橋梁橫梁計(jì)算書

1、A13# 中橫梁計(jì)算書設(shè)計(jì)規(guī)范(1) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTG D60-2004(2)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(3) 公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則 JTG/T B02-01-2008(4) 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D63-2007計(jì)算參數(shù)主要材料及技術(shù)參數(shù)(1) 混凝土力學(xué)指標(biāo)混凝土力學(xué)指標(biāo)表表 1-1項(xiàng)目C50C40fck （ MPa）32.426.8ftk （ MPa）2.652.40fcd （ MPa）22.418.4ftd （ MPa）1.831.65彈性模量 Ec（ MPa ）3450032500剪切模量 Gc（ MPa ）138001

2、3000泊松比 0.20.2熱膨脹系數(shù) 0.000010.00001(2) 鋼絞線力學(xué)指標(biāo)鋼絞線力學(xué)指標(biāo)表表 1-2項(xiàng)目s15.2彈性模量 Ep（ MPa）195000fpk （ MPa）1860fpd （ MPa）1260熱膨脹系數(shù) 0.000012(3) 鋼筋力學(xué)指標(biāo)鋼筋力學(xué)指標(biāo)表表 1-3項(xiàng)目HRB335R235fsk（ MPa ）335235f （ MPa ）280195sd280195fsd （ MPa ）彈性模量 Es（ MPa ）200000200000工程概況簡(jiǎn)龍互通式立體交叉A 匝道橋第四聯(lián)上部結(jié)構(gòu)是跨徑組合為(3x28.5)m 等高度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，橋梁寬度

3、為23.67133.732m，橋梁設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：設(shè)計(jì)荷載：城 A ，公路 -I 級(jí)；受力階段：澆注梁；加二期恒載；使用階段預(yù)應(yīng)力體系布置橫梁預(yù)應(yīng)力筋主要有： 13-s15.2mm 鋼絞線，管道采用塑料波紋管。計(jì)算荷載取值永久作用(1) 一期恒載主梁： C50墩： C40橫梁自重，預(yù)應(yīng)力混凝土容重取 26kN/m3。預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用公稱直徑 s15.2mm 低松弛鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 f，彈性模量×5。預(yù)應(yīng)力鋼束與管道的摩擦系數(shù)取，pk=1860MPaE =1.95 10 MPa0.17p管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)k 取 0.0015?；炷潦湛s徐變作用：按規(guī)

4、范考慮。(2) 上部主梁主梁支反力計(jì)算中取橋梁縱向計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行中橫梁的計(jì)算，上部荷載反力（包括二期恒載）作用在每個(gè)支點(diǎn)處為3169.9KN；(3) 收縮徐變收縮徐變時(shí)間取10 年，即 3650 天?？勺冏饔?1) 汽車荷載荷載等級(jí)：城 A ，公路 -I 級(jí)；采用橫向移動(dòng)荷載加載計(jì)算(2) 溫度荷載整體溫差：升溫20，降溫 20；局部溫差：正負(fù)溫度梯度按規(guī)范瀝青混凝土鋪裝取值。主梁按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）計(jì)入梯度溫度影響。荷載組合荷載組合(1) 持久狀況和短期狀況應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)組合：作用取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)(2) 持久狀況正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合 :永久作用

5、標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合長(zhǎng)期效應(yīng)組合 :永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)組合(3) 持久狀況承載能力極限狀態(tài)基本組合：永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合計(jì)算過(guò)程說(shuō)明計(jì)算說(shuō)明(1) 計(jì)算方法計(jì)算采用 Midas/civil 進(jìn)行平面桿系分析，根據(jù)橋梁施工流程劃分結(jié)構(gòu)計(jì)算的施工階段。根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力、主梁極限承載力計(jì)算，按A 類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在施工階段、使用階段應(yīng)力、極限承載力是否符合規(guī)范要求。(2)施工方法本橋采用滿堂支架澆注施工。計(jì)算要點(diǎn)橫梁按照一次落架的施工方法采用平面桿系理論進(jìn)行計(jì)算，考慮長(zhǎng)度為 6 倍頂板厚度的頂?shù)装鍏⑴c橫梁受力，根據(jù)

6、荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力、極限承載能力計(jì)算，按 A 類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在施工階段、使用階段應(yīng)力、極限承載力及整體剛度是否符合規(guī)范要求。(1) 計(jì)算模型橫梁模型共劃分48 個(gè)單元， 52 個(gè)節(jié)點(diǎn)。下部墩柱與上部結(jié)構(gòu)間采用剛性連接。橋梁模型如下圖所示。圖 1-2結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖計(jì)算結(jié)果匯總施工狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算按照新公橋規(guī)第條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合：壓應(yīng)力t't'cc0.70 fck ，拉應(yīng)力ct0.70 f tk 。本橋施工時(shí)混凝土強(qiáng)度已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的90%，故壓應(yīng)力允許值0.70 fck'0.700.932.420.40

7、 MPa；拉應(yīng)力允許值 0.70 ftk'0.70 ×0.9 ×2.65=1.67MPa。下圖所列為施工階段截面邊緣混凝土的最大、最小正應(yīng)力。圖 1-3-1施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算(最大 ) (單位： MPa)圖 1-3-2施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算(最小 ) (單位： MPa)由上圖可見(jiàn)， 施工階段應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算按照正常使用極限狀態(tài)的要求，采用作用短期效應(yīng)組合和長(zhǎng)期效應(yīng)組合，按預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。A 類A. 正應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTGD62-2004第條，正截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)于 A 類預(yù)應(yīng)力混凝土

8、構(gòu)件，在荷載短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：stpc0.7 ftk1.855MPa ；圖 1-4-1 使用階段正截面抗裂驗(yàn)算(短期組合 ) (單位： MPa)在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：ltpc0。圖 1-4-2 使用階段正截面抗裂驗(yàn)算(長(zhǎng)期組合 ) (單位： MPa)由以上兩圖可見(jiàn)：長(zhǎng)效組合下除梁端外均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，短效組合下在3#墩頂出現(xiàn)最大 0.6Mpa 拉應(yīng)力，由此可知，橫梁在正常使用階段正截面抗裂滿足規(guī)范要求。B.主拉應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTGD62-2004第條，斜截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)于A 類預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：tp0.5

9、ftk1.325MPa。圖 1-5使用階段斜截面抗裂驗(yàn)算(單位： MPa)由上圖可見(jiàn)，忽略梁端處主拉應(yīng)力的影響，主梁在正常使用階段斜截面抗裂滿足規(guī)范要求。持久狀況預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 第條，按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土法向壓應(yīng)力和斜截面混凝土主壓應(yīng)力，并不超過(guò)相應(yīng)限值。計(jì)算時(shí)作用取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。A. 混凝土正壓應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 第條，使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土最大正應(yīng)力應(yīng)符合以下規(guī)定：圖 1-6使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算(單位： MPa)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，構(gòu)件正截面最

10、大壓應(yīng)力為 9.08MPa，小于規(guī)范限值 16.2MPa，使用階段主梁正截面混凝土壓應(yīng)力滿足要求。B.使用階段混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 第條，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主壓應(yīng)力 cp 應(yīng)符合以下規(guī)定：圖 1-7 使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算 (單位： MPa) 標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，構(gòu)件截面最大主壓應(yīng)力為 9.08MPa，滿足規(guī)范限值19.44MPa，使用階段主梁截面混凝土主壓應(yīng)力滿足要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-004 第條，使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力應(yīng)滿足：預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算表 1-4鋼束編號(hào)張拉控制應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力最大拉應(yīng)力pe+p(MPa)con(MPa)N113950.75fpk1145.2N213950.75fpk1151.4經(jīng)驗(yàn)算，預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生最大拉應(yīng)力1151.4MPa ，滿足規(guī)范要求。承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算按照橋規(guī)持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算要求，主梁應(yīng)滿足正截面抗彎強(qiáng)度、斜截面抗剪強(qiáng)度要求。A. 正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 第條，進(jìn)行主梁承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合。將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分，考慮預(yù)加力引起的次效應(yīng)，并考慮普通鋼筋的作用。其中，頂板布置 25 根間距 10