榮盛二支路橋梁結(jié)構(gòu)計算書

榮盛二支路橋梁結(jié)構(gòu)計算書

目錄第一章概述 頁共72頁第一章概述1.1工程概況榮盛二支路位于現(xiàn)狀一橫線東延伸段北側(cè)、現(xiàn)狀渝江路東側(cè)、現(xiàn)狀濱河路南側(cè)。道路起于規(guī)劃旺福路，由北向南延伸，上跨現(xiàn)狀福惠大道后，終點與榮盛路二期A段形成十字平交口。橋梁平面位于直線段上，橋梁縱斷面設(shè)最大7.5%的單向坡，橋梁起點樁號K0+101.850，終點樁號168.850，跨徑布置為2×30m，橋梁全長67m。1.2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.2.1公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級：一級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1；1.2.2道路等級：城市支路1.2.3設(shè)計行車速度：20k1.2.4車道數(shù)：雙向兩1.2.5標(biāo)準(zhǔn)橋面寬度（總寬）1.2.6縱橫坡：最大縱坡7.5%，車行道橫坡1.5%；1.2.7平曲線：位于直線段；1.2.8抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g。

第二章結(jié)構(gòu)分析依據(jù)和參數(shù)結(jié)構(gòu)分析采用有限元軟件Midas/Civil2023進(jìn)行。對于輸出結(jié)果，如無特殊說明，輸出單位：力－kN，矩－kN.m，應(yīng)力－MPa，位移－mm。輸出的單元內(nèi)力符號如圖2-1所示，輸出的內(nèi)力方向是以箭頭指向為正（+）。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1Midas內(nèi)力方向示意2.1設(shè)計依據(jù)及設(shè)計規(guī)范2.1.1主要1）施工圖紙2.1.2主要設(shè)計規(guī)范1)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）2)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）3)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTG3363-2019）4)《城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》（CJJ166-2011）5)《公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》（JTG/T2231-01-2020）6)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）7)《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》(CJJ11-2011)2019版8)《城市道路工程技術(shù)規(guī)范》(GB51286-2018)2.1.3主要參考規(guī)范1）《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》（JTG/T3310—2019）2）《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ2-2008）3）《公路與橋梁專用設(shè)備及材料標(biāo)準(zhǔn)匯編》2.2主要材料力學(xué)指標(biāo)及計算參數(shù)2.2.1混凝土1)C50混凝土(用于上部結(jié)構(gòu))彈性模量E=3.45×104MPa泊松比：0.2容重γ=26kN/m3軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=22.4MPa線膨脹系數(shù)k=0.00001 軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.83MPa2)C40混凝土(用于帽梁與橋墩)彈性模量E=3.25×104MPa泊松比：0.2容重γ=26kN/m3軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=18.4MPa線膨脹系數(shù)k=0.00001 軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.65MPa3)C35混凝土(用于樁基礎(chǔ))彈性模量E=3.15×104MPa泊松比：0.2容重γ=26kN/m3軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=16.1MPa線膨脹系數(shù)k=0.00001 軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.52MPa4)橋面鋪裝采用瀝青混凝土，容重γ=24kN/m3；2.2.2普通鋼筋HRB400:彈性模量E=2.0×105MPa抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fSk=400Mpa抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fSd=330Mpa2.2.3預(yù)應(yīng)力鋼材1)預(yù)應(yīng)力鋼絞線、波紋管采用符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2014）中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。a.抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk=1860MPa；b.彈性模量：Ep=1.95×105MPa；c.鋼絞線的公稱直徑：φs15.2mm；d.單根鋼絞線公稱面積：140mm2；e.預(yù)應(yīng)力波紋管摩阻系數(shù)：μ=0.17；f.預(yù)應(yīng)力波紋管管道局部偏差系數(shù)：k=0.0015m-1；g.預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛系數(shù)0.3。2)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨具a.錨具回縮量：6mm。2.3結(jié)構(gòu)計算模型及分析概括2.3.1計算軟件采用Midas/Civil2023有限元分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。2.3.2計算流程圖2-8計算流程圖2.3.3結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容主梁按A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的形成按施工階段、成橋階段分別計算其內(nèi)力。施工順序：墩臺現(xiàn)澆施工→主梁現(xiàn)澆施工→張拉預(yù)應(yīng)力→拆架施工→二期恒載→收縮徐變10年。根據(jù)各個施工階段將相應(yīng)荷載施加到結(jié)構(gòu)上。下部結(jié)構(gòu)按普通鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計。墩臺根據(jù)上部結(jié)構(gòu)支反力計算結(jié)果進(jìn)行內(nèi)力計算。2.4計算荷載2.4.1永久作用1)一期恒載一期恒載包括結(jié)構(gòu)自重。預(yù)應(yīng)力混凝土容重考慮含筋量后取26.0kN/m3；瀝青混凝土容重取24.0kN/m3；2)二期恒載表2-SEQ表2-\*ARABIC1二期恒載各部分自重表（括號里為2號橋）位置/材料容重（kN/m3）延米重（kN/m）橋面鋪裝2420護(hù)欄及人行道（左側(cè)）2625護(hù)欄及人行道（右側(cè)）2625合計-703)混凝土收縮徐變作用按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）取值；計算中分別考慮施工階段、成橋時刻、使用10年時的收縮徐變對結(jié)構(gòu)的影響指導(dǎo)設(shè)計。4)預(yù)加力預(yù)加力施加時的混凝土齡期按7天考慮；預(yù)應(yīng)力管道采用預(yù)埋波紋管成型，真空輔助壓漿。5)基礎(chǔ)沉降主橋均按嵌巖樁設(shè)計，各墩考慮5mm沉降，沉降按最不利效應(yīng)組合。2.4.2可變荷載1)汽車荷載汽車荷載：城-A級。按《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11-2011）10.0.2條進(jìn)行車輛荷載橫向布置和考慮橫向折減：沖擊系數(shù)：按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)中4.3.2條取值。2）人群荷載按《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11-2011）計算采用3.4kPa。3)制動力按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)第4.3.6條規(guī)定，一個設(shè)計車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標(biāo)準(zhǔn)值按第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總重力的10%計算，汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kN。4)整體溫度作用混凝土結(jié)構(gòu)：按結(jié)構(gòu)整體升溫20℃、降溫20℃計算；5)梯度溫度作用橋面鋪裝為10cm的瀝青混凝土面層，豎向日照正溫差按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)表4.3.10-3取值，即T1＝14℃，T2＝5.5℃；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。計算溫度基數(shù)：距離箱梁板頂(mm)溫度基數(shù)Ti(℃)0141005.540002.5荷載組合根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015），對主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的基本組合，正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合及長期效應(yīng)組合，持久狀況和短暫狀況的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合。2.6材料容許應(yīng)力根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG3362-2018)的規(guī)定,各階段構(gòu)件截面邊緣混凝土的應(yīng)力應(yīng)滿足下列要求：表2-SEQ表2-\*ARABIC2預(yù)應(yīng)力梁混凝土C55應(yīng)力容許值階段種類應(yīng)力(MPa)備注施工階段法向壓應(yīng)力法向拉應(yīng)力使用階段作用短期效應(yīng)組合全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件正截面拉應(yīng)力作用長期效應(yīng)組合作用短期效應(yīng)組合全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件斜截面主拉應(yīng)力作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合正截面壓應(yīng)力主壓應(yīng)力注：正常使用極限狀態(tài)的各種校核，將預(yù)加力作為荷載考慮。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG3362-2018)第7.1.5條的規(guī)定,未開裂構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力應(yīng)滿足下列要求：。

第三章橋梁驗算結(jié)果3.1上部結(jié)構(gòu)(2-30m)橋梁采用Midas/Civil橋梁專用程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，模型采用空間梁單元建立，全橋54個單元，61個節(jié)點。①汽車荷載：整體計算中按照城-A級車道荷載設(shè)計。計算彎矩用均布荷載：qK=10.5kN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：PK=280kN(L≤5m)，PK=360kN(L≥50m)，PK=采用內(nèi)插求得(5m<L<50m)。計算剪力效應(yīng)時，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。按單向一個車道計算設(shè)計，車道位置選在結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生最不利的荷載效應(yīng)處。移動荷載加載位置按影響線加載。不計沖擊系數(shù)。②溫度荷載：整體溫度結(jié)構(gòu)整體升溫：±20℃主梁結(jié)構(gòu)模型3.1.1鋼筋拉應(yīng)力驗算按《橋規(guī)》7.1.5-2條公式、第7.1.5-3條公式、第7.1.5-4條公式，荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力：1）對體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲未開裂構(gòu)件：σpe+σp≤0.65fpk允許開裂構(gòu)件：σpo+σp≤0.65fpk2）對體外預(yù)應(yīng)力鋼絞線：σpe,ex≤0.60fpk3）對預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋未開裂構(gòu)件：σpe+σp≤0.75fpk允許開裂構(gòu)件:σpo+σp≤0.75fpk結(jié)論：按照《橋規(guī)》第7.1.5-2條公式EQσ\s\do4(pe)+σ\s\do4(p)≤0.65EQf\s\do4(pk),鋼絞線1860驗算：EQσ\s\do4(pe)+σ\s\do4(p)=1157.296MPa≤EQf\s\do4(pk)=1209.000MPa，滿足規(guī)范要求；3.1.2主梁使用階段正截面抗裂驗算A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（荷載）頻遇效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：σst-σpc≤0.7ftkA類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（荷載）準(zhǔn)永久效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：σlt-σpc≤0圖表SEQ圖表\*ARABIC7使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-頂）包絡(luò)圖圖表SEQ圖表\*ARABIC8使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-底）包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.3.1-3條公式EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)≤0.7f\s\do4(tk)驗算：頂緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=1.288MPa(拉應(yīng)力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應(yīng)力)，滿足規(guī)范要求；底緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.214MPa(拉應(yīng)力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應(yīng)力)，滿足規(guī)范要求；圖表SEQ圖表\*ARABIC9使用階段正截面抗裂驗算（準(zhǔn)永久-頂）包絡(luò)圖圖表SEQ圖表\*ARABIC10使用階段正截面抗裂驗算（準(zhǔn)永久-底）包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.3.1-4條公式EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)≤0驗算：頂緣EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)=0.000MPa(壓應(yīng)力)≤0.000MPa(拉應(yīng)力)，滿足規(guī)范要求；底緣EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)=0.000MPa(壓應(yīng)力)≤0.000MPa(拉應(yīng)力)，滿足規(guī)范要求；3.1.3主梁使用階段斜截面抗裂驗算（1）頂?shù)装蹇沽羊炈鉇類和B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，應(yīng)符合下列條件：現(xiàn)場澆筑（包括預(yù)制拼裝）構(gòu)件：σtp≤0.5ftk圖表SEQ圖表\*ARABIC11使用階段頂?shù)装逍苯孛婵沽羊炈惆j(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.3.1-8條公式EQσ\s\do4(tp)≤0.5f\s\do4(tk)驗算：EQσ\s\do4(tp)=1.288MPa(拉應(yīng)力)≤EQ0.5f\s\do4(tk)=1.325MPa(拉應(yīng)力)，滿足規(guī)范要求；（2）腹板抗裂驗算A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，應(yīng)符合下列條件：現(xiàn)場澆筑（包括預(yù)制拼裝）構(gòu)件：σtp≤0.5ftk圖表SEQ圖表\*ARABIC12使用階段腹板斜截面抗裂驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.3.1-8條公式EQσ\s\do4(tp)≤0.5f\s\do4(tk)驗算：EQσ\s\do4(tp)=0.884MPa(拉應(yīng)力)≤EQ0.5f\s\do4(tk)=1.325MPa(拉應(yīng)力)，滿足規(guī)范要求；3.1.4主梁使用階段正截面壓應(yīng)力驗算按《橋規(guī)》第7.1.5-1條公式，荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力：未開裂構(gòu)件：σkc+σpc≤0.5fck允許開裂構(gòu)件：σcc≤0.5fck圖表SEQ圖表\*ARABIC13使用階段正截面壓應(yīng)力驗算（頂）包絡(luò)圖圖表SEQ圖表\*ARABIC14使用階段正截面壓應(yīng)力驗算（底）包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第7.1.5-1條公式EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)≤0.5f\s\do4(ck)驗算：頂緣EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=11.154MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.200MPa，滿足規(guī)范要求；底緣EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=7.116MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.200MPa，滿足規(guī)范要求；3.1.5主梁使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗算按《橋規(guī)》第7.1.6條公式，混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：σcp≤0.6fck；圖表SEQ圖表\*ARABIC15使用階段斜截面主壓應(yīng)力包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第7.1.6-1條公式驗算：EQσ\s\do4(cp)=11.156MPa≤EQ0.60f\s\do4(ck)=19.440MPa，滿足規(guī)范要求；3.1.6主梁承載能力極限狀態(tài)正截面抗彎驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC1持久狀況正截面抗彎驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求；3.1.7主梁承載能力極限狀態(tài)斜截面抗剪驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC2持久狀況斜截面抗剪驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求；按照《橋規(guī)》第5.2.11或8.4.4條進(jìn)行抗剪截面驗算，滿足規(guī)范要求；3.2端橫梁3.2.1正截面抗彎驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC1持久狀況正截面抗彎驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求；3.2.2斜截面抗剪驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC2持久狀況斜截面抗剪驗算（Z方向）包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求；按照《橋規(guī)》第5.2.11或8.4.4條進(jìn)行抗剪截面驗算，滿足規(guī)范要求；3.2.3裂縫寬度驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC7使用階段裂縫寬度驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.4條驗算：最大裂縫寬度為EQW\s\do4(fk)=0.111mm≤裂縫寬度允許值0.200mm，滿足規(guī)范要求；3.3中橫梁3.3.1正截面抗彎驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC1持久狀況正截面抗彎驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求；3.3.2斜截面抗剪驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC2持久狀況斜截面抗剪驗算（Z方向）包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求；按照《橋規(guī)》第5.2.11或8.4.4條進(jìn)行抗剪截面驗算，滿足規(guī)范要求；3.3.3裂縫寬度驗算圖表SEQ圖表\*ARABIC7使用階段裂縫寬度驗算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.4條驗算：最大裂縫寬度為EQW\s\do4(fk)=0.167mm≤裂縫寬度允許值0.200mm，滿足規(guī)范要求；3.4上部結(jié)構(gòu)剛度驗算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTG3362—2018第6.5.3條的相關(guān)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。長期增長系數(shù)當(dāng)采用C40以下混凝土?xí)r，ηθ＝1.6；當(dāng)采用C40～C80混凝土?xí)r，ηθ＝1.45～1.35，中間強(qiáng)度等級可按直線內(nèi)插取用。本橋主梁采用C50混凝土，其撓度長期增長系數(shù)：ηθ＝1.45-（1.45-1.35）×（50-40）/（80-40）=1.425。在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，主梁的最大撓度不超過計算跨徑的1/600。汽車荷載（不計沖擊系數(shù)）和人群荷載頻遇組合最大撓度設(shè)計值fd=3.617≤最大撓度允許值fn=48.933，滿足規(guī)范要求；撓度驗算及預(yù)拱度表格梁-孔構(gòu)件類型梁類型跨徑(m)節(jié)點Ms(