朝陽市黃河路大橋分析報告

1、朝陽市黃河路大橋混凝土自錨式懸索橋總體分析報告（73m+180m+73m）推薦精選目錄1結構概述12采用規(guī)范、計算依據(jù)及計算程序32.1. 基本規(guī)范32.2. 參考規(guī)范32.3. 計算依據(jù)及計算程序43結構分析參數(shù)43.1. 材料特性43.1.1. 混凝土43.1.2. 鋼材43.1.3. 高強鋼絲43.2. 計算荷載53.2.1. 恒載（D）53.2.2. 收縮徐變計算參數(shù)123.2.3. 設計院提供的成橋索力143.3. 計算模型153.4. 成橋狀態(tài)主要計算結論153.5. 空攬狀態(tài)主要計算結論15推薦精選1 結構概述朝陽市黃河路大橋全長508.32m，橋梁設計起點樁號為K0+068.7

2、0，終點樁號為K0+577.02，跨徑布置為（28+28+32.16+73+180+73+32.16+28+28）m。其中主橋為73+180+73=326m自錨式懸索橋。兩岸引橋均為3x28m預應力混凝土連續(xù)箱梁。主橋為三跨雙索面預應力混凝土自錨式懸索橋，主跨為180m，邊跨73m，全長326m。主橋采用塔墩固結、塔梁分離的半飄浮體系，主橋在橋塔及過渡墩處均設置活動支座。主橋在主墩處設有橫向限位支座，橫向限位支座中的四氟滑板與主梁側鋼板之間的空隙為1.0厘米，成橋狀態(tài)的基準溫度為20度，橋型布置圖見圖1-1。圖1-1 主橋橋型布置圖主梁采用預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁，箱梁標準斷面為單箱四室，箱梁底板

3、寬19.9m。箱梁中心高2.5m，箱梁頂板橫坡與橋面橫坡一致，設雙向1.5橫坡,底板水平。箱梁頂板厚度20cm，底板厚度20cm，邊腹板厚40cm，中間腹板厚30cm。箱梁內(nèi)標準橫梁縱向間距為5m,與吊桿一一對應，橫隔梁橫橋向寬度為31.5米，橫梁中間厚度32cm，端部加厚為95cm，橫梁按照全預應力混凝土構件設計。主橋兩端設強大的端橫梁用于錨固主纜并作為壓重，端橫梁高4.3m，長5.0m，寬28.5m，為預應力實體結構。端橫梁設牛腿支承引橋，用于主橋梁端壓重，牛腿高2.15m,寬1.4m。，主梁標準斷面見圖1-2。門字型塔，索塔橋面以上高35.927m,全高49.027m。塔柱采用十字形截面

4、，下塔柱截面外輪廓尺寸從塔腳3.5mx5.5m漸變到下橫梁處2.5mx4.5m；上塔柱截面外輪廓尺寸為2.5mx4.5m。塔柱為實體斷面，塔上共設兩道橫梁，下橫梁采用2.5m推薦精選x3.5m箱形截面，壁厚0.5m，上橫梁采用鋼桁架。圖1-2 主梁標準斷面索塔基礎采用群樁基礎，每個塔柱下設9根直徑1.8m鉆孔灌注樁，承臺平面尺寸為11mx11m，厚度為4m。樁基按照嵌巖樁設計。全橋主纜共兩根，每根主纜由37股預制平行鋼絲索組成，每索股含有127根5.1mm高強鍍鋅平行鋼絲，每根主纜由4699絲鋼絲組成，鋼絲抗拉強度標準值為1670MPa,彈性模量為2.0x105MPa。主纜架設完畢后用擠圓機擠

5、成圓形，用鍍鋅鋼絲纏繞，然后用膩子勾縫，表面進行防護。主纜索夾外截面直徑為390.9mm(空隙率20%)，索夾位置截面直徑為386.1mm(空隙率18%)。主纜預制索股采用熱鑄錨，每個索股兩端各設一個錨頭，錨頭工廠制造。主纜經(jīng)過散索套后，呈輻射狀散開。吊桿采用剛性吊桿及柔性吊桿，其中1號吊桿為剛性吊桿，1213號吊桿為127-7.0mm高強鍍鋅平行鋼絲柔性吊桿，其余吊桿為109-7.0mm高強鍍鋅平行鋼絲柔性吊桿。柔性吊桿高強鍍鋅平行鋼絲標準強度為1670MPa，彈性模量為2.0x105MPa索鞍采用全鑄整體式索鞍，為肋傳力結構形式。主纜槽內(nèi)主纜中心線處的縱向圓弧半徑R=3.5m。索鞍長4.2

6、8m，寬1.5m，高2.18米，全橋共四個索鞍。鞍座下設置聚四氟乙烯板，便于主鞍在施工過程中通過塔頂預埋反力架進行頂推。索鞍頂推就位后，通過剪力鍵及螺栓將索鞍與上平板固定。底座上平板與主塔預埋鋼筋通過焊接予以固定推薦精選2 采用規(guī)范、計算依據(jù)及計算程序2.1. 基本規(guī)范l 朝陽市黃河路大橋工程設計圖紙，北京建達道橋咨詢有限公司l 關于朝陽市黃河路大橋主橋成橋狀態(tài)設計計算的若干問題提請設計單位確認和答復的函的回復文件，北京建達道橋咨詢有限公司l 公路工程技術標準( JTG B01-2004 )l 公路工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準( GB/T50283-1999 )l 公路橋涵設計通用規(guī)范( JTG

7、 D60-2004 )l 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范( JTG D62-2004 )l 公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范( JTJ024-1985 )l 公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范( JTJ025-1986 )l 公路工程抗震設計規(guī)范( JTJ004-1989 )l 公路橋梁抗風設計規(guī)范( JTG/T D60-01-2004 )l 公路路線設計規(guī)范( JTJ011-1994 )l 公路建設項目環(huán)境影響評價規(guī)范（試行）( JT005-1996 )l 公路環(huán)境保護設計規(guī)范( JTJ/T006-1998 )l 公路勘測規(guī)范( JTJ061-1999 )l 公路工程地質勘察規(guī)范( JTJ0

8、64-1998 )l 橋梁用結構鋼( GB/T 714-2000 )l 公路橋涵施工技術規(guī)范( JTJ027-2000 )l 公路工程質量檢驗評定標準( JTJ071-1998 )l 高速公路交通安全設施設計及施工技術規(guī)范( JTJ074-1994 )2.2. 參考規(guī)范l 公路懸索橋設計規(guī)范（報批稿）中華人民共和國交通部l 橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲(GB/T 17101-1997)推薦精選l 懸索橋主纜預制索股技術條件 （JT/T 395） 2.3. 計算依據(jù)及計算程序計算依據(jù)為朝陽市黃河路大橋工程設計圖紙及關于朝陽市黃河路大橋主橋成橋狀態(tài)設計計算的若干問題提請設計單位確認和答復的函的回復文件。計

9、算程序采用 ANSYS ，我單位自編程序懸索橋施工階段靜力幾何非線性分析專用程序BBQA。3 結構分析參數(shù)3.1. 材料特性3.1.1. 混凝土橋塔和主梁混凝土標號C55，彈性模量3.55E4MPa，密度 2600 kg/m3，泊松比0.2，線膨脹系數(shù)1.0E-5。3.1.2. 鋼材彈性模量2.10E5MPa，密度 7850 kg/m3，泊松比0.3，線膨脹系數(shù)1.2E-5。3.1.3. 高強鋼絲主纜鋼絲強度級別1670MPa，彈性模量2.00E5MPa，密度 7850 kg/m3，泊松比0.3，線膨脹系數(shù)1.2E-5。吊索平行鋼絲強度級別1670MPa，彈性模量2.00E5MPa，密度785

10、0kg/m3，泊松比0.3，線膨脹系數(shù)1.2E-5。推薦精選3.2. 計算荷載3.2.1. 恒載（D）1） 混凝土箱梁除過渡墩處、橋塔附近區(qū)段采用了加大截面的箱梁，其他梁段均為標準梁段，標準斷面的截面參數(shù)見表3-1。表3-1 標準斷面箱梁參數(shù)項目單位數(shù)量加勁梁類型單箱四室箱梁混凝土箱梁面積m213.1163豎向抗彎慣性矩m412.5987梁高(中心高度)M2.5重心相對于底緣高度M1.2806主梁重（一期，未計入橫梁重）kN/m341.0238材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m32600橋塔附近截面參數(shù)見表3-2表3-2橋塔附近箱梁截面參數(shù)項 目單位數(shù)

11、量加勁梁類型單箱四室箱梁混凝土箱梁面積m219.1803豎向抗彎慣性矩m415.9244梁高M2.5重心相對于底緣高度M1.0968推薦精選主梁重（一期，未計入橫梁重）kN/m498.6878材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m32600牛腿截面參數(shù)見表3-3。表3-3 牛腿截面參數(shù)項目單位數(shù)量加勁梁類型矩形實體截面混凝土箱梁面積m245.55豎向抗彎慣性矩m418.0966梁高M2.15重心相對于底緣高度M1.0866主梁重（一期，未計入橫梁重）kN/m1184.3材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m32600端

12、橫梁截面參數(shù)見表3-4。表3-4 端橫梁截面參數(shù)項目單位數(shù)量加勁梁類型矩形實體截面混凝土箱梁面積m2120.4791豎向抗彎慣性矩m4178.5136梁高M4.3重心相對于底緣高度M2.1117推薦精選主梁重（一期，未計入橫梁重）kN/m3132.467材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m32600過渡墩梁高變化始端截面參數(shù)見表3-5。距過渡墩1米。表3-5 過渡墩梁高變化始端截面參數(shù)項目單位數(shù)量加勁梁類型單箱四室箱梁混凝土箱梁面 積m282.1806豎向抗彎慣性矩m4119.1635梁 高M4.3重心相對于底緣高度M1.6852主梁重（一期，未計入橫梁

13、重）kN/m2136.836材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m32600過渡墩梁高變化末端截面參數(shù)見表3-6。距過渡墩5.5米。表3-6 過渡墩梁高變化末端截面參數(shù)項目單位數(shù)量加勁梁類型單箱四室箱梁混凝土箱梁面積m231.0277豎向抗彎慣性矩m420.2065梁高M2.5重心相對于底緣高度M1.1557推薦精選主梁重（一期，未計入橫梁重）kN/m806.7202材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m32600各吊桿橫梁重量，吊桿橫梁與箱梁重疊的部分，已通過箱梁一期重量計入，在此僅計入橫梁外懸臂、箱梁隔板及加掖的重

14、量，并以集中力的方式施加在計算模型相應結點上。具體見表3-7，吊索橫梁重量類型共有5類。表3-7 吊索橫梁重量類別圖紙橫梁編號數(shù)量重量（kN）備注1413、1649、5261541033.4489標準吊索橫梁214、15、50、514931.954橋塔處橫梁33、622954.092端部橫梁一42、632777.402端部橫梁二51、642592.652端部橫梁三2） 引橋箱梁壓重 引橋端部支撐與主橋箱梁端部的牛腿上，作為壓重，分析表明，該壓重的大小對主橋內(nèi)力線形有影響，在計算中計入壓重的影響，引橋的恒載支反力見表3-8。表3-8 引橋端部恒載支反力類別反力（kN）一期恒載5744二期恒載13

15、56 該荷載以集中力的方式施加在計算模型中牛腿位置相應的節(jié)點上3） 二期恒載 二期恒載包括兩部分：人行道重量以及橋面鋪裝。本計算模型中關于二期恒載的施加分成兩個部分推薦精選：鑒于人行道采用預制槽形板，簡支轉連續(xù)結構，在計算模型中將預制板以及濕接縫的重量以集中力的方式施加在相應的計算模型節(jié)點上（對應吊索橫梁位置），人行道鋪裝、欄桿、防撞欄以及橋面鋪裝的重量以均布荷載的方式施加，各荷載參數(shù)計算明細見表3-9-1及表3-9-2。表3-9-1 二期恒載計算明細表（集中荷載）類別說明重量(kN)數(shù)量1A型人行道板65.4592B型人行道板59.6263C型人行道板71.7634濕接縫10.18表3-9-

16、2 二期恒載計算明細表（均布荷載）半橋類別說 明重量(kN/m)數(shù)量1人行道鋪裝（2cm砂漿+2cm彩磚）1.9782欄桿 2道0.653防撞護欄3.15+0.483=3.6334橋面鋪裝（9cm瀝青）22.145主橋端部人行道板重14.84合計 1主橋端部43.241合計 2其他標準梁段28.4014）橋塔橋塔采用實心矩形橋塔，塔根處截面加大項目單位數(shù)量橋塔類型實心矩形橋塔根部面積m218.7457豎向抗彎慣性矩m418.3169推薦精選標準斷面面積M10.7457豎向抗彎慣性矩m416.9567材料彈性模量MPa3.55E4伯松比0.2線膨脹系數(shù)1.0E-5密度kg/m326005）纜索系

17、統(tǒng)主纜相關參數(shù)見表3-10表3-10 主纜相關參數(shù)項目單位中跨東邊跨西邊跨大纜根數(shù)根222索股鋼絲直徑mm5.25.25.2鋼絲根數(shù)根127127127單纜索股股數(shù)股373737鋼絲面積m20.0997930.0997930.099793直徑m約0.4約0.4約0.4主纜鋼絲重kg/m783.375783.375783.375纏絲.等重kg/m74.374.374.3主纜重kg/m857.587857.587857.587主纜等效密度kg/m38593.628593.628593.62材料彈性模量MPa2.0E52.0E52.0E5伯松比0.20.20.2線膨狀系數(shù)1/C。1.2e-51.2e

18、-51.2e-5鋼絲強度MPa167016701670吊索相關參數(shù)。本橋吊索共分三種類型，剛性吊索，7-109柔性吊索，1-127柔性吊索，各類型吊索的計算參數(shù)分見表3-11-1，3-11-2，3-11-3。表3-11-1 7-109型吊索參數(shù)推薦精選項目單位吊索類型平行鋼絲7-109單根吊索直徑m面積m20.004195延米重量kg/m32.9吊索等效密度kg/m37900材料彈性模量MPa2.0E5伯松比0.2線膨狀系數(shù)1/C。1.2e-5鋼絲強度MPa1670表3-11-1 7-127 型吊索參數(shù)項目單位吊索類型平行鋼絲7-127單根吊索直徑m面積m20.004888延米重量kg/m38

19、.4吊索等效密度kg/m37856材料彈性模量MPa2.0E5伯松比0.2線膨狀系數(shù)1/C。1.2e-5鋼絲強度MPa1670表3-11-1 剛性吊索參數(shù)項目單位吊索類型剛性吊索 合金鋼單根吊索直徑m0.14推薦精選面積m20.015394延米重量kg/m120.84吊索等效密度kg/m37850材料彈性模量MPa2.0E5伯松比0.2線膨狀系數(shù)1/C。1.2e-5鋼絲強度MPa1670索夾的重量，本橋共有A、B、C、D、E、F以及散索套共計7類索夾，根據(jù)設計圖紙，各索夾的重量見表3-12，索夾的重量以集中力的方式施加在主纜相應結點上。表3-12 索夾荷載參數(shù)類別重量（kg）數(shù)量對應吊索編號A

20、908.5B1351.1C1831.2D2314.1E2605.3F472.4散索套1063.325表3-13 吊索附屬設施（耳板、錨頭）重量類別重量（kg）數(shù)量對應吊索編號7-109473.545522#11#、14#29#7-127493.745412#13#剛性吊索475.55521#推薦精選3.2.2. 收縮徐變計算參數(shù) 氣象調(diào)查表明， 朝陽市地處遼寧西部，屬干燥少雨地區(qū)，年平均濕度在55%左右，取環(huán)境年平均濕度 RH=55%，收縮徐變終止時間，取10年，即3600天。其他參數(shù)詳見表3-14。表3-14 收縮徐變計算參數(shù)項目砼標號理論厚度（mm）環(huán)境濕度（%）收縮齡期（d）初次加載齡期

21、（d）主梁C555535555橋塔C5515355555根據(jù)施工方案，將結構計算時段劃分如下，并依此制訂施工仿真計算工況：計算工況1：下塔柱施工 跨中區(qū)段1主梁施模板、鋼筋施工，25天 2008-3-164-10計算工況2：跨中區(qū)段主梁安裝，中塔柱 10天 4.20計算工況2：中塔柱施工1 跨中區(qū)段2，橋塔區(qū)段主梁施工 30天 4-105-10計算工況3：中塔柱施工2 上橫梁施工 端部主梁施工 30天 5-106-10計算工況5：安裝索鞍 6天 6-16計算工況6：安裝貓道系統(tǒng) 15天 7.1計算工況7：安裝主纜、調(diào)形 60天 9.1計算工況8：安裝索夾、吊索 15天 9.15計算工況10：第一輪吊索張拉，張拉到設計索力