高速公路改擴(kuò)建工程K3+736二號(hào)高架橋38+50+38m箱梁計(jì)算書

1、國(guó)家高速公路網(wǎng)包頭至茂名高速公路（g65）陜西境西安至銅川高速公路改擴(kuò)建工程k3+736二號(hào)高架橋第十六聯(lián)38+50+38m箱梁計(jì)算書陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院二八年五月箱梁計(jì)算采用大型有限元計(jì)算程序橋梁博士進(jìn)行；并采用橋梁博士結(jié)合手算的方法對(duì)橋梁部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了驗(yàn)算，詳述如下：一、箱梁縱向預(yù)應(yīng)力的計(jì)算（一）計(jì)算說(shuō)明：1、采用同豪土木橋梁博士3.0計(jì)算;2、基礎(chǔ)資料：a. 荷載等級(jí)：公路-i級(jí)；b. 活載橫向分布調(diào)整系數(shù)： m=車道數(shù)*折減系數(shù)*1.15;對(duì)處于小半徑曲線上的橋梁，考慮一定的抗扭系數(shù);具體如下：箱梁荷載橫向分布調(diào)整系數(shù)取用荷載橫向分布系數(shù)小半徑時(shí)分布系數(shù)橋面寬度（m）車道數(shù)車道折減

2、系數(shù)71.00 1.00 1.15 1.21 7-10.52.00 1.00 2.30 2.42 10.5-143.00 0.78 2.69 2.83 14-17.54.00 0.67 3.08 3.24 17.5-215.00 0.60 3.45 3.62 21-24.56.00 0.55 3.80 3.98 c.材料：主梁混凝土:c50；預(yù)應(yīng)力鋼材采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(gb5224-2003)的鋼絞線，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860mpa，公稱直徑為15.2mm，公稱面積為139mm2，彈性模量為1.9e5mpad.橋面二期恒載：混凝土橋面鋪裝容重取為26kn/立方，瀝青混凝土橋面鋪裝取為23kn/

3、立方，護(hù)欄單側(cè)取為6kn/立方；e.張拉控制應(yīng)力con=0.75fpk=0.75*1860=1395mpa錨具回縮變形單端6mm 孔道摩阻系數(shù)及孔道局部偏差的摩擦系數(shù)取為橋梁博士的默認(rèn)值體系溫度：取升溫25(溫1)，降溫25(溫2)；梯度溫度：根據(jù)橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，10厘米瀝青混凝土橋面鋪裝時(shí)，下面的頂板升溫為t1=14，10cm下為5.5；本橋采用了混凝土鋪裝，箱梁頂板升溫取為7,降溫取為-3.5（橋面鋪裝厚度較大）；支座不均勻沉降取為10mm；3、施工及使用階段應(yīng)力計(jì)算：將設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力束輸入到模型中，使用階段箱梁最大壓應(yīng)力控制在小于16.5mpa,拉應(yīng)力大于0 mpa；4、極限強(qiáng)度驗(yàn)算：按

4、設(shè)計(jì)鋼束情況進(jìn)行驗(yàn)算，主要驗(yàn)算各支點(diǎn)斷面及跨中斷面的極限承載能力;5、張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算: 不考慮張拉工作段鋼束的影響,所計(jì)算出的單端伸長(zhǎng)量；6、位移計(jì)算：活載及溫度組合最大效應(yīng)下的跨中撓度;7、鋼束應(yīng)力驗(yàn)算：鋼束組合最大應(yīng)力應(yīng)滿足要求；8、支反力計(jì)算：根據(jù)計(jì)算出的墩臺(tái)頂反力選用支座；（二）結(jié)構(gòu)概述本聯(lián)橋上部結(jié)構(gòu)采用為38+50+38m 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。采用單箱三室截面，橋面單向橫坡2，箱梁頂面全寬20.4m。箱梁采用變截面，跨中梁高190cm、端部梁高300cm。外側(cè)腹板斜率為4：1。 箱梁頂板寬20.4m，底板變寬。頂板厚為28cm、底板在支點(diǎn)附近厚度為40cm，跨中厚度為22cm。

5、箱梁懸臂長(zhǎng)250cm，懸臂端部厚15cm，根部變厚?？缰懈拱搴?0cm，加厚段60cm。箱梁跨中標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見(jiàn)下圖，各部尺寸詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙箱梁一般構(gòu)造圖。 本橋采用滿堂支架整體現(xiàn)澆完成上部結(jié)構(gòu)的施工。腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力束采用兩端張拉。施工方法及施工工序詳見(jiàn)相關(guān)圖紙及說(shuō)明部分。a、 設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)1、 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)jtg b01-2003；2、 公路橋涵設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范jtg d62-2004。b、 主要材料1、 混凝土 箱梁梁體： c50混凝土 橋面鋪裝： 10cm厚瀝青混凝土 橋面防撞護(hù)欄： c30混凝土 2、普通鋼筋：采用r23

6、5級(jí)和hrb335級(jí)鋼筋。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb1301391）、（gb149998）的規(guī)定。3、預(yù)應(yīng)力鋼絞線：均采用gb/t5224-2003標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860mpa，公稱直徑為15.2mm，公稱面積為139mm2，彈性模量為ey=1.95105mpa，松弛率為3.0%。4、錨具：采用符合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jtt329.11997公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用ym錨具、連接器規(guī)格系列要求的產(chǎn)品，縱向預(yù)應(yīng)力錨具采用ovm1517(10)型。5、拌制混凝土用的砂石和水的質(zhì)量要求應(yīng)符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtj041-2000）的有關(guān)規(guī)定。c、 計(jì)算取用主要參數(shù)1、混凝土

7、材料力學(xué)特性：混凝土抗壓彈性模量：3.45104mpa混凝土抗彎彈性模量：3.45104mpa預(yù)應(yīng)力混凝土的容重：26kn/m3 鋪裝瀝青混凝土容重：23kn/m3 混凝土線性膨脹系數(shù)：1.010-52、砼材料收縮徐變特性：28天標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度： 50mpa計(jì)算混凝土收縮用傳力錨固齡期：7天計(jì)算混凝土徐變用加載齡期：7天環(huán)境相對(duì)濕度： 70 3、預(yù)應(yīng)力材料力學(xué)特性：預(yù)應(yīng)力孔道面積：78.0cm2 鋼束面積：23.8(14.0)cm2 鋼絞線彈性模量： 1.95105mpa 張拉控制應(yīng)力： 0.73fpk=1357.8mpa 鋼絞線松弛率： 3.0% 孔道摩阻系數(shù)： 0.25 孔道偏差系數(shù)： 0.00

8、15 鋼束回縮及錨具變形值(單端)： 6mm4、基礎(chǔ)不均勻沉降： 1.5mm5、箱梁計(jì)算溫度場(chǎng)：t14/5.56、支座摩阻系數(shù)： 0.057、設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)8、橋梁安全等級(jí)：一級(jí)9、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型：全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件d、 計(jì)算模型與方法結(jié)合本橋橋型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，箱梁結(jié)構(gòu)共離散為86個(gè)主梁?jiǎn)卧▽?duì)應(yīng)87個(gè)節(jié)點(diǎn)），4個(gè)支撐桿元:1、箱梁上部結(jié)構(gòu)施工階段計(jì)算，結(jié)合箱梁結(jié)構(gòu)型式、施工順序和工藝等實(shí)際情況，考慮了三個(gè)施工階段： 第一階段：整體支架現(xiàn)澆混凝土箱梁（截面幾何性質(zhì)見(jiàn)附表）； 第二階段：分批張拉腹板預(yù)應(yīng)力鋼束；第三階段：拆除支架，上護(hù)欄、鋪裝等二期荷載。準(zhǔn)備運(yùn)營(yíng)。 以上階段分別對(duì)各截面的內(nèi)力、應(yīng)力進(jìn)

9、行了計(jì)算。2、箱梁上部結(jié)構(gòu)使用階段靜力分析采用橋梁博士 v3.03進(jìn)行，分別包括成橋狀態(tài)下恒載、活載、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變、支座強(qiáng)迫位移、溫度變化等荷載作用的計(jì)算。計(jì)算中按有關(guān)規(guī)范規(guī)定對(duì)各種荷載進(jìn)行不同的荷載組合，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。 主梁主要材料力學(xué)指標(biāo)及應(yīng)力限值一覽表 表1名稱項(xiàng) 目符 號(hào)單 位數(shù) 值混凝土立方體強(qiáng)度f(wàn)cumpa50彈性模量ecmpa3.45e-04軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)ckmpa32.4抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)tk mpa2.65抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)cdmpa22.4抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)tdmpa1.83施工階段極限壓應(yīng)力0.7 fckmpa6.7極限拉應(yīng)力1.15 ftkmpa0持久狀

10、況極限壓應(yīng)力0.5 fckmpa10.3極限主壓應(yīng)力0.6 fckmpa10.3正常使用長(zhǎng)期組合極限拉應(yīng)力lt-pcmpa0短期組合極限拉應(yīng)力st-0.8*pc mpa0短期組合極限主拉應(yīng)力0.4 ftkmpa0.6預(yù)應(yīng)力鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pkmpa1860彈性模量epmpa1.95 e5抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)pdmpa1260張拉控制應(yīng)力0.75 fpkmpa1375正常使用階段最大組合應(yīng)力限值0.65 fpkmpa1209e、 主要計(jì)算結(jié)果施工階段及使用階段各組合狀況下的應(yīng)力如下（因結(jié)構(gòu)對(duì)稱，僅列出一半單元）：由計(jì)算結(jié)果可以看出，使用階段各單元最大壓應(yīng)力為10.3mpa；最大拉應(yīng)力為正值，全截面受壓

11、；滿足全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件要求；輸出附加內(nèi)容單元號(hào):1-43輸出階段號(hào):1-3輸出組合類型:1-3*指定單元截面應(yīng)力輸出*第1施工階段應(yīng)力結(jié)果階段累計(jì)應(yīng)力:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣1 -0.0228 -0.018 3.71 5.182 3.7 5.17 3.84 53 3.84 5 3.95 4.874 3.95 4.87 4.07 4.725 4.07 4.72 4.13 5.016 4.13 5.01 4.53 5.187 4.53 5.18 4.81 5.68 4.81 5.59 5.19 5.769 5.19 5.75 5.53 6.0710 5.24 5.03 5.48

12、5.2511 5.48 5.24 5.67 5.612 5.66 5.6 5.73 5.8313 5.73 5.83 5.78 5.5514 5.78 5.55 5.74 5.4215 5.74 5.42 5.62 5.4716 5.62 5.47 5.51 5.4617 5.51 5.46 5.45 5.4218 5.45 5.42 5.37 5.3919 5.37 5.39 5.7 4.820 5.7 4.8 5.83 3.8121 5.84 3.81 5.88 3.0322 5.88 3.03 6.15 2.2623 6.16 2.26 6.21 1.7924 6.21 1.79 5.9

13、5 1.7125 5.96 1.71 5.45 1.9326 5.46 1.93 5.06 2.3327 5.06 2.33 4.31 3.128 4.31 3.1 4.99 2.3329 4.99 2.33 5.34 1.9230 5.33 1.92 5.71 1.6931 5.71 1.69 5.86 1.7832 5.86 1.78 5.63 2.3533 5.63 2.35 5.18 3.2534 5.18 3.25 5.01 4.1235 5.01 4.12 4.75 5.2136 4.75 5.21 4.16 6.137 4.16 6.1 3.64 6.9738 3.64 6.97

14、 3.31 7.5939 3.31 7.59 3.16 7.9740 3.16 7.97 3.22 8.0241 3.22 8.02 3.25 8.242 3.25 8.2 3.19 8.5543 3.19 8.55 3.18 8.19第2施工階段應(yīng)力結(jié)果階段累計(jì)應(yīng)力:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣1 -0.0301 -0.0235 3.68 5.142 3.66 5.13 3.91 4.843 3.91 4.84 4.13 4.594 4.13 4.59 4.44 4.245 4.44 4.23 4.65 4.336 4.64 4.32 5.18 4.287 5.18 4.27 5.

15、57 4.448 5.57 4.43 6.02 4.469 6.02 4.45 6.41 4.6310 6.1 3.73 6.37 3.8711 6.36 3.87 6.56 4.1612 6.56 4.16 6.61 4.3913 6.61 4.39 6.58 4.2614 6.58 4.26 6.43 4.3115 6.43 4.31 6.17 4.5516 6.17 4.55 5.91 4.7717 5.91 4.77 5.67 4.9818 5.68 4.98 5.41 5.2119 5.41 5.21 5.52 4.920 5.52 4.91 5.49 4.1221 5.5 4.13

16、 5.39 3.5522 5.39 3.55 5.43 3.0523 5.43 3.05 5.27 2.8224 5.28 2.82 4.83 2.9425 4.83 2.94 4.15 3.3526 4.15 3.34 3.64 3.8827 3.64 3.88 2.7 4.8628 2.71 4.86 3.57 3.8729 3.57 3.87 4.03 3.3430 4.03 3.34 4.59 2.9231 4.59 2.92 4.94 2.832 4.94 2.8 4.91 3.1433 4.91 3.14 4.7 3.7634 4.7 3.76 4.69 4.4235 4.68 4

17、.42 4.59 5.2936 4.59 5.29 4.22 5.937 4.22 5.9 3.9 6.4938 3.9 6.49 3.74 6.8639 3.74 6.86 3.75 7.0240 3.75 7.02 3.94 6.8841 3.94 6.87 4.09 6.8842 4.09 6.87 4.11 7.0943 4.11 7.08 4.11 6.72正常使用階段應(yīng)力計(jì)算結(jié)果使用階段荷載組合1應(yīng)力:單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉1 1 -0.0301 -0.106 -0.0235 -0.0785 0.114 -0.1811 2 3.6

18、8 3.5 5.17 4.96 5.17 -0.2222 2 3.66 3.45 5.15 4.92 5.15 -0.2382 3 3.97 3.7 4.87 4.56 4.87 -0.1723 3 3.97 3.7 4.87 4.56 4.87 -0.1723 4 4.24 3.91 4.62 4.24 4.62 -0.1284 4 4.24 3.91 4.62 4.24 4.62 -0.1284 5 4.64 4.2 4.28 3.75 4.64 -0.06975 5 4.64 4.2 4.28 3.75 4.64 -0.06985 6 4.93 4.4 4.4 3.69 4.93 -0.

19、1666 6 4.93 4.39 4.4 3.68 4.93 -0.1666 7 5.54 4.9 4.38 3.46 5.54 -0.1677 7 5.53 4.89 4.38 3.46 5.53 -0.1677 8 5.99 5.25 4.59 3.41 5.99 -0.18 8 5.99 5.25 4.58 3.4 5.99 -0.18 9 6.5 5.66 4.64 3.29 6.5 -0.08249 9 6.49 5.65 4.64 3.28 6.49 -0.08219 10 6.92 6.01 4.86 3.34 6.92 -0.06310 10 6.6 5.72 3.94 2.6

20、 6.6 -0.036110 11 6.9 5.96 4.11 2.64 6.9 -0.019111 11 6.9 5.95 4.11 2.64 6.9 -0.019111 12 7.12 6.12 4.44 2.84 7.12 -0.005812 12 7.12 6.12 4.43 2.84 7.12 -0.0058112 13 7.2 6.15 4.7 3 7.2 -0.010613 13 7.2 6.15 4.7 3 7.2 -0.010613 14 7.15 6.08 4.58 2.93 7.15 -0.042614 14 7.15 6.09 4.58 2.93 7.15 -0.042

21、614 15 6.98 5.91 4.65 3.06 6.98 -0.094815 15 6.98 5.91 4.65 3.06 6.98 -0.094715 16 6.69 5.63 4.91 3.38 6.69 -0.16116 16 6.7 5.63 4.91 3.38 6.7 -0.16116 17 6.4 5.35 5.14 3.68 6.4 -0.10217 17 6.4 5.35 5.14 3.69 6.4 -0.10217 18 6.12 5.09 5.36 3.99 6.12 -0.16918 18 6.13 5.09 5.36 3.99 6.13 -0.16918 19 5

22、.82 4.8 5.6 4.33 5.82 -0.071219 19 5.82 4.8 5.6 4.33 5.82 -0.071219 20 5.88 4.87 5.3 4.16 5.88 -0.0091820 20 5.89 4.87 5.3 4.16 5.89 -0.0091720 21 5.8 4.83 4.51 3.55 5.8 -0.0087321 21 5.81 4.84 4.51 3.55 5.81 -0.0087221 22 5.65 4.72 3.91 3.12 5.65 -0.020422 22 5.65 4.73 3.91 3.12 5.65 -0.020322 23 5

23、.62 4.75 3.4 2.79 5.62 -0.054523 23 5.62 4.76 3.4 2.79 5.62 -0.054523 24 5.4 4.58 3.17 2.66 5.4 -0.13624 24 5.41 4.58 3.18 2.66 5.41 -0.13624 25 4.92 4.13 3.33 2.84 4.92 -0.24525 25 4.92 4.13 3.32 2.84 4.92 -0.24525 26 4.22 3.47 3.74 3.27 4.36 -0.58526 26 4.22 3.47 3.74 3.27 4.36 -0.58526 27 3.71 2.

24、97 4.28 3.8 4.48 -0.73227 27 3.71 2.97 4.28 3.8 4.48 -0.73227 28 2.78 2.03 5.28 4.78 5.28 -0.93928 28 2.78 2.03 5.28 4.78 5.28 -0.96928 29 3.63 2.91 4.26 3.8 4.48 -0.7629 29 3.63 2.91 4.26 3.8 4.48 -0.7629 30 4.09 3.38 3.7 3.27 4.28 -0.61430 30 4.09 3.38 3.7 3.27 4.28 -0.61430 31 4.66 3.93 3.27 2.84

25、 4.66 -0.26531 31 4.66 3.92 3.27 2.83 4.66 -0.26631 32 5.05 4.29 3.12 2.67 5.05 -0.12532 32 5.05 4.29 3.11 2.67 5.05 -0.12532 33 5.07 4.3 3.42 2.92 5.07 -0.031233 33 5.07 4.3 3.42 2.91 5.07 -0.031333 34 4.9 4.13 4.05 3.4 4.9 -0.0068934 34 4.9 4.12 4.04 3.39 4.9 -0.006934 35 4.93 4.14 4.71 3.93 4.93

26、-0.0080735 35 4.93 4.13 4.71 3.92 4.93 -0.0080835 36 4.88 4.06 5.58 4.64 5.58 -0.033536 36 4.87 4.05 5.58 4.64 5.58 -0.033736 37 4.55 3.74 6.18 5.08 6.18 -0.060237 37 4.55 3.74 6.18 5.08 6.18 -0.060537 38 4.28 3.47 6.77 5.49 6.77 -0.011938 38 4.28 3.47 6.77 5.49 6.77 -0.011938 39 4.17 3.35 7.14 5.7

27、7.14 -0.024239 39 4.17 3.35 7.13 5.7 7.13 -0.024239 40 4.22 3.39 7.29 5.72 7.29 -0.082540 40 4.22 3.39 7.29 5.71 7.29 -0.082540 41 4.45 3.6 7.15 5.46 7.15 -0.11941 41 4.45 3.6 7.14 5.45 7.14 -0.11941 42 4.63 3.76 7.15 5.35 7.15 -0.061142 42 4.63 3.76 7.14 5.34 7.14 -0.061242 43 4.68 3.8 7.35 5.46 7.

28、35 -0.02143 43 4.68 3.8 7.35 5.45 7.35 -0.02143 44 4.68 3.81 6.98 5.13 6.98 -0.00341使用階段荷載組合2應(yīng)力:單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 上緣最大 上緣最小 下緣最大 下緣最小 最大主壓 最大主拉1 1 0.972 -0.5 0.209 -0.17 0.972 -0.7751 2 4.69 3.09 5.42 4.87 5.42 -0.2852 2 4.66 3.04 5.41 4.83 5.41 -0.3822 3 5.05 3.26 5.13 4.4 5.13 -0.2973 3 5.05 3.26 5.13 4.4 5.13 -0.2973 4 5.4 3.44 4.9 4.02 5.4 -0.2374 4 5.4 3.44 4.9 4.02 5.4 -0.2374 5 5.94 3.67 4.58 3.42 5.94 -0