鄭州市隴海路快速通道工程 二期主線橋YU01聯(lián)頂推梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算書(初步設(shè)計(jì))

1、第 冊/共 冊 第1頁 共56頁計(jì) 算 書calculation document 工程編號： 13-bb-003 工程名稱： 鄭州市隴海路快速通道工程 二期 項(xiàng)目名稱： 橋梁工程 常莊干渠段 設(shè)計(jì)階段： 初步設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)專業(yè)： 橋梁 計(jì)算內(nèi)容： 主線橋上部結(jié)構(gòu) 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 張彥 計(jì) 算 人： 任明飛 校 對 人： 馬向東 審 核 人： 戴利民 日 期： 2013.03 20101015發(fā)布20101015實(shí)施同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司architectural design & research institute of tongji university (group) co.

2、,ltd. 第56頁 共56頁目錄1.項(xiàng)目概況41.1項(xiàng)目概況41.2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)51.3主要設(shè)計(jì)規(guī)范51.4計(jì)算構(gòu)件概況61.5計(jì)算內(nèi)容71.5.1結(jié)構(gòu)縱向總體結(jié)構(gòu)計(jì)算71.5.2結(jié)構(gòu)橫向計(jì)算82.主要計(jì)算參數(shù)取值與計(jì)算方法82.1主要材料及其參數(shù)取值82.1.1混凝土82.1.2預(yù)應(yīng)力鋼筋82.1.3波形鋼腹板92.1.4鋼筋102.2設(shè)計(jì)荷載取值102.2.1恒載102.2.2活載102.2.3溫度荷載102.2.4基礎(chǔ)不均勻沉降112.3計(jì)算模型及方法112.3.1計(jì)算模型112.3.2計(jì)算方法122.4荷載組合142.5單位約定143.縱向計(jì)算主要計(jì)算結(jié)果153.1頂推施工工況計(jì)算結(jié)

3、果153.1.1施工內(nèi)力包絡(luò)圖153.1.2施工應(yīng)力包絡(luò)圖183.1.3施工反力包絡(luò)圖213.1.4施工過程中導(dǎo)梁前端導(dǎo)梁撓度圖223.1.5關(guān)鍵斷面的內(nèi)力歷程圖223.1.6關(guān)鍵斷面的應(yīng)力歷程圖243.2主梁持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算263.2.1正截面抗裂性能驗(yàn)算263.2.2斜截面抗裂性能驗(yàn)算273.3持久狀況應(yīng)力計(jì)算283.3.1持久狀況正截面應(yīng)力驗(yàn)算283.3.2持久狀況預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算293.4持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算303.5波形鋼腹板剪應(yīng)力驗(yàn)算333.5.1施工荷載作用下腹板剪應(yīng)力驗(yàn)算333.5.2設(shè)計(jì)荷載作用下腹板剪應(yīng)力驗(yàn)算353.5.3承載能力極限狀態(tài)基本組合作用下

4、腹板剪應(yīng)力驗(yàn)算383.6波形鋼腹板屈曲安全性評估423.7成橋支反力匯總443.8連續(xù)梁主要計(jì)算結(jié)論444.端橫梁主要計(jì)算結(jié)果454.1設(shè)計(jì)荷載取值454.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算454.2.1正截面抗裂性能驗(yàn)算454.2.2斜截面抗裂性能驗(yàn)算464.3持久狀況應(yīng)力計(jì)算464.4持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算474.5橫梁支反力484.6端橫梁主要計(jì)算結(jié)論485.中橫梁主要計(jì)算結(jié)果485.1設(shè)計(jì)荷載取值485.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算495.2.1正截面抗裂性能驗(yàn)算495.2.2斜截面抗裂性能驗(yàn)算495.3持久狀況應(yīng)力計(jì)算495.4持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算505.5橫梁支反力51

5、5.6中橫梁主要計(jì)算結(jié)論516.橋面框架主要計(jì)算結(jié)果516.1汽車分布寬度計(jì)算526.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算536.2.1正截面抗裂性能驗(yàn)算536.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算536.4橋面框架主要計(jì)算結(jié)論551. 項(xiàng)目概況1.1 項(xiàng)目概況隴海路快速通道作為鄭州市道路快速系統(tǒng)的重要組成部分，是鄭州市東西向重要的快速通道，是鄭州市道路快速系統(tǒng)的重要組成部分。隴海路快速通道工程（二期）作為隴海路快速通道工程（西三環(huán)中州大道）的西延伸段，路線整體呈東西走向，隴海路常州路西四環(huán)路段納入本期實(shí)施范圍。該工程西起常州路東側(cè)，東與隴海路跨南水北調(diào)橋順接。沿線主要經(jīng)過泉州路、西四環(huán)、九州大道、創(chuàng)文路

6、、匯文路、匯智路、創(chuàng)智路、四海大道、臨湖路、湖西路、渠南路等主要道路。本冊高架橋梁常莊段工程范圍為xk4+327.000xk5+267.00間的隴海路主線高架及兩側(cè)地面輔道。上部結(jié)構(gòu)均采為2聯(lián)波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。主線高架跨徑布置950m、950+40m，橋梁總長940m；左側(cè)輔道跨徑布置為50.833+48.777+48.465+48.101+50+352+50448+50+352+51.633+39.110,全長940.919；右側(cè)輔道采用49.167+51.174+51.542+51.943+50+348+50、452+50+348+48.367+40.89,全長939.083。

7、1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）道路等級：城市快速路（2）計(jì)算行車速度：80km/h（3）橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年。（4）橋梁設(shè)計(jì)荷載：城-a級。人群荷載按規(guī)范取值。（5）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級：一級。（6）環(huán)境類別：類。（8）耐久性設(shè)計(jì)：按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）第1.0.7條執(zhí)行（9）地震烈度：抗震基本烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g。地震分組為第1組。場地類型為iii類；（10）防撞等級：車行道設(shè)鋼筋混凝土防撞護(hù)欄（防撞等級為a級）。其余按國家和建設(shè)部、交通部現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、辦法等執(zhí)行。1.3 主要設(shè)計(jì)規(guī)范（1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范jtg

8、d60-2004（2）城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（cjj 11-2011）（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jtgd62-2004（4）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范jtgd63-2007（5）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范jtj025-86（6）公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范jtgd61-2005（7）公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范jtgd81-2006（8）公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范jtj004-89（9）公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則jtg/tb02-01-2008（10）城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范cjj166-2011（11）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtg/t f50-2011）（12）城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（cjj

9、2-2008）（13）城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范（cjj 99-2003）（14）市政公用工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定（2004年3月）（15）日本高速公路設(shè)計(jì)要領(lǐng)（2006 年版，日本東中高速）（16）日本波形鋼腹板pc 箱梁橋設(shè)計(jì)、施工指南（2005.4，日本高速公路技術(shù)中心）（17）日本組合結(jié)構(gòu)橋設(shè)計(jì)、施工規(guī)準(zhǔn)（2005.11，日本預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會）（18）公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計(jì)規(guī)范（db 41/t643-2010）（19）其他相關(guān)的國家行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范1.4 計(jì)算構(gòu)件概況隴海路高架常莊段橋梁設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程為xk4+327.000，設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程為xk 5+267.00，全長940。橋

10、梁分三幅布置，分別為主線高架、左幅地面輔道橋及右側(cè)地面輔道橋。上部結(jié)構(gòu)為等高度的波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，施工方案采用頂推施工。主線波形腹板和兩側(cè)輔道橋均采用單箱5室截面，頂板寬度為25.5m，底板寬度為20.6m。主線橋截面頂緣采用雙向2.0%橫坡，梁底水平布置，道路中心線處梁高3m；兩側(cè)輔道橋頂板寬度為23.5m，底板寬度18.6m，頂、底面設(shè)置2.0%的單向橫坡，梁高3m。波形鋼腹板梁均采用2.5m懸臂，懸臂端部厚0.2m，根部厚0.46m；頂板厚均為0.26m,底板厚0.25m。主梁頂、底板采用c60混凝土，鋼腹板采用q345qd鋼材。波形鋼腹板采用1600 型，鋼板厚度采用t=

11、16mm和t=22mm兩種，其中板厚t=22mm適用于支點(diǎn)處鋼腹板節(jié)段（節(jié)段長度8m）。波形板水平幅寬430mm、斜幅寬430mm、斜幅水平方向長370mm、波高220mm。波形鋼板與混凝土頂板用twin-pbl 連接，其中翼緣鋼板厚16mm，寬450mm，開孔鋼板厚16mm，開孔60，順橋向孔間距150mm，高度為200mm，貫穿鋼筋20；與混凝土底板的連接采用s-pbl+栓釘連接，其中翼緣鋼板厚16mm，寬400mm，開孔鋼板厚16mm，開孔60，孔間距150mm，高度為200mm，貫穿鋼筋20 ；栓釘采用20mm，長度15cm。波形鋼腹板節(jié)段間縱向連接采用搭接連接貼角焊接連接的方式，使用

12、螺栓臨時(shí)固結(jié)。波形鋼腹板pc 箱梁橋與常規(guī)的混凝土腹板pc橋相比，抗扭剛度較弱，因此，在主梁每跨均設(shè)置了3道隔板，以加強(qiáng)主梁的抗扭剛度。由于波形鋼腹板采用體外索，一般均將轉(zhuǎn)向塊與橫隔做成一體。橫隔板厚0.35m，轉(zhuǎn)向塊局部加厚到0.75m。主梁永久預(yù)應(yīng)力采用體內(nèi)、體外預(yù)應(yīng)力并用的布置方式?？v向預(yù)應(yīng)力分兩種：體內(nèi)束和體外束。體內(nèi)束采用s15.2鋼絞線和jl930級32精軋螺紋鋼筋兩種。鋼絞線的張拉控制應(yīng)力為1395mpa，頂、底板束采用ym15-9型。精軋螺紋鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值930mpa，預(yù)應(yīng)力體系應(yīng)符合“預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋設(shè)計(jì)施工暫行規(guī)定”。根據(jù)主梁節(jié)段施工情況進(jìn)行接長和張拉；體外束采

13、用ym17-s15.2低松弛環(huán)氧涂預(yù)應(yīng)力鋼鉸線，張拉控制應(yīng)力為1023mpa，每個(gè)箱室內(nèi)布置6束；邊跨體外束一端錨在端橫梁上，另一端錨在墩頂橫梁上；中跨體外束分別錨在墩頂橫梁上。體外束的轉(zhuǎn)向通過預(yù)埋在跨間橫隔中的轉(zhuǎn)向器來實(shí)現(xiàn)。體外束在全橋頂推到位后安裝張拉。在主梁頂面及箱室內(nèi)布置臨時(shí)預(yù)應(yīng)力錨固架。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力采用17-s15.2低松弛無粘結(jié)環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力鋼鉸線，張拉控制應(yīng)力為1023mpa。主梁施工結(jié)束后，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力分批拆除，拆除后的臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束作為結(jié)構(gòu)永久體外索使用，yu01聯(lián)分為9個(gè)節(jié)段，分段長度（道路中心線處）為35m（導(dǎo)梁段）+52.5m+650m+62.5m，yu02聯(lián)分為10個(gè)節(jié)段

14、，分段長度（道路中心線處）為35m（導(dǎo)梁段）+52.5m+750m+52.5m。兩聯(lián)尾端兩個(gè)節(jié)段因處于曲線線上，待其余梁段頂推到位后直接在預(yù)制平臺支架現(xiàn)澆；為保證導(dǎo)梁段鋼腹板的受力安全，避免出現(xiàn)過大位移，前方導(dǎo)梁段亦采用支架現(xiàn)澆方案。在第一跨設(shè)施工平臺，在第二跨和第三跨距次邊墩15m范圍內(nèi)設(shè)預(yù)制臺座，采用第一跨前端35m波形鋼腹板作為頂推施工用導(dǎo)梁。1.5 計(jì)算內(nèi)容本次計(jì)算內(nèi)容包括：1.5.1 結(jié)構(gòu)縱向總體結(jié)構(gòu)計(jì)算1、 恒載及使用階段組合下支座反力。2、 短暫狀況（1）混凝土結(jié)構(gòu)在頂推施工狀態(tài)下的應(yīng)力驗(yàn)算（2）波形腹板在施工過程中的剪切應(yīng)力驗(yàn)算3、 正常使用極限狀態(tài)（1）混凝土正常使用極限狀態(tài)

15、抗裂驗(yàn)算（2）結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)剛度驗(yàn)算（3）波形腹板在正常使用狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)組合剪切應(yīng)力驗(yàn)算（4）波形腹板在承載能力極限狀態(tài)基本組合剪切應(yīng)力驗(yàn)算 4、 承載能力極限狀態(tài)（1）混凝土結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算。（2）波形鋼腹板極限狀態(tài)剪應(yīng)力驗(yàn)算（3）波形鋼腹板極限狀態(tài)剪切屈曲驗(yàn)算5、 持久狀況下的應(yīng)力計(jì)算1、 混凝土截面持久狀況下的壓應(yīng)力驗(yàn)算2、 預(yù)應(yīng)力鋼筋持久狀況下的拉應(yīng)力驗(yàn)算1.5.2 結(jié)構(gòu)橫向計(jì)算1、 橋面框架計(jì)算（1） 頂?shù)装寤炷琳Ｊ褂脴O限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算（2） 頂?shù)装寤炷脸休d能力極限狀態(tài)極限強(qiáng)度驗(yàn)算2、 橫梁（1） 橫梁混凝土正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算（2） 橫梁混凝土承載能力極限狀

16、態(tài)極限強(qiáng)度驗(yàn)算2. 主要計(jì)算參數(shù)取值與計(jì)算方法2.1 主要材料及其參數(shù)取值2.1.1 混凝土上部結(jié)構(gòu)箱梁采用強(qiáng)度等級為c60混凝土，加載齡期10天，材料主要力學(xué)性能參數(shù)如下： 表2.1 混凝土材料主要力學(xué)性能參數(shù)表 （單位：mpa）強(qiáng)度等級軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量c6038.52.8526.51.963.601042.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋體內(nèi)束預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用按預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（gb/t5224-2003）標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)低松弛鋼絞線，公稱直徑s15.2mm，主要力學(xué)性能參數(shù)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：=1860 mpa；張拉控制應(yīng)力：0.75=13

17、95 mpa；彈性模量：=1.95105 mpa；預(yù)應(yīng)力管道采用符合jt/t529-2004標(biāo)準(zhǔn)的塑料波紋管。鋼束與管道間摩阻系數(shù)：=0.15；管道偏差系數(shù)：k=0.0015；一端錨具變形及鋼束回縮值：6mm，體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束松弛率按規(guī)范取值。體外束采用無粘結(jié)環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力鋼鉸線，其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合環(huán)氧涂層七絲預(yù)應(yīng)力鋼絞線（gb/t21073-2007）規(guī)定, 主要力學(xué)性能參數(shù)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：=1860 mpa；張拉控制應(yīng)力：0.55=1023 mpa；彈性模量：=1.95105 mpa；鋼束與管道間摩阻系數(shù)：=0；管道偏差系數(shù)：k=0.0015；一端錨具變形及鋼束回縮值：6mm，體外預(yù)應(yīng)力鋼束松

18、弛率按規(guī)范取值。精軋螺紋粗鋼筋采用直徑為32mm的精軋螺紋鋼筋，其標(biāo)準(zhǔn)符合。主要力學(xué)性能參數(shù)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：=930 mpa；張拉控制應(yīng)力：0.8=744mpa；彈性模量：=2.0105 mpa；鋼束與管道間摩阻系數(shù)：=0.5；管道偏差系數(shù)：k=0.0015；一端錨具變形及鋼束回縮值：2mm，鋼筋松弛率按規(guī)范取值。2.1.3 波形鋼腹板波形鋼腹板采用q345qd鋼材，鋼板材質(zhì)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)gb1591-94要求主要力學(xué)性能參數(shù)為：強(qiáng)度等級屈服應(yīng)力（mpa）正常使用容許剪應(yīng)力（mpa）極限狀態(tài)容許剪應(yīng)力（mpa）正常使用容許拉（壓）應(yīng)力（mpa極限狀態(tài)容許拉（壓）應(yīng)力（mpa）彈性模量q3

19、45qd345120166200287.52.061042.1.4 鋼筋設(shè)計(jì)用鋼筋為hpb235鋼筋和hrb335鋼筋兩種。hpb235鋼筋必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)（gb1499.1-2008）的有關(guān)規(guī)定；hrb335鋼筋必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)（gb1499.2-2007 /xg1-2009）的有關(guān)規(guī)定。表2.2 鋼筋材料主要力學(xué)性能參數(shù)表 （單位：mpa）鋼筋種類抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量hpb2352351952.1105hrb3353352802.01052.2 設(shè)計(jì)荷載取值2.2.1 恒載1、恒載（單幅） a）施工階段一期恒載：包括箱梁自重、預(yù)應(yīng)力、徐變收縮；混凝土容重采用26kn/m3。

20、b)二期恒載：（1）橋面鋪裝：按100mm瀝青砼（=24kn/m3）0.1*24=2.4 kn/m2（2）防撞護(hù)欄：10 kn/m/單側(cè)（3）人非共板人行道板、底座及鋪裝：單側(cè)合計(jì)19kn/m 人行道欄桿：5 kn/m（4）過橋管線：10 kn/m合計(jì)：主線橋：89.3kn/m輔道橋：（19.5*2.4+10+19+5+10）=90.8 kn/m2.2.2 活載荷載標(biāo)準(zhǔn)：城-a級，沖擊系數(shù)按照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtj d60-2004）執(zhí)行。機(jī)動車道：主線6車道，輔道橋4車道。人行道荷載按3.1 7kn/m2非機(jī)動車道按滿布人群荷載考慮，人群荷載偏安全按3.1kn/m2取值。2.2.3 溫

21、度荷載鄭州市年平均氣溫約為14.3；結(jié)構(gòu)合攏溫度取多年平均氣溫5，即9.319.3。鄭州市屬寒冷地區(qū)，按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范：混凝土結(jié)構(gòu)：高溫取34，低溫取-10；所以混凝土結(jié)構(gòu)體系升溫：25，體系降溫：30；日照溫差遵照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd60-2004）取值，橋面板表面升溫14，橋面板以下100mm升溫5.5，橋面板以下400mm升溫0，負(fù)效應(yīng)減半。橋面板橫向框架計(jì)算考慮內(nèi)外溫差8。2.2.4 基礎(chǔ)不均勻沉降不均勻沉降按各墩15mm取值。2.3 計(jì)算模型及方法2.3.1 計(jì)算模型總體計(jì)算選主線橋yu01聯(lián)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算采用midas/civil-2011進(jìn)行計(jì)算，主梁采用空間梁單

22、元進(jìn)行模擬，臨時(shí)體外束采用桁架單元模擬，全橋共232個(gè)永久單元、16個(gè)臨時(shí)導(dǎo)梁單元和232個(gè)節(jié)點(diǎn)。階段按梁體頂推施工工序進(jìn)行劃分，共164個(gè)施工階段。下表為施工階段工序表：序號施工階段內(nèi)容備注1鋼導(dǎo)梁安裝2第節(jié)段52.5m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉323共21個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體24第節(jié)段50m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉2545共20個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體46第節(jié)段50m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉4666共20個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體67第節(jié)段50m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉6888共20個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體89第節(jié)段50m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉9011

23、0共20個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體111第節(jié)段50m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉112132共20個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體133第節(jié)段50m梁體安裝，預(yù)應(yīng)力張拉134-154共20個(gè)施工階段，按2.5m步長頂推節(jié)段梁體156梁體頂推到位157支架上澆筑35m導(dǎo)梁段及段50m梁體，并張拉永久體內(nèi)鋼束158支架上澆筑段62.5m梁體，并張拉永久體內(nèi)鋼束159拆除40%的臨時(shí)體外束160張拉40%的永久體外預(yù)應(yīng)力鋼束161拆除剩余60%的臨時(shí)體外束162張拉60%的永久體外預(yù)應(yīng)力鋼束163拆除支架、二期鋪裝、成橋164收縮徐變36502.3.2 計(jì)算方法墩頂截面采用混凝土截面，波形

24、鋼腹板截面采用midas自帶波形鋼腹板截面。對波形腹板截面，因程序提供的斷面不支持多腹板斷面，因此根據(jù)手算的截面實(shí)際參數(shù)對截面特性進(jìn)行修正。主線橋截面為2%雙向橫坡斷面，箱梁中心線處梁高3.0m，計(jì)算時(shí)將其簡化為平坡斷面，斷面高度2.9m。輔道橋截面為1.5%單向橫坡斷面，箱梁中心線處梁高3.0m，頂?shù)装迤叫?，?jì)算時(shí)按3.0m梁高斷面計(jì)算。計(jì)算中認(rèn)為箱梁符合平截面假定，腹板與頂?shù)装迥芄餐ぷ髑也话l(fā)生相對滑移。忽略波形鋼腹板對結(jié)構(gòu)抗彎的貢獻(xiàn)，由混凝土頂、底板承受全部彎矩；波形鋼腹板承擔(dān)所有剪力，其應(yīng)力狀態(tài)一般視為純剪且沿腹板高度方向等值分布。主線橋主要截面特性表截面跨中波形腹板截面支點(diǎn)混凝土斷面

25、內(nèi)襯混凝土端面導(dǎo)梁根部斷面導(dǎo)梁前端斷面面積（m2）1.670000e+0013.46900e+0012.12625e+0012.12625e+0015.45615e-001asy（m2）9.846047e+0002.44078e+0011.19837e+0011.19837e+0010.00000e+000asz（m2）2.908670e-0011.01369e+0015.97295e+0005.97295e+0000.00000e+000ixx（m4）5.829325e+0011.19791e+0027.18870e+0017.18870e+0011.03001e-004iyy（m4）2.5

26、37430e+0013.84038e+0012.66455e+0012.66455e+0013.99429e-001izz（m4）7.221187e+0021.41422e+0039.22992e+0029.22992e+0022.52549e+001czp(m)1.254698e+0001.38982.12625e+0011.48765.45615e-001czm(m)1.645302e+0001.51021.19837e+0012.62150.00000e+000qyb（m2）4.750904e+0014.09134.09132.62151.5735qzb（m2）8.781546e+001

27、83.242883.2428179.4359179.4359圖2.1 波形鋼腹板主梁結(jié)構(gòu)模型圖2.1導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)模型圖2.1墩頂截面示意圖2.1波形腹板截面示意圖2.1導(dǎo)梁根部截面示意圖2.1導(dǎo)梁前部截面示意2.4 荷載組合根據(jù)規(guī)范jtg d60-2004第4.1.6條，對整體截面按受彎構(gòu)件進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)基本組合的驗(yàn)算。根據(jù)規(guī)范jtg d60-2004第4.1.7條及規(guī)范jtg d62-2004第6.1條，對上部結(jié)構(gòu)整體截面進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算，采用以下效應(yīng)組合：（1）荷載長期效應(yīng)組合；（2）荷載短期效應(yīng)組合；（3）荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合；根據(jù)河南省地方標(biāo)準(zhǔn)公路波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁設(shè)計(jì)

28、規(guī)范對鋼腹板進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)組合剪應(yīng)力驗(yàn)算和極限狀態(tài)基本組合的屈曲驗(yàn)算：2.5 單位約定計(jì)算結(jié)果符號約定如下：支反力、位移結(jié)果為整體坐標(biāo)系下的結(jié)果，整體坐標(biāo)系的x軸為順橋向，y軸為橫橋向，z 軸的方向平行于重力加速度方向并與其反向。桿件的內(nèi)力、應(yīng)力均為單元坐標(biāo)系下的結(jié)果，桁架單元的內(nèi)力及應(yīng)力均以拉為正，壓為負(fù)。力的單位為kn，力偶的單位kn*m,應(yīng)力單位為mpa，線位移單位為mm。梁單元的單元坐標(biāo)系及單元內(nèi)力（及應(yīng)力）符號規(guī)定如下圖所示：圖2：梁單元內(nèi)力應(yīng)力符號約定3. 縱向計(jì)算主要計(jì)算結(jié)果3.1 頂推施工工況計(jì)算結(jié)果3.1.1 施工內(nèi)力包絡(luò)圖圖3.1頂推施工階段自重（不含預(yù)應(yīng)力）最大彎矩包絡(luò)圖（k

29、n.m）圖3.2頂推施工階段自重（不含預(yù)應(yīng)力）最大彎矩包絡(luò)圖（kn.m）圖3.2頂推施工階段恒載合計(jì)（含預(yù)應(yīng)力）最大彎矩包絡(luò)圖（kn.m）圖3.2頂推施工階段恒載合計(jì)（含預(yù)應(yīng)力）最小彎矩包絡(luò)圖（kn.m）圖3.3頂推施工階段自重最大（不含預(yù)應(yīng)力）剪力包絡(luò)圖（kn）圖3.3頂推施工階段自重（不含預(yù)應(yīng)力）最小剪力包絡(luò)圖（kn）圖3.3頂推施工階段恒載合計(jì)（含預(yù)應(yīng)力）最大剪力包絡(luò)圖（kn）圖3.3頂推施工階段恒載合計(jì)（含預(yù)應(yīng)力）最小剪力包絡(luò)圖（kn）圖3.3二期鋪裝完成后恒載合計(jì)剪力圖（kn）圖3.3二期鋪裝完成后恒載合計(jì)彎矩圖（kn.m）圖3.3波形鋼腹板梁段恒載合計(jì)剪力包絡(luò)圖（kn.m）3.1.

30、2 施工應(yīng)力包絡(luò)圖圖3.3頂推施工階段恒載合計(jì)上緣最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖（mpa）圖3.3頂推施工階段恒載合計(jì)下緣最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖（mpa）圖3.3頂推施工階段恒載合計(jì)上緣最大壓應(yīng)力包絡(luò)圖（mpa）圖3.3頂推施工階段恒載合計(jì)下緣最大壓應(yīng)力包絡(luò)圖（mpa）從圖上可知，頂推施工階段主梁上緣最大拉應(yīng)力為0.78mpa，下緣最大拉應(yīng)力為3.0mpa；斷面位置為yu9墩頂斷面。工況為頂推第階段導(dǎo)梁懸臂27.5m時(shí)，斷面距前方支點(diǎn)22.5m處；上緣最大壓應(yīng)力為-15.9mpa，下緣最大壓應(yīng)力為-18.7mpa；圖3.3yu9墩頂下緣發(fā)生最大拉應(yīng)力工況示意圖圖3.3二期鋪裝完成后恒載合計(jì)上緣應(yīng)力圖（mpa）圖3

31、.3二期鋪裝完成后恒載合計(jì)下緣應(yīng)力圖（mpa）圖3.3 10年收縮徐變完成后恒載合計(jì)上緣應(yīng)力圖（mpa）圖3.3 10年收縮徐變完成后恒載合計(jì)下緣應(yīng)力圖（mpa）從圖上可知，二期鋪裝完成主梁上下緣除梁端出現(xiàn)較小的拉應(yīng)力外，其余斷面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力；上緣最大壓應(yīng)力為13.6mpa，下緣最大壓應(yīng)力為16.3mpa；3.1.3 施工反力包絡(luò)圖梁體最大反力歷程表主梁節(jié)點(diǎn)階段fz (kn)導(dǎo)梁節(jié)點(diǎn)fz (kn)190 cs23334.16 21817195.81190cs2_2020384.80 21915698.58190cs320112.11 22014186.25190cs3_2034276.07

32、22112642.89190cs434427.06 22211117.14190cs4_2032527.57 2239626.266190cs532568.68 2248228.142190cs5_2032804.41 2256882.332190cs632806.72 2265612.391190cs6_2032788.65 2284466.957190cs732782.56 2293472.636190cs7_2032792.60 2302644.726190cs832792.81 2311979.766190cs8_2032914.68 23213771.18190cs933005.66

33、 2331487.272190min/max34427.97 max17195.81 注：190節(jié)點(diǎn)為第二跨1/4斷面節(jié)點(diǎn)；218節(jié)點(diǎn)為導(dǎo)梁結(jié)合面節(jié)點(diǎn)永久支點(diǎn)反力表（kn）節(jié)點(diǎn)頂推過程中最大值二期鋪裝前二期鋪裝后216881.2 16859.7 18847.0 2633164.5 31314.8 36158.6 5232817.6 31828.7 36387.5 7832538.8 31463.4 36036.3 10432492.1 31535.2 36094.6 13032747.6 31467.6 36029.6 15633122.6 31548.9 36107.1 18232855.4

34、 32084.1 36600.8 20830267.3 29930.4 34872.8 23213771.2 13768.1 15706.4 合計(jì)-281800.7322840.6折合延米重量626kn/m717kn/m3.1.4 施工過程中導(dǎo)梁前端導(dǎo)梁撓度圖施工期間導(dǎo)梁前端撓度為最大212mm，發(fā)生工況為導(dǎo)梁最大懸臂狀態(tài)；3.1.5 關(guān)鍵斷面的內(nèi)力歷程圖1、 159號斷面剪力（純鋼斷面最大值）max : 23374.43000 at cs5_2:lst min : -8579.56400 at cs5_3:lst 2、 結(jié)合面剪力值max : 15411.04000 at cs2_19:ls

35、t min : -6904.34100 at cs16_二期鋪裝:lst3、 結(jié)合面正彎矩值max : 120746.60000 at cs2_13:lst min : -27372.86000 at cs1_19:lst 4、 次邊跨1/4斷面彎矩值(190號節(jié)點(diǎn))max : 66808.01000 at cs3_10:lst min : -144911.00000 at cs3_20:lst 5、 次邊跨1/4斷面剪力值(190號節(jié)點(diǎn))max : 17213.21000 at cs3_19:lst min : -15688.48000 at cs9:lst 6、 次邊跨1/4斷面彎矩值(1

36、90號節(jié)點(diǎn))3.1.6 關(guān)鍵斷面的應(yīng)力歷程圖1、 導(dǎo)梁結(jié)合面上緣max : 0.00000 at 鋼導(dǎo)梁:lst 上緣min : -13.02708 at cs12_張拉導(dǎo)梁段局部束、腹板束:lst下緣max : 0.00000 at 鋼導(dǎo)梁:lst 下緣min : -15.94696 at cs12_張拉導(dǎo)梁段局部束、腹板束:lst 2、 次中墩墩頂斷面上緣max : 0.78134 at cs8_5:lst 上緣min : -10.59324 at cs2_16:lst 下緣max : 2.99695 at cs2_16:lst 下緣min : -9.08582 at cs3_5:lst

37、3、 次邊跨跨中斷面上緣max : 0.00000 at 鋼導(dǎo)梁:lst 上緣min : -12.41852 at cs12_張拉導(dǎo)梁段局部束、腹板束:lst下緣max : 0.00000 at 鋼導(dǎo)梁:lst 下緣min : -17.15390 at cs3_15:lst 4、 次邊跨1/4斷面(190號節(jié)點(diǎn))上緣max : 0.00000 at 鋼導(dǎo)梁:lst 上緣min : -11.99727 at cs5_10:lst 下緣max : 0.00000 at 鋼導(dǎo)梁:lst 下緣min : -17.06816 at cs4:lst 3.2 主梁持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算3.2.1 正截

38、面抗裂性能驗(yàn)算圖3.3長期效應(yīng)組合主梁拉應(yīng)力包絡(luò)圖（mpa）從圖上可知，長期效應(yīng)下主梁上下緣均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足規(guī)范jtg d62-20046.3.1第1條之對于a類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的規(guī)定。圖3.4 短期效應(yīng)組合下 主梁拉應(yīng)力包絡(luò)圖（mpa）從圖上可知，短期效應(yīng)下主梁中支點(diǎn)拉應(yīng)力為0.9mpa，其他斷面未出現(xiàn)拉應(yīng)力，均未超過規(guī)范對最小應(yīng)力0.7ftk=1.855 mpa的限值要求；故滿足規(guī)范jtg d62-20046.3.1第1條之對于a類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的規(guī)定。3.2.2 斜截面抗裂性能驗(yàn)算圖3.5短期效應(yīng)組合下 主梁主拉應(yīng)力圖（mpa）從圖上可知，主梁混凝土最大主拉應(yīng)力0.75mpa小于0.5ftk=

39、1.425mpa，滿足規(guī)范jtg d62-20046.3.1第2條之規(guī)定。3.3 持久狀況應(yīng)力計(jì)算3.3.1 持久狀況正截面應(yīng)力驗(yàn)算圖3.6標(biāo)準(zhǔn)組合 主梁壓應(yīng)力圖（mpa）由上圖可知，使用階段標(biāo)準(zhǔn)組合下，主梁正截面最大壓應(yīng)力16.3mpa，小于規(guī)范限值0.5fck=19.25mpa，滿足規(guī)范jtg d62-20047.1.5條規(guī)定。圖3.7標(biāo)準(zhǔn)組合 主梁主壓應(yīng)力圖（mpa）由上圖可知，使用階段標(biāo)準(zhǔn)組合下，主梁正截面最大主壓應(yīng)力16.3mpa，小于規(guī)范限值0.6fck=23.1mpa，滿足規(guī)范jtg d62-20047.1.6條之規(guī)定。3.3.2 持久狀況預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算鋼束施工階段應(yīng)力 (m

40、pa)使用階段標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)力 (mpa)施工階段容許值(mpa)使用階段容許值(mpa)驗(yàn)算精軋鋼筋agb-1701.9 701.2 837.0 744.0 okagb-1-復(fù)制706.3 728.6 837.0 744.0 okagb-2701.9 698.4 837.0 744.0 okagb-3701.9 700.6 837.0 744.0 okagb-4701.9 690.3 837.0 744.0 okagb_5701.9 722.1 837.0 744.0 okagt-1701.9 674.4 837.0 744.0 okagt-2701.9 685.2 837.0 744.0 ok

41、agt-3701.9 683.3 837.0 744.0 okagt-4701.9 678.3 837.0 744.0 okagt_5701.9 695.5 837.0 744.0 okbgb-1701.9 688.6 837.0 744.0 okbgb-2701.9 700.0 837.0 744.0 okbgb-3701.9 700.8 837.0 744.0 okbgb-4701.9 693.7 837.0 744.0 okbgb_5712.0 699.8 837.0 744.0 okbgt-1701.9 686.1 837.0 744.0 okbgt-2701.9 684.3 837.

42、0 744.0 okbgt-3701.9 686.8 837.0 744.0 okbgt-4701.9 671.9 837.0 744.0 okbgt_5712.0 687.0 837.0 744.0 ok體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束bym_11228.0 1293.2 1395.0 1209.0 okbym_21233.3 1286.9 1395.0 1209.0 okbym_31233.3 1292.1 1395.0 1209.0 okbym_41233.3 1288.1 1395.0 1209.0 okbym_51233.3 1293.3 1395.0 1209.0 okbym_61233.3 129

43、3.0 1395.0 1209.0 okbym_71233.3 1298.6 1395.0 1209.0 okbym_81246.2 1300.0 1395.0 1209.0 okbym_91228.0 1306.6 1395.0 1209.0 oktym_11195.0 1266.9 1395.0 1209.0 oktym_21195.0 1267.4 1395.0 1209.0 oktym_31195.0 1287.7 1395.0 1209.0 oktym_41195.0 1267.6 1395.0 1209.0 oktym_51195.1 1265.4 1395.0 1209.0 ok

44、tym_61195.0 1282.5 1395.0 1209.0 oktym_71230.1 1282.5 1395.0 1209.0 ok體外預(yù)應(yīng)力鋼束yjf1_a968.2 971.4 1395.0 1209.0 okyjf1_b981.6 986.1 1395.0 1209.0 okyjf2_a961.1 980.5 1395.0 1209.0 okyjf2_b965.3 976.0 1395.0 1209.0 okyjf3_a961.1 967.4 1395.0 1209.0 okyjf3_b965.3 976.0 1395.0 1209.0 okyjf4_a961.1 979.8 1

45、395.0 1209.0 okyjf4_b965.3 976.0 1395.0 1209.0 okyjf5_a961.1 967.4 1395.0 1209.0 okyjf5_b965.3 976.0 1395.0 1209.0 okyjf6_a961.1 979.9 1395.0 1209.0 okyjf6_b965.3 976.0 1395.0 1209.0 okyjf7_a961.1 967.8 1395.0 1209.0 okyjf7_b965.3 976.0 1395.0 1209.0 okyjf8_a961.1 978.3 1395.0 1209.0 okyjf8_b965.3 9

46、76.1 1395.0 1209.0 okyjf9_a968.2 1002.0 1395.0 1209.0 okyjf9_b981.6 1007.6 1395.0 1209.0 ok根據(jù)規(guī)范jtg d62-2004第7.1.5條，在持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋼束最大拉應(yīng)力0.65=1209mpa，精軋鋼筋最大拉應(yīng)力0.8=744mpa。從上表看出，各鋼束均滿足規(guī)范要求。3.4 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算圖3.8主梁最大抗彎承載力及對應(yīng)內(nèi)力包絡(luò)圖（kn.m）圖3.9主梁最小抗彎承載力及對應(yīng)內(nèi)力包絡(luò)圖（kn.m）關(guān)鍵斷面承載能力極限正截面強(qiáng)度驗(yàn)算表單元位置最大/最小組合 名稱類型驗(yàn)算rmu (kn*

47、m)mn (kn*m)尾跨跨中12i12最大clcb9my-maxok253631.3 346433.1 12i12最小clcb18my-minok149130.5 346433.1 12j13最大clcb9my-maxok255443.2 346431.3 12j13最小clcb18my-minok147428.2 346431.3 尾次墩墩頂截面26i26最大clcb15fz-maxok-23447.4 423976.1 26i26最小clcb8my-minok-126376.1 423976.1 26j27最大clcb15fz-maxok-4749.1 417348.7 26j27最小clcb8my-minok-100599.9 417348.7 尾次邊跨跨中39i39最大clcb7my-maxok227195.0 345748.6 39i39最小clcb20my-min