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1、天橋鋼箱梁計(jì)算書(shū) 一、概述大王店互通ZSK190+557.544 車(chē)行天橋跨越京港澳高速,橋梁布跨(18+3X24+18) m,全長(zhǎng)114m,橋梁寬度8.5m,橋面寬度組成為2X 0.5m防撞護(hù)欄+7.5m行車(chē)道。該橋上部結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩,肋板臺(tái),鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 由于本橋所跨京昆高速公路交通繁重,為避免支架施工對(duì)下穿高速公路交通造成過(guò)大的干擾,應(yīng)相關(guān)部門(mén)要求,將本橋上部結(jié)構(gòu)由現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁變更為鋼箱梁,橋跨布置及下部結(jié)構(gòu)維持原設(shè)計(jì)不變。本次變更設(shè)計(jì)的鋼箱梁頂寬8.5m, 單箱雙室斷面,翼緣懸臂2m,梁高取1.2m,頂板、腹板厚16mm底板厚
2、20mm縱向按跨間梁段按間距2.4m左右設(shè)置橫隔板保證結(jié)構(gòu)的整體性、提高橫向剛度并限制箱梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)畸變等,橋墩位置根據(jù)支座布置調(diào)整橫隔板位置并適當(dāng)加密隔板。頂板、底板沿縱向設(shè)置U形加勁肋保證結(jié)構(gòu)局部受力及穩(wěn)定,U形加勁肋厚8mm鋼箱梁主要受力板件采用 Q345鋼,加勁肋、中間隔板等次要板件采用 Q235鋼。橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路II 級(jí),按 2車(chē)道計(jì)算。二、結(jié)構(gòu)計(jì)算( 一 ) 結(jié) 構(gòu)離散化模型本次復(fù)算按空間有限單元法對(duì)箱梁進(jìn)行分析,采用 MIDASCivil2006進(jìn)行計(jì)算,箱梁按板單元進(jìn)行分析。本鋼箱梁跨徑組合為(18+3X 24+18) mi由于由于空間計(jì)算模型過(guò)于龐大計(jì)算不便,考慮本橋3個(gè)2
3、4m中跨受力相當(dāng),結(jié)構(gòu)模型中只取一個(gè)中跨進(jìn)行建模 (即 計(jì)算模型跨度組合為18+24+18m。結(jié)構(gòu)離散化分析模型如下圖所示:結(jié)構(gòu)計(jì)算模型(俯視圖) 限產(chǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型(透視圖)(二)計(jì)算條件及參數(shù)說(shuō)明1 .恒載鋼材容重按77kN/m計(jì),按實(shí)際用料計(jì)算重量。二期恒載包括護(hù) 欄、橋面鋪裝根據(jù)實(shí)際作用情況加在箱梁頂板上。2 .活載設(shè)計(jì)荷載:公路-II級(jí)。結(jié)構(gòu)整體受力分析按車(chē)道荷載進(jìn)行計(jì) 算,局部受力分析按汽車(chē)輪壓進(jìn)行計(jì)算。3 .支座沉降支座不均勻沉降按0.5cm計(jì),并考慮各墩的最不利組合4.結(jié)構(gòu)驗(yàn)算根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 025-86 )相關(guān)規(guī)定,鋼箱梁驗(yàn)算按容許應(yīng)力法進(jìn)行,驗(yàn)算應(yīng)
4、力取荷載標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)力。(三)整體計(jì)算結(jié)果根據(jù)箱梁整體計(jì)算結(jié)果,荷載標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)力分別如下:頂板最大(上)、最?。ㄏ拢┱龖?yīng)力S.3SM 7*000當(dāng)311*七屯L4胸監(jiān)dMl行尼3sHXML 24304*+<»1. gJTMTlWQ OjjXKKOtrHOOCi5g中“西事LRN+T岫 LI372s3slM 1 L74JFF7.qim 0際8*.比0-133£2*C0L -I S3 打*Ml口 Hgr+«H -3.7心*wHXHCBtaihc科仙號(hào)xia-xH 和,6230+000 OjOOOOC>«rHMa |jfr4W5*4«l-2
5、.a0637*+OOL3.WS23S4H0DITJSELXKXM -+-6jfiHai«+<KiLB-7.44403*+flO| flM4S8*8L 07MM TPI -iXH9E44*40QCDwiin:邨帆白底板最大(上)、最?。ㄏ拢┱龖?yīng)力POS T 6spe IZ 案匚中.用自寫(xiě)1詈|Nt1 3置5或心田¥黠就U?2»4D<?5303?*+<»1 L XE4EMH1 電的然B*加25J7W*+W1 d 5S*Mi 46g+W U3BMh-4-Ml943SIZnEdi:飆啟腹板有效應(yīng)力(四)頂板局部計(jì)算結(jié)果本互通中除ZSK190+5
6、57.544車(chē)行天橋上構(gòu)采用鋼箱梁外,其余尚有主線、集散車(chē)道、A匝道、C匝道等跨高速位置采用鋼箱梁,各 鋼箱梁頂板厚度均采用16mm,頂板U形加勁肋即隔板布置間距相當(dāng), 鋼箱梁頂板在汽車(chē)輪壓作用下的局部應(yīng)力情況分別如下所示:P溝4:iXESg濾R k ftrat ;1 畤5g卡y FAI4JPfcXfr*0Cil2J71I&*"OaLDinomwn -7jfiT4tfa«aX! -|.Mff33«+O01-a.»ra&ia+M:-1.7Ufl+aadt IM-iE+OKCT: KEHJ1J: : F1!,HK 打噲宜用:后工連力忖鼻 H:
7、 NJmn/'S 日: 口LiEjF:口縱橋向正應(yīng)力(橋面視圖)6MXXUjtlWPOST 即DC E的二槐FLN SJSiHT STRS5JG-MX凸懦*373H»ii 3M£3D0 f,W9*+OOl P- 3,esuoi M37Q2rH»i l- 7J0fi7S»+«B l-U BjQOOCia*曲 斗地網(wǎng)如小6PH 電仃HUI LJ- r2.V72«La*(ll口.7UD4.M01足fa.LLE-HXU攣:星戲胃義:;:f色ME I :EL慚.Srfl:-單量| h悔a la事:nigs忸s*-:fFfl-縱橋向正應(yīng)力
8、(頂板底面視圖)=ls祀正HJIJ=: : 4*5T H* - 生海與軒:國(guó)REtEUH: NJmn 'l2HM: migiR:.口巴:5T沿泳問(wèn) ;TW. T qiraEiWXHMWI i.lMIwWLIT2S玷“hRQDKKapJwCOO-»,70«6*+W1-£.L3GD7e+IUjPfiBtiWlE.HMi橫橋向正應(yīng)力(橋面視圖)(五)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算鋼箱梁計(jì)算結(jié)果最不利應(yīng)力如下表:項(xiàng)目計(jì)算應(yīng)力(MPa)頂板底板腹板整體計(jì)算(T max63.257.398.5(T min-37.4-109.2局部計(jì)算(T max43.8(T min-37.1控制應(yīng)力107.0-109.298.5容許應(yīng)力210.0210.0210.0注:表中腹板應(yīng)力為有效應(yīng)力,根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4.1.4-1 計(jì)算,有效應(yīng)力=一十果仃葭十31。計(jì)算結(jié)果表明,鋼箱梁各部位標(biāo)準(zhǔn)組合最不利組合應(yīng)力均小于規(guī) 范容許應(yīng)力,結(jié)構(gòu)受力安全。( 六 ) 結(jié) 構(gòu)剛度驗(yàn)算計(jì)算表明,鋼箱梁在汽車(chē)荷載作用下最大撓度為10.5mm根據(jù)規(guī)范要求,鋼箱梁活載容許撓度為 L/600 = 40mm結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范 要求。橋梁恒載作用下引
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