系桿拱橋計(jì)算書

1、引江濟(jì)漢通航工程系桿拱橋結(jié)構(gòu)計(jì)算書目 錄一、說明11.1 主要技術(shù)規(guī)范11.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述11.3 材料參數(shù)21.4 設(shè)計(jì)荷載31.5 荷載組合41.6 計(jì)算施工階段劃分41.7 有限元模型說明5二、主要施工過程計(jì)算結(jié)果52.1 張拉橫梁第一批預(yù)應(yīng)力張拉工況52.2 張拉系梁第一批預(yù)應(yīng)力工況62.3拆除現(xiàn)澆支架工況72.4 架設(shè)行車道板工況92.5 張拉第二批橫梁預(yù)應(yīng)力束工況112.6 二期恒載加載工況13三、成橋狀態(tài)計(jì)算結(jié)果163.1 組合一計(jì)算結(jié)果163.2 組合二計(jì)算結(jié)果173.3 組合三計(jì)算結(jié)果173.4 組合四計(jì)算結(jié)果183.5 組合五計(jì)算結(jié)果19四、變形結(jié)算結(jié)果21五、全橋穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)

2、果23六、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)一根吊桿斷裂狀態(tài)計(jì)算結(jié)果246.1 各荷載組合作用下計(jì)算結(jié)果246.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算276.3全橋穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果27七、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)兩根吊桿斷裂狀態(tài)計(jì)算結(jié)果287.1 各荷載組合作用下計(jì)算結(jié)果287.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算317.3全橋穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果32八、上構(gòu)計(jì)算結(jié)論匯總338.1施工過程主要構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算結(jié)果338.2成橋狀態(tài)計(jì)算結(jié)果匯總338.3斷一根吊桿狀態(tài)計(jì)算結(jié)果匯總348.4斷兩根吊桿狀態(tài)計(jì)算結(jié)果匯總358.5各狀態(tài)穩(wěn)定性結(jié)果匯總36九、主墩墩身及承臺(tái)強(qiáng)度驗(yàn)算369.1 墩身強(qiáng)度驗(yàn)算379.2 承臺(tái)強(qiáng)度驗(yàn)算39一、說明1.1 主要技術(shù)規(guī)范 公路橋涵

3、設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）(以下簡(jiǎn)稱通用規(guī)范) 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 D622004）（以下簡(jiǎn)稱橋涵規(guī)范） 斜拉索熱擠聚乙稀高強(qiáng)鋼絲拉索技術(shù)條件 GB/T18365-2001 公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG/T D60-01-2004 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D63-20071.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述1）主橋上部構(gòu)造本橋結(jié)構(gòu)形式為L(zhǎng)p=72m下承式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支系桿拱橋。拱肋的理論計(jì)算跨徑為72m，計(jì)算矢高14.4m，矢跨比1/5，理論拱軸線方程為：Y=-14.4/1296*(X-36)2+14.4 (坐標(biāo)原點(diǎn)為理論起拱點(diǎn))。主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造為：（1）拱肋拱肋

4、截面為矩形，高1.6m，寬1.2m，結(jié)構(gòu)材料為鋼筋混凝土。 （2）吊桿每榀拱肋設(shè)13根廠制吊桿，吊桿間距為5.0m。吊桿采用PES7-55高強(qiáng)鍍鋅平行鋼絲成品索，外包雙層高密度聚乙烯（PE）護(hù)套，配套錨具為PESM7-55，吊桿標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1670MPa，破斷力Nb=3535kN，吊桿張拉采用單端張拉，張拉端設(shè)于吊桿底部，固定端設(shè)于拱肋端。吊桿力分兩次張拉，第一張拉力為150KN,第二次張拉力為380KN。（3）加勁縱梁及橫梁加勁縱梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其截面為矩形實(shí)體截面，高140cm，寬120cm。預(yù)應(yīng)力鋼束采用的s15.20mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860Mpa，每

5、根系梁布置10束10s15.20mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線。全橋共設(shè)15道預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁，其中有2道端橫梁、13道中橫梁(吊桿處橫梁)。端橫梁采用單箱單室截面，中橫梁采用T形截面，牛腿處擱置橋面板。端橫梁寬220cm， 中橫梁翼緣寬120cm，底寬60cm。中橫梁共布置4根4s15.2mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，端橫梁布6根6s15.2mm。橋面板：橋面板采用預(yù)制橋面板，板厚25cm。1.3 材料參數(shù)（1）混凝土系桿、端橫梁、中橫梁采用C50混凝土；拱肋、風(fēng)撐采用C40混凝土；蓋梁、主墩立柱以及引橋的墩、臺(tái)蓋梁、墩柱、耳、背墻采用C30混凝土；主墩承臺(tái)、樁柱采用C25混凝土；主橋行車道板、引橋空心板

6、分別采用C40和C50預(yù)制混凝；橋面鋪裝采用C40混凝土。(2) 預(yù)應(yīng)力鋼絞線系桿采用采用符合（GB/T5224-2003）標(biāo)準(zhǔn)的s15.2高強(qiáng)度低松馳度鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa。(3) 吊桿吊桿采用內(nèi)芯為7mm鍍鋅高強(qiáng)鋼絲束的成品拉索，型號(hào)為PES7-55。表1-1 材料計(jì)算參數(shù)表材料項(xiàng) 目參 數(shù)備注注C50系桿及橫梁C40拱肋及風(fēng)撐混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)cd22.4MPa18.4 MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)td1.83MPa1.65 MPa抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)ck32.4MPa26.8 MPa抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)tk2.65MPa2.4 MPa抗壓彈性模量Ec34500MPa32500 MPa抗

7、彎彈性模量Ec29325MPa27625 MPa0.85Ec混凝土參數(shù)計(jì)算材料容重26kN/m325KN/m3線膨脹系數(shù)1.010-51.010-5低松弛鋼絞線s15.2標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk1860MPa控制張拉應(yīng)力con1395MPa0.75fpk彈性模量Ep195000MPa錨具及波紋管鋼束管道摩阻系數(shù)0.25鋼束管道偏差系數(shù)k0.0015單端錨具變形及回縮值l0.006m1.4 設(shè)計(jì)荷載（1）恒載 主梁自重預(yù)應(yīng)力混凝土容重26KN/m3，混凝土按照25KN/m3，程序依據(jù)混凝土主梁截面面積自動(dòng)進(jìn)行加載。二期恒載橋面鋪裝：10cm現(xiàn)澆混凝土層和10cm瀝青混凝土鋪裝層按照線性荷載分布到各縱梁上，

8、容重按照24KN/m3 考慮。單側(cè)護(hù)欄按照10.6kN/m加載于主梁上。端橫梁上空心板荷載共四片13米跨徑空心板，邊板邊支點(diǎn)反力298.9KN,中板邊支點(diǎn)反力325.5KN。 （2）汽車荷載汽車荷載等級(jí)為公路II級(jí)，按照單向1車道加載；沖擊系數(shù)按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）相關(guān)規(guī)定計(jì)算，程序中按照結(jié)構(gòu)基頻方法輸入，本橋基頻為7.2Hz。（3）人群荷載按2.5KN/m計(jì)算人群荷載。（4）附加力溫度作用： 混凝土體系升溫20 oC、降溫20 oC（5）風(fēng)載：與活載組合的風(fēng)力按橋面高度處風(fēng)速25m/s計(jì)算。工程場(chǎng)地橋位地表粗糙度系數(shù)，陣風(fēng)系數(shù)。1.5 荷載組合成橋狀態(tài)分析，共考慮

9、以下幾種荷載組合：組合一：恒載+人群荷載+活載組合二：恒載+人群荷載+活載+溫度荷載（升溫20 oC）+靜風(fēng)荷載（橫向風(fēng)，25m/s）組合三：恒載+人群荷載+活載+溫度荷載（降溫20 oC）+靜風(fēng)荷載（橫向風(fēng)，25m/s）組合四：恒載+人群荷載+活載+溫度荷載（升溫20 oC）+靜風(fēng)荷載（縱向風(fēng)，25m/s）組合五：恒載+人群荷載+活載+溫度荷載（降溫20 oC）+靜風(fēng)荷載（縱向風(fēng)，25m/s）1.6 計(jì)算施工階段劃分表1-2 施工階段劃分表步驟名稱結(jié)構(gòu)組邊界組荷載組激活鈍化激活鈍化激活現(xiàn)澆系梁系梁組支架端橫梁-系梁臨時(shí)支架彈性連接-自重安裝第一批橫梁橫梁組-橫梁所有預(yù)應(yīng)力張拉系桿第一批預(yù)應(yīng)力

10、-系梁第一批預(yù)應(yīng)力支架現(xiàn)澆拱肋拱肋組風(fēng)撐組-張拉第二批系梁鋼束-系梁第二批預(yù)應(yīng)力掛索索組-吊索第一次張拉-一張索力（150KN）拆除支架-支架結(jié)構(gòu)支座系梁臨時(shí)支架彈性連接-架設(shè)行車道板車道梁組-橋面板連接-張拉橫梁第二批預(yù)應(yīng)力吊索第二次張拉-二張索力（380KN）二期恒載車道-欄桿荷載橋面鋪裝空心板荷載人群荷載1.7 有限元模型說明計(jì)算依據(jù)橋梁施工流程劃分結(jié)構(gòu)計(jì)算階段，按設(shè)計(jì)的施工方法模擬計(jì)算步驟，采用MIDAS2006程序按平面桿系進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。全橋共離散為952個(gè)單元，1056個(gè)節(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如圖。圖1.1 全橋有限元模型圖二、主要施工過程計(jì)算結(jié)果2.1 張拉橫梁第一批預(yù)應(yīng)力張拉工況圖

11、2.1 橫梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.2 橫梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)2.2 張拉系梁第一批預(yù)應(yīng)力工況圖2.3 系梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.4 系梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)2.3拆除現(xiàn)澆支架工況圖2.5 系梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.6 系梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.7 橫梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.8 橫梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.9 拱肋上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.10 拱肋下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)2.4 架設(shè)行車道板工況圖2.11 系梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.12 系梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.13 橫梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m

12、2)圖2.14 橫梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.15 拱肋上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.16 拱肋下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)2.5 張拉第二批橫梁預(yù)應(yīng)力束工況圖2.17 橫梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.18 橫梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)2.6 第二次張拉吊桿工況圖2.19 系梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.20 系梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.21 橫梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.22 橫梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.23 拱肋上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.24 拱肋下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)2.6 二期恒載加載工況圖2.25 系梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.2

13、6 系梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.27 橫梁上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.28 橫梁下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.29 拱肋上緣應(yīng)力圖(KN/ m2)圖2.30 拱肋下緣應(yīng)力圖(KN/ m2)各關(guān)鍵施工階段主要構(gòu)件應(yīng)力結(jié)果匯總?cè)绫?-1所示：表2-1 各施工階段主要構(gòu)件應(yīng)力匯總表工況名稱主要構(gòu)件構(gòu)件應(yīng)力（Mpa）拉應(yīng)力驗(yàn)算系桿橫梁拱肋上緣下緣上緣下緣上緣下緣張拉第一批橫梁預(yù)應(yīng)力筋max-0.441.011.070.7ftk=1.855滿足要求min-3.44-3.41張拉系桿第一批預(yù)應(yīng)力max-2.980min-5.19-5.63拆除支架min-5.36-0.82-0.450.97-

14、1.81-0.670.970.7ftk=1.855滿足要求max-7.77-9.41-3.38-3.37-3.43-4.43架設(shè)行車道板min-4.47-1.56-0.481.19-2.31-0.411.190.7ftk=1.855滿足要求max-7.53-9.54-3.63-2.36-4.06-4.77張拉橫梁第二批預(yù)應(yīng)力max-4.47-1.560-0.01-2.31-0.41min-7.53-9.54-4.9-8.3-4.06-4.77吊索第二次張拉max-5.3-1.600-0.88-1.38min-8.13-8.72-5.78.22-4.02-6.70二期恒載max-4.94-0.3

15、8-0.690-2.1-1.22min-7.1-8.07-5.2-6.56-4.78-6.76注：表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。三、成橋狀態(tài)計(jì)算結(jié)果各荷載組合作用下，系桿、主梁、拱肋應(yīng)力計(jì)算結(jié)果3.1 組合一計(jì)算結(jié)果圖3.1 主要構(gòu)件上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/m2)圖3.2 主要構(gòu)件下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)結(jié)論：組合一荷載作用下，系桿、橫梁、拱肋正應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為8.4MPa。3.2 組合二計(jì)算結(jié)果圖3.3 主要構(gòu)件上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖3.4 主要構(gòu)件下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)結(jié)論：組合二荷載作用下，系桿、橫梁、拱肋正應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為8.5MPa。3

16、.3 組合三計(jì)算結(jié)果圖3.5 主要構(gòu)件上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖3.6 主要構(gòu)件下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)結(jié)論：組合三荷載作用下，系桿、橫梁、拱肋正應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為8.6MPa。3.4 組合四計(jì)算結(jié)果圖3.7 主要構(gòu)件上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖3.8 主要構(gòu)件下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)結(jié)論：組合三荷載作用下，系桿、橫梁、拱肋正應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為8.8MPa。3.5 組合五計(jì)算結(jié)果圖3.5 主要構(gòu)件上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖3.6 主要構(gòu)件下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)結(jié)論：組合三荷載作用下，系桿、橫梁、拱肋正應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為8.4MP

17、a。3.6 系桿、橫梁、拱肋持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算按承載能力極限狀態(tài)檢算時(shí)，荷載組合及荷載安全系數(shù)按規(guī)范JTG D602004規(guī)定進(jìn)行，最大抗力與對(duì)應(yīng)位置內(nèi)力對(duì)比如下圖示： 圖3.7 系桿承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖圖3.8 端橫梁承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖圖3.9 中橫梁承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖圖3.10 拱肋承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖由圖3.7可知，主梁、及橫梁正截面抗彎承載系數(shù)均大于1，滿規(guī)范足要求。3.5 支點(diǎn)反力表3-2 墩頂支座反力表墩柱編號(hào)恒荷載（KN）組合一(最大)（KN）組合二(最大)（KN）組合三(最大)（KN）組合四(最大)（KN）組合五(最

18、大)（KN）最大值（KN）選用支座型號(hào)17203745975657565745974597565GPZ（）8.027196746675727572746674667572GPZ（）8.037200746375597559746374637559GPZ（）8.047206746975667566746974697566GPZ（）8.0結(jié)論：由表3-2可知，各支座應(yīng)選型合適。3.5 索力計(jì)算結(jié)果表3-3 各荷載組合下索力表索號(hào)恒載索力活載索力主要組合破斷力安全系數(shù)maxminmaxmin144326048343035357.31247539051947035356.8134884405354863

19、5356.61449346054149235356.54549547054349335356.51649547054449335356.49749547054549335356.49649547054549335356.49549547054449335356.50449346054149135356.54348844053548635356.61247539051947035356.81144326048542835357.30結(jié)論：由表3-3可知，吊桿承載力滿足要求。四、變形結(jié)算結(jié)果圖4.1 成橋狀態(tài)變形結(jié)果（m）圖4.2 組合一變形結(jié)果（m）圖4.3 組合二變形結(jié)果（m）圖4.4 組合三

20、變形計(jì)算結(jié)果（m）圖4.3 組合四變形結(jié)果（m）圖4.4 組合五變形計(jì)算結(jié)果（m）各荷載組合作用下，系桿及拱肋豎向變形結(jié)果匯總?cè)绫?-1所示：表4-1 各荷載組合下最大豎向位移表(單位：m)荷載拱肋系梁位置位移值位置位移值成橋狀態(tài)跨中-0.007跨中0.003組合一跨中-0.0091/4L0.005組合二跨中-0.0061/4L0.004組合三跨中-0.0121/4L0.005組合四跨中-0.0061/4L0.004組合五跨中-0.0121/4L0.005注：表中正值表示向上位移值，負(fù)值表示向下位移值。五、全橋穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖5.1 第一階模態(tài)圖結(jié)論： 第一階線彈性穩(wěn)定系數(shù)為14.8，表現(xiàn)為拱

21、肋側(cè)彎。圖5.2 第二階模態(tài)圖結(jié)論： 第二階線彈性穩(wěn)定系數(shù)為17.6，表現(xiàn)為拱肋對(duì)稱橫彎。六、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)一根吊桿斷裂狀態(tài)計(jì)算結(jié)果 選取跨中處一根吊桿在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)斷裂工況進(jìn)行計(jì)算分析，共考慮以下兩種荷載組合：組合一：恒載組合二：恒載+活載6.1 各荷載組合作用下計(jì)算結(jié)果 圖6.1 組合一 系梁上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 圖6.2 組合一 系梁下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖6.3 組合一 拱肋上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖6.4 組合一 拱肋下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 圖6.5 組合二 系梁上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 圖6.6 組合二 系梁下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖6.7 組合二

22、 拱肋上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖6.8 組合二 拱肋下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)結(jié)論：由以上應(yīng)力云圖可以看出，一根吊桿斷裂狀態(tài)下，系梁正截面應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為11.5MPa,依據(jù)規(guī)范7.2.8條：cc0.7fck=22.68MPa，滿足短暫狀態(tài)下構(gòu)件的驗(yàn)算要求。拱肋在吊桿斷裂狀態(tài)下，截面均受壓，最大壓應(yīng)力為6.29MPa,最小壓應(yīng)力為0.29MPa。6.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算圖6.9 系梁承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖結(jié)論：根據(jù)圖6.9可以看出，系梁正截面抗彎承載系數(shù)均大于1，滿足規(guī)范要求圖6.10 未斷吊桿側(cè)拱肋承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖圖6.11 斷吊桿側(cè)

23、拱肋承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖結(jié)論：根據(jù)圖6.106.11可以看出，拱肋正截面抗彎承載系數(shù)均大于1，滿足規(guī)范要求6.3斷一根索狀態(tài)全橋穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖6.12 第一階模態(tài)圖結(jié)論： 第一階線彈性穩(wěn)定系數(shù)為14.8，表現(xiàn)為拱肋側(cè)彎。圖6.13 第二階模態(tài)圖結(jié)論： 第二階線彈性穩(wěn)定系數(shù)為18.0，表現(xiàn)為拱肋對(duì)稱橫彎。七、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)兩根吊桿斷裂狀態(tài)計(jì)算結(jié)果 選取跨中處兩根相鄰吊桿在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)斷裂工況進(jìn)行計(jì)算分析，共考慮以下兩種荷載組合：組合一：恒載組合二：恒載+活載7.1 各荷載組合作用下計(jì)算結(jié)果 圖7.1 組合一 系梁上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 圖7.2 組合一 系梁下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m

24、2)圖7.3 組合一 拱肋上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖7.4 組合一 拱肋下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 圖7.5 組合二 系梁上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 圖7.6 組合二 系梁下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖7.7 組合二 拱肋上緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2)圖7.8 組合二 拱肋下緣應(yīng)力包絡(luò)圖(KN/ m2) 由圖7.17.2可以看出，兩根吊桿斷裂狀態(tài)下，系梁正截面最大壓應(yīng)力為13.9MPa,最大拉應(yīng)力為2.11MPa；依據(jù)公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.8條：cc0.7fck=22.68MPa；系桿縱向主筋配筋率(0.01178+0.00362)/1.2*1.4=0.92%

25、，則ct=2.111.15ftk=3.05MPa，均滿足預(yù)應(yīng)力砼受彎構(gòu)件在短暫狀態(tài)下構(gòu)件正應(yīng)力驗(yàn)算要求。 拱肋在吊桿斷裂狀態(tài)下，拱肋正截面最大壓應(yīng)力為7.9MPa,按規(guī)范7.2.4,條，cc=7.90.8fck=21.4MPa，滿足要求。 受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力為11.1MPa，混凝土壓應(yīng)力為8.4MPa；依據(jù)公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.4條：受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力si=2.110.75fsk=251MPa，滿足規(guī)范要求；受壓區(qū)壓應(yīng)力cc=8.40.8fck=21.4MPa7.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算圖7.9 系梁承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖結(jié)論：由圖7.9可以看出，系梁正截面抗彎承載系

26、數(shù)均大于1，滿足規(guī)范要求圖 圖7.10 未斷索側(cè)拱肋承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖圖7.11 斷索側(cè)拱肋承載能力（最大抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力）圖結(jié)論：根據(jù)圖7.107.11可以看出，拱肋正截面抗彎承載系數(shù)均大于1，滿足規(guī)范要求7.3斷2根索全橋穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖7.12 第一階模態(tài)圖結(jié)論： 由圖7.12可以看出，第一階線彈性穩(wěn)定系數(shù)為14.75，表現(xiàn)為拱肋側(cè)彎。圖7.13 第二階模態(tài)圖結(jié)論：由圖7.13 可以看出，第二階線彈性穩(wěn)定系數(shù)為18.2，表現(xiàn)為拱肋對(duì)稱橫彎。八、上構(gòu)計(jì)算結(jié)論匯總8.1施工過程主要構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表8-1 各施工階段主要構(gòu)件應(yīng)力匯總表工況名稱主要構(gòu)件構(gòu)件應(yīng)力（Mpa）拉應(yīng)力驗(yàn)算系

27、桿橫梁拱肋上緣下緣上緣下緣上緣下緣張拉第一批橫梁預(yù)應(yīng)力筋max-0.441.011.070.7ftk=1.855滿足要求min-3.44-3.41張拉系桿第一批預(yù)應(yīng)力max-2.980min-5.19-5.63拆除支架min-5.36-0.82-0.450.97-1.81-0.670.970.7ftk=1.855滿足要求max-7.77-9.41-3.38-3.37-3.43-4.43架設(shè)行車道板min-4.47-1.56-0.481.19-2.31-0.411.190.7ftk=1.855滿足要求max-7.53-9.54-3.63-2.36-4.06-4.77張拉橫梁第二批預(yù)應(yīng)力max-4

28、.47-1.560-0.01-2.31-0.41min-7.53-9.54-4.9-8.3-4.06-4.77吊索第二次張拉max-5.3-1.600-0.88-1.38min-8.13-8.72-5.78.22-4.02-6.70二期恒載max-4.94-0.38-0.690-2.1-1.22min-7.1-8.07-5.2-6.56-4.78-6.76注：表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。 由表8-1可知，系桿拱各主要施工階段中，中橫梁最大拉應(yīng)力為1.19MPa，；依據(jù)公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.8條：系桿縱向主筋配筋率(0.01178+0.00362)/1.2*1.4=0.71

29、%，則ct=1.191.15ftk=3.05MPa，均滿足預(yù)應(yīng)力砼受彎構(gòu)件在短暫狀態(tài)下構(gòu)件正應(yīng)力驗(yàn)算要求。故施工過程中，各主要受力構(gòu)件均滿足規(guī)范要求。8.2成橋狀態(tài)計(jì)算結(jié)果匯總表8-2 成橋狀態(tài)各構(gòu)件應(yīng)力（MPa）荷載組合拱肋應(yīng)力Max/Min（MPa）系桿最大應(yīng)力（MPa）中橫梁最大應(yīng)力（MPa）端橫梁最大應(yīng)力（MPa）恒載-4.5/-2.1-8.0/-6.1-6.5(無拉應(yīng)力)-1.9（無拉應(yīng)力）組合一-5.1/-2.1-8.3/-5.9-6.5(無拉應(yīng)力)-1.9（無拉應(yīng)力）組合二-5.5/-1.5-8.5/-5.8-6.3（無拉應(yīng)力）-2.2（無拉應(yīng)力）組合三-5.5/-1.2-8.6

30、/-5.8-6.7（無拉應(yīng)力）-2.3（無拉應(yīng)力）組合四-5.1/-2.2-8.3/-5.9-6.3（無拉應(yīng)力）-1.9（無拉應(yīng)力）組合五-5.0/-1.9-8.3/-5.9-6.0（無拉應(yīng)力）-1.9（無拉應(yīng)力）注：表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。表8-3 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果表荷載組合正截面彎矩rMn（KN/m）正截面抗力Mn（KN/m）系數(shù)拱肋165741702.11 系桿575653311.36 中橫梁87616551.89 端橫梁417095852.30 表8-3 吊桿承載力驗(yàn)算荷載組合最大吊桿力吊桿破斷力系數(shù)(KN)（KN）組合一54333236.12 組合二54533236.

31、10 組合三54533236.10 組合四54333236.12 組合五54333236.12 注：表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。8.3斷一根吊桿狀態(tài)計(jì)算結(jié)果匯總表8-4 成橋狀態(tài)各構(gòu)件應(yīng)力（MPa）荷載組合拱肋系桿中橫梁端橫梁組合一-7.5（無拉應(yīng)力）-13.6(無拉應(yīng)力)-8.2(無拉應(yīng)力)-1.9（無拉應(yīng)力）組合二-7.9（無拉應(yīng)力）-14.0(無拉應(yīng)力)-9.3（無拉應(yīng)力）-2.0（無拉應(yīng)力）注：組合一：恒載組合二：恒載+活載表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。表8-5 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果表荷載組合正截面彎矩rMn（KN/m）正截面抗力Mn（KN/m）系數(shù)拱肋191139962.0

32、9 系桿269066702.48 中橫梁88216291.85 端橫梁418695852.29 表8-5 吊桿承載力驗(yàn)算表荷載組合最大吊桿力(KN)吊桿破斷力（KN）系數(shù)組合一52733236.31 組合二58633235.67 注：組合一：恒載組合二：恒載+活載表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。8.4斷兩根吊桿狀態(tài)計(jì)算結(jié)果匯總表8-6 成橋狀態(tài)各構(gòu)件應(yīng)力表荷載組合拱肋（MPa）系桿（MPa）中橫梁（MPa）端橫梁（MPa）組合一-7.5（1.5）-13.7（1.2）-8.2(無拉應(yīng)力)-1.9（無拉應(yīng)力）組合二-8.1（2.2）-14.9（2.11）-9.2（無拉應(yīng)力）-2.0（無拉應(yīng)力）注：

33、組合一：恒載組合二：恒載+活載表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。 兩根吊桿斷裂狀態(tài)下，系梁正截面最大壓應(yīng)力為13.9MPa,最大拉應(yīng)力為2.11MPa；依據(jù)公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.8條：cc0.7fck=22.68MPa；系桿縱向主筋配筋率(0.01178+0.00362)/1.2*1.4=0.92%，則ct=2.111.15ftk=3.05MPa，均滿足預(yù)應(yīng)力砼受彎構(gòu)件在短暫狀態(tài)下構(gòu)件正應(yīng)力驗(yàn)算要求。 拱肋為普通鋼筋混凝土構(gòu)件，拱肋在吊桿斷裂狀態(tài)下，拱肋正截面最大壓應(yīng)力為7.9MPa,按規(guī)范7.2.4,條，cc=7.90.8fck=21.4MPa，滿足要求。受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力為11

34、.1MPa，混凝土壓應(yīng)力為8.4MPa；依據(jù)公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.4條：受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力si=11.10.75fsk=251MPa，滿足規(guī)范要求；受壓區(qū)壓混凝土應(yīng)力cc=8.40.8fck=21.4MPa，滿足規(guī)范要求。承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果表荷載組合正截面彎矩rMn（KN/m）正截面抗力Mn（KN/m）系數(shù)拱肋374041701.11 系桿575653311.36 中橫梁87616551.89 端橫梁417095852.30 吊桿承載力驗(yàn)算荷載組合最大吊桿力(KN)吊桿破斷力（KN）系數(shù)組合一56133235.92 組合二63333235.25 注：組合一：恒載組合二：恒載+活載表中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力。8.5各狀態(tài)穩(wěn)定性結(jié)果匯總荷載組合一階穩(wěn)定系數(shù)失穩(wěn)形式正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)14.82拱肋側(cè)彎斷一根索狀態(tài)14.80拱肋側(cè)彎斷兩根