11(橋墩）=0.861Gt=X10G0+X11+G1

46、=3235.3 kNE1地震力計算E2地震力計算振型參與系數(shù)1=1.00812713振型參與系數(shù)1=1.00812713橋墩基本周期T1=1.17400475橋墩基本周期T1=1.17400475場地類型為2類場地類型為2類特征周期Tg0.4s特征周期Tg0.4s抗震重要性系數(shù)Ci0.43抗震重要性系數(shù)Ci1.3場地系數(shù)Cs1場地系數(shù)Cs1阻尼調(diào)整系數(shù)Cd1阻尼調(diào)整系數(shù)Cd1峰值加速度A0.15（g）峰值加速度A0.15（g）E1反應(yīng)譜值Sh1=0.04944614E2反應(yīng)譜值Sh1=0.14948832E1地震力計算E2地震力計算主梁質(zhì)心地震力E0hp=153.2 kN主梁質(zhì)心地震力E0hp

47、=463.0 kN墩柱質(zhì)心地震力E1hp=9.4 kN墩柱質(zhì)心地震力E1hp=28.5 kN（2）E1地震作用下橋墩抗彎強度驗算根據(jù)城市人行天橋與人行地道設(shè)計規(guī)范，應(yīng)對結(jié)構(gòu)在1.0kN/m2的人群荷載及地震力作用下進(jìn)行驗算。由于較為薄弱的墩底截面在順橋向和順橋向均為正方形，故僅對順橋向地震力進(jìn)行驗算。主梁恒載：1246.8kN ，主墩自重：219.74kN，人群荷載：135.4kN，主梁質(zhì)心地震水平力Eohp=153.2kN，作用于墩底以上h0=6.69m處，橋墩質(zhì)心地震水平力E1hp=9.4kN，作用于墩底截面以上h1=3.03m處。對墩底截面承載能力極限狀態(tài)組合值（地震）進(jìn)行計算：豎向力P

48、=1246.8+219.74+135.4=1601.9kN水平力H=153.2+9.4=162.6kN彎矩M=153.2x6.69+9.4x3.03=1053.4kNm偏心距e0=M/N=1053.4/1601.9=0.658m=658mm，構(gòu)件在彎矩作用方向的長細(xì)比l0/b=4000/1200=3.35，故不計偏心距增大系數(shù)。設(shè)as=as=60mm，h0=1140mm。故可判別大小偏心：=N/(fcdbh0)=1601.9x103/(13.8x1200 x1140)=0.08485b=0.53，故可按大偏心受壓構(gòu)件計算，受壓區(qū)高度x=h0=0.08485x1140=189mm44cm以上兩者

49、取小值，故等效塑性鉸長度LP=80cm截面屈服曲率y=1.957y/d=0.0033 其中y=0.002截面所受軸力P=1601.9kN砼抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fc=20100kN/m2混凝土截面面積Ag=1.44m2鋼筋極限拉應(yīng)變S=0.09約束鋼筋的體積含筋率S=X+y=0.01359約束鋼筋的折減極限應(yīng)變SUR=0.09箍筋抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fkh=300MPa約束砼峰值應(yīng)力fCC=25125kN/m2約束混凝土極限壓應(yīng)變cu=0.004+1.4SfkhSUR/fCC=0.00402截面極限曲率U按照一下兩式計算，取小值U=(4.999x10-3+11.825CU)-(7.004x10-3+44.4

50、86CU)(P/fCAg)/h墩=0.007545U=(5.387x10-4+1.097S)+(37.722S2+0.039CU+0.015)(P/fCAg)/h墩=0.020896以上兩者取小值，故截面極限曲率U=0.00754545延性安全系數(shù)K=2塑性鉸區(qū)域最大容許轉(zhuǎn)角U=LP（U-y)/K=0.17135135radE2地震作用下墩底塑性鉸區(qū)轉(zhuǎn)角驗算地震作用墩底轉(zhuǎn)角P=0.004244rad塑性鉸最大容許轉(zhuǎn)角U=0.171351PU滿足b）E2地震作用下單柱墩位移驗算容許位移U=1/3h墩2xy+(h墩-LP/2)xU=0.0733 m墩頂H引起樁頂位移01=0.013519m墩頂H引

51、起樁頂轉(zhuǎn)角01=-0.00407rad墩頂M引起樁頂位移02=0.001259m墩頂M引起樁頂轉(zhuǎn)角02=-0.00045rad墩重心H引起樁頂位移03=0.000649m墩重心H引起樁頂轉(zhuǎn)角03=-0.00019rad墩頂H引起墩身變形1=0.006536m墩頂H引起墩頂位移1=0.048966m墩頂M引起墩身變形2=0.001904m墩頂M引起墩頂位移2=0.006331m墩重心H引起墩身變形3=0.000145m墩重心H引起墩頂位移3=0.002113mE2地震作用墩頂位移d=1+2+3=0.0574 mdU滿足（3）E2地震作用下橋墩抗剪強度驗算E2地震作用下橋墩抗剪強度驗算表 表4-2

52、3E2地震作用下墩底截面剪力值VC0=491.5 kN抗剪強度折減系數(shù)=0.85砼抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fC=20.1MPa核芯混凝土面積Ae=12544cm2同一截面箍筋的總面積AK=4.254cm2箍筋的間距SK=10cm箍筋抗拉強度設(shè)計值fyh=270MPa計算方向墩柱寬度b=120cm Vs=0.1AKbfyh/SK0.067xSQRT(fC)AeVs= 1378.3 3767.982kNV=(0.0023xSQRT(fC)Ae+VS)E2地震作用下墩底剪力容許值V=1171.56kNVCOV滿足（4）E2地震作用下固定墩樁基強度驗算（略）5梯坡道梁計算5.1 設(shè)計荷載及材料設(shè)計參數(shù) 1. 荷

53、載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范中規(guī)定取值：一、永久荷載：1結(jié)構(gòu)恒載：（1）鋼容重78.5kN/m3；（2）梯道二期恒載：AB梯道取19.4kN/m；CD梯道取17.4kN/m； 2基礎(chǔ)變位影響力：梯道支點處沉降0.5cm，按不利組合。二、可變荷載：1基本可變荷載（1） 人群：按5.0 kN/m2全寬滿布人群，程序自動按最不利加載。2其他可變荷載（1）均勻溫度：結(jié)構(gòu)總體溫度變化，安裝合攏溫度取為15，整體升溫取31度，整體降溫18度； 2. 材料設(shè)計參數(shù)：梯道鋼材為Q345B，容重78.5kN/m3，彈性模量2.06x108MPa，熱膨脹系數(shù)1.2x10-5。5.2 荷載組合： 本橋設(shè)計安全等級為一級

54、，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為0=1.1。1）天橋主梁結(jié)構(gòu)按以下組合取最不利：組合1：結(jié)構(gòu)恒載+人群組合2：結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位組合3：結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位+整體升溫（或降溫）2）支反力組合：結(jié)構(gòu)恒載+人群+變位+整體升溫（或降溫） 3）自定義組合1 ：人群（驗算撓度）5.3梯道上部結(jié)構(gòu)驗算1計算幾何模型、三維模型 圖5-2 AB梯道幾何模型 圖5-3 AB梯道三維模型2AB梯道應(yīng)力 圖5-4 AB梯道正應(yīng)力圖 AB梯道正應(yīng)力表 表5-1單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）1承載能力1-38.415承載能力124.22承載能力1-46.616承載能力125.53承載能力1-

55、2417承載能力128.44承載能力1-17.918承載能力127.85承載能力1-12.219承載能力126.96承載能力1-720承載能力125.57承載能力1-2.221承載能力123.78承載能力12.122承載能力121.59承載能力1623承載能力118.810承載能力19.524承載能力115.711承載能力112.625承載能力112.212承載能力115.226承載能力17.413承載能力11727承載能力13.814承載能力122.228承載能力10 圖5-5 AB梯道剪應(yīng)力圖 AB梯道剪應(yīng)力表 表5-2單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）1

56、承載能力2-7.915承載能力215.22承載能力2-7.516承載能力21.53承載能力20.517承載能力22.14承載能力2118承載能力2-5.25承載能力21.519承載能力2-4.76承載能力2220承載能力2-4.27承載能力22.521承載能力2-3.78承載能力2322承載能力2-3.29承載能力23.523承載能力2-2.710承載能力23.924承載能力2-2.211承載能力24.425承載能力2-1.712承載能力24.926承載能力2-1.113承載能力25.327承載能力2-0.714承載能力214.928承載能力2-0.3以上計算可得主梁最大正應(yīng)力=46.6fd2

57、70MPa，主梁最大剪應(yīng)力=15.2fvd=155 MPa，=0.2181。T形連接處折算應(yīng)力1.139.3MPa1.1=297 MPa。故AB梯道的強度滿足要求。3CD梯道幾何模型、三維模型 圖5-6 CD梯道幾何模型 圖5-7 CD梯道三維模型4CD梯道應(yīng)力 圖5-8 CD梯道正應(yīng)力圖 CD梯道正應(yīng)力表 表5-3單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）1承載能力1-36.434承載能力110.32承載能力1-28.035承載能力18.63承載能力1-20.836承載能力16.34承載能力1-15.337承載能力13.55承載能力1-10.338承載能力10.26

58、承載能力1-5.939承載能力1-3.77承載能力1-2.040承載能力1-8.28承載能力11.441承載能力1-13.19承載能力14.242承載能力1-18.610承載能力16.543承載能力1-24.711承載能力18.344承載能力1-27.612承載能力19.545承載能力1-29.313承載能力110.246承載能力1-25.514承載能力110.347承載能力1-18.915承載能力19.948承載能力1-13.316承載能力18.949承載能力1-8.217承載能力17.450承載能力1-3.718承載能力15.451承載能力10.419承載能力12.952承載能力13.82

59、0承載能力1-0.353承載能力16.821承載能力1-3.954承載能力19.222承載能力1-5.055承載能力111.023承載能力1-5.756承載能力112.424承載能力1-3.057承載能力113.125承載能力11.758承載能力113.426承載能力14.859承載能力113.127承載能力17.460承載能力112.328承載能力19.461承載能力110.929承載能力110.962承載能力19.030承載能力111.963承載能力16.531承載能力112.364承載能力14.632承載能力112.265承載能力12.433承載能力111.5承載能力1 圖5-9 CD梯

60、道剪應(yīng)力圖 CD梯道剪應(yīng)力表 表5-4單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）單元號荷載組合最大正應(yīng)力（MPa）1承載能力30.134承載能力3-0.42承載能力30.535承載能力30.23承載能力3-4.036承載能力30.74承載能力3-3.537承載能力31.35承載能力3-2.938承載能力31.96承載能力3-2.339承載能力32.57承載能力3-1.840承載能力33.08承載能力3-1.241承載能力33.69承載能力3-0.642承載能力34.210承載能力30.043承載能力39.911承載能力30.544承載能力310.112承載能力31.145承載能力3-1.413承載能力