闊口大橋復(fù)核報告定稿(99m鋼管砼系桿拱橋)

1、.1、復(fù)核、審核主要結(jié)論與建議提要31.1上部結(jié)構(gòu)復(fù)核計算結(jié)論31.2下部復(fù)核計算結(jié)論41.3圖紙審核結(jié)論41.4整體穩(wěn)定性計算結(jié)論51.5 復(fù)核計算與圖紙審查主要建議52、工程設(shè)計概況72.1設(shè)計范圍及工程描述72.2設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)72.3 設(shè)計采用技術(shù)規(guī)范82.4 設(shè)計采用主要材料83.計算復(fù)核審查依據(jù)103.1主要規(guī)范及參考資料103.2 基本資料103.3 計算復(fù)核參數(shù)104計算復(fù)核結(jié)果134.1 施工階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)134.2橋梁上部結(jié)構(gòu)134.3 下部結(jié)構(gòu)255、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定計算305.1 模型建立305.2 單側(cè)橋穩(wěn)定模態(tài)325.3雙橋聯(lián)合整體穩(wěn)定模態(tài)355.4 穩(wěn)定計算結(jié)論386

2、、圖紙審核結(jié)論386.1 結(jié)構(gòu)的總體布置386.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)386.3 橋梁下部結(jié)構(gòu)396.4 疏漏和建議修改的地方397、計算復(fù)核主要結(jié)論及建議401、復(fù)核、審核主要結(jié)論與建議提要根據(jù)福州大學(xué)土木建筑設(shè)計研究院提供的“莆田市闊口大橋施工圖設(shè)計”文件，同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系對主橋的以下內(nèi)容進(jìn)行了復(fù)核與審核：l 考慮上下部共同作用的上部橋梁結(jié)構(gòu)施工階段整體受力復(fù)核計算；l 考慮上下部共同作用的上部橋梁結(jié)構(gòu)使用階段整體受力復(fù)核計算；l 全橋主要承重結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)復(fù)核計算；l 下部結(jié)構(gòu)樁基強(qiáng)度及承載能力極限狀態(tài)復(fù)核計算；l 考慮上下部共同作用的橋梁結(jié)構(gòu)空間穩(wěn)定性能；l 主橋施工圖圖紙審查。復(fù)核

3、、審核的主要結(jié)論與建議如下。1.1上部結(jié)構(gòu)復(fù)核計算結(jié)論1.1.1主橋上部結(jié)構(gòu)計算復(fù)核總體評價：鋼管混凝土拱肋在施工階段正應(yīng)力滿足規(guī)范要求；成橋初期恒載正應(yīng)力滿足規(guī)范要求；使用階段鋼管拱的正應(yīng)力偏高；主橋結(jié)構(gòu)整體剛度滿足規(guī)范要求；鋼管拱使用階段承載能力極限狀態(tài)滿足要求；橫梁使用階段承載能力極限狀態(tài)滿足要求；橋面板承載能力極限狀態(tài)滿足規(guī)范要求；縱梁使用階段裂縫驗算不滿足規(guī)范要求。 橋梁結(jié)構(gòu)的空間穩(wěn)定性計算考慮了橋梁上下部結(jié)構(gòu)的共同作用，在荷載組合I作用下，單幅橋空間穩(wěn)定性靜力計算的一階失穩(wěn)模態(tài)為拱肋平面內(nèi)及面外扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，穩(wěn)定安全系數(shù)偏小，橋梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定安全性不足。1.1.2主要結(jié)論如下：（1）

4、鋼管混凝土拱肋施工期應(yīng)力狀態(tài)滿足規(guī)范要求；（2） 成橋初期鋼管拱恒載應(yīng)力滿足規(guī)范要求；（3） 鋼管拱使用階段組合應(yīng)力偏高；（4） 鋼管拱使用階段承載能力極限狀態(tài)滿足要求；（4） 吊桿橫梁承載能力極限狀態(tài)及裂縫寬度滿足規(guī)范要求；（5） 使用階段小縱梁的裂縫寬度驗算未滿足規(guī)范要求；（6） 橋面板強(qiáng)度及承載能力極限狀態(tài)滿足規(guī)范要求；（7） 正常使用階段橋梁整體結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范要求；（8） 鋼管拱肋間的風(fēng)撐立面剛度偏小，對穩(wěn)定不利；（9） 單幅拱橋橫向受力不對稱，對結(jié)構(gòu)受力與穩(wěn)定均產(chǎn)生不良影響。1.2下部復(fù)核計算結(jié)論下部結(jié)構(gòu)計算復(fù)核總體評價：下部結(jié)構(gòu)在施工階段、使用階段的強(qiáng)度及極限承載能力滿足規(guī)范要求

5、。主要結(jié)論如下：（1） 單樁承載力滿足規(guī)范要求；（2） 樁基強(qiáng)度及樁身極限承載能力基本滿足規(guī)范要求。1.3圖紙審核結(jié)論施工圖設(shè)計文件總的評價：設(shè)計文件內(nèi)容比較完整、設(shè)計依據(jù)可行，主要技術(shù)指標(biāo)和采用的技術(shù)規(guī)范合理。圖面表達(dá)一般，基本符合施工圖設(shè)計的要求，但設(shè)計文件深度不夠；施工方案可行。另外施工圖紙中一些基本構(gòu)造要求及設(shè)計方法的合理性還存在一些疏漏和有待修改的地方，需要進(jìn)一步補(bǔ)充與完善。主要結(jié)論如下：( 1 ) 設(shè)計圖紙編排基本有序、齊全，但設(shè)計文件深度不夠；( 2 ) 主橋施工步驟和施工方案可行；( 3 ) 附屬結(jié)構(gòu)的支座型號、伸縮縫等構(gòu)造合理可行；( 4 ) 除吊環(huán)等特殊要求外，鋼筋直徑10

6、mm時，應(yīng)采用級鋼筋；直徑10mm時應(yīng)采用級鋼筋，應(yīng)對施工圖紙中筆誤的表示進(jìn)行修改。疏漏和建議修改的地方：1、 圖紙總說明中，主要工程材料應(yīng)明確主跨鋼管采用A3鋼或16Mn（Q345）,二者力學(xué)指標(biāo)及價格相差較大；2、 圖號KKGS-02中，拱背及拱腹頂標(biāo)高有誤；3、 圖號KKGS-03中，橫梁預(yù)拱度（應(yīng)稱安裝預(yù)抬值）還應(yīng)考慮吊桿伸長量；說明1中拱腹曲線有誤，并應(yīng)明確為拱軸線方程； 4、 圖號KKGS-04中拱肋鋼管直徑標(biāo)注有誤；5、 圖號KKGS-10G2中，系桿圖示說明型號與表中說明不一致；6、 圖號KKGS-12G中，說明部分內(nèi)外拱肋吊桿拉索型號有誤，從安全、耐久性及美觀考慮，吊桿下端錨

7、固端宜采用開槽口的構(gòu)造處理；7、 圖號KKGS-13G中,橫梁標(biāo)高標(biāo)注有誤；8、 圖號KKGS-15G中，橫梁吊桿底預(yù)埋鋼墊板應(yīng)加設(shè)錨固鋼筋；9、 圖號KKGS-17G中，拱腳橫梁（箱型）號鋼筋構(gòu)造錯誤；10、圖號KKGS-19、KKGS-20中，小縱梁縱向聯(lián)結(jié)預(yù)埋鋼板錨筋構(gòu)造錯誤；11、圖號KKGS-20中,缺少拱腳段小縱梁外包鋼板與拱肋及拱座的連接構(gòu)造與方式，圖中結(jié)構(gòu)的幾何表示及構(gòu)造有誤；12、圖號KKGS-22中，橋面板配筋縱向連接方式與總說明中濕接縫連接矛盾；13、另外，還有部分圖紙存在一些筆誤現(xiàn)象，應(yīng)予改正。1.4整體穩(wěn)定性計算結(jié)論(1) 單幅橋穩(wěn)定計算的最小臨界荷載是在組合I情況下

8、，一階失穩(wěn)模態(tài)臨界荷載系數(shù)為2.89，以平面內(nèi)失穩(wěn)為主，并含有面外失穩(wěn)；(2) 下游兩座單幅橋間的橫向聯(lián)系對整體穩(wěn)定性影響較?。?.5 復(fù)核計算與圖紙審查主要建議（1） 橋梁總體設(shè)計采用上下部共同作用的構(gòu)造處理，由于下部基礎(chǔ)的抗推剛度較大，體外永久系桿索力的有效傳遞受基礎(chǔ)的影響較大，因此施工過程應(yīng)嚴(yán)格加載程序，并做好施工監(jiān)測，以確保施工期結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化與設(shè)計狀態(tài)一致；（2） 上部橋面系結(jié)構(gòu)主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋面系構(gòu)造聯(lián)結(jié)薄弱，整體性較差，橋面板間的縱向聯(lián)結(jié)方式可能引起橋面在使用階段的開裂，建議采取改進(jìn)措施；（3） 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較差，建議增加風(fēng)撐豎向剛度以及采取其它有效措施提高全橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)

9、定性；（4） 上部結(jié)構(gòu)預(yù)制小縱梁間的聯(lián)結(jié)采用翼緣現(xiàn)澆及腹板預(yù)埋鋼板焊接，由于預(yù)埋鋼板縱向受力及焊接聯(lián)結(jié)的整體性不良，將對行車的舒適性及結(jié)構(gòu)的耐久性有影響，建議改變聯(lián)結(jié)方式；（5） 運(yùn)營階段，使用荷載在小縱梁內(nèi)產(chǎn)生一定的拉力，因此建議采取措施降低使用荷載對小縱梁的影響；（6） 建議進(jìn)行成橋荷載試驗；（7） 注意使用階段對縱梁鋼板焊接構(gòu)造的維護(hù)。2、工程設(shè)計概況2.1設(shè)計范圍及工程描述闊口大橋位于福泉高速公路沙坂互通立交和莆田市城廂區(qū)的連接線上，木蘭溪中游，是車輛由城廂區(qū)進(jìn)入高速公路和由高速公路進(jìn)入市區(qū)的必經(jīng)之路，也是莆田市內(nèi)陸山區(qū)通往湄洲灣港口的主要通道。新建闊口大橋分左右半橋在舊闊口大橋兩側(cè)，

10、根據(jù)規(guī)劃道路用地調(diào)整與舊橋間隔，但最小間距不得小于2米。新橋與舊橋走向平行，新橋橋梁總長113.72米。根據(jù)地質(zhì)狀況，舊橋狀況，工程審定方案及建設(shè)單位意見，橋跨布為一孔凈跨99米的鋼管砼系桿拱橋面連續(xù)，全橋僅在兩端橋臺各設(shè)一道伸縮縫。主跨為凈跨徑99米的鋼管下承式系桿拱，凈矢跨比1/5，凈矢高19.8米。拱肋采用雙肢mm鋼管加中部間距500mm的鋼板一對構(gòu)成啞鈴型鋼管，管壁鋼板14mm厚（拱腳段16mm），內(nèi)填C40砼，拱腳處拱肋下部加勁為矩形斷面。肋間設(shè)四道鋼管橫系梁。每肋拱腳間用鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力系桿，以承擔(dān)恒載作用下的拱腳水平推力。每肋下的系桿為4根，每根為37束的鋼絞線，系桿錨具為OVM

11、XG15-37。外肋吊桿索體為黑色單層PES5127拉索，配套錨具采用OVMDS5-127錨具。內(nèi)肋吊桿索體為黑色單層PES591拉索，配套錨具采用OVMDS5-91錨具，；。吊桿橫梁為鋼筋砼工字梁。吊桿間距6m。橋面板為鋼筋砼板式預(yù)制結(jié)構(gòu)。橋面鋪裝為10cm厚的C30防水鋼筋砼。為加強(qiáng)橋面系的整體性，在系桿處設(shè)加勁縱梁。橋臺構(gòu)造從受力特點上可以分為主要承受橋跨荷載與主要承受臺填土荷載的兩大部分。承受橋跨荷載的下部構(gòu)造由橋臺立柱、承臺及鉆孔灌注樁組成；承受臺后填土及路面荷載由橋臺前墻、側(cè)墻、橋臺基礎(chǔ)組成。2.2設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)（1） 設(shè)計活載：汽車超20，掛車120級，人群荷載4.0kN/m2

12、； 橋梁上部結(jié)構(gòu)取縱向1/2結(jié)構(gòu)，計算外肋半橋，橫向分布采用杠桿法。（2） 活載橫向分布：m汽20=1.15（2車道控制），m掛100=0.65；m人群=1.54，m滿人=1.38。（3） 附加荷載 結(jié)構(gòu)整體升降溫；（4） 恒載 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)容重；鋼管容重； C30防水混凝土橋面鋪裝容重； 外側(cè)分隔帶荷載集度（每側(cè)），內(nèi)側(cè)分隔帶集度，護(hù)欄及附屬設(shè)施；（5） 橋面寬度：2x(2.75米人行道+3米非機(jī)動車道+1.3米分隔帶+8米機(jī)動車道+1.3米分隔帶)=2x16.35米；（6） 橋面坡度：縱坡為0%,橋面橫坡機(jī)動車道1.5%，非機(jī)動車道為1.0%；（7） 地震烈度：7級地震設(shè)防。2.3 設(shè)計

13、采用技術(shù)規(guī)范（1）交通部標(biāo)準(zhǔn)：公路橋涵設(shè)計規(guī)范（合訂本）；（2）建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)：城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則；（3）國家標(biāo)準(zhǔn)：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GBJ17-88；（4）中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程 CECS28：902.4 設(shè)計采用主要材料（1）混凝土 分隔帶砼 C20混凝土； 橋面板 C25混凝土； 橋臺鉆孔灌注樁、橋臺立柱、縱梁、箱形橫梁、主跨橫梁、現(xiàn)澆橋面鋪樁及鉸縫 C30混凝土； 拱腳結(jié)點 C40混凝土。（2）普通鋼材 非預(yù)應(yīng)力筋采用II級螺紋鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用I級鋼筋，鋼板采用A3鋼。（3）預(yù)應(yīng)力鋼材外肋吊桿索體為黑色單層PES5127拉索，配套錨具采用OVMDS5-127錨

14、具。內(nèi)肋吊桿索體為黑色單層PES591拉索，配套錨具采用OVMDS5-91錨具，；外肋系桿為4束，每束為37mm（7）高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，采用OVM15-37錨具，內(nèi)肋系桿為4束，每束為27mm（7）高強(qiáng)度低松弛鋼絞線， ，采用OVM15-27錨具。3.計算復(fù)核審查依據(jù)3.1主要規(guī)范及參考資料（1）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ 00197）；（2）城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ7798）；（3）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTJ 02189）；（4）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTJ 02385）；（5）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ 02485）；（6）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（

15、JTJ 02586）；（7）鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范（TB10002.1-99）；（8）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲（GB 522385）；（9）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0412000）；（10）鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程（JCJ 0189）。3.2 基本資料莆田市闊口大橋施工圖設(shè)計文件 福州大學(xué)土木建筑設(shè)計研究院 2002年11月3.3 計算復(fù)核參數(shù)3.3.1 材料混凝土縱梁 C30混凝土； 橋面板 C25混凝土；拱腳結(jié)點 C40混凝土；橋臺鉆孔灌注樁 C30混凝土。普通鋼材 拱肋鋼管采用A3鋼預(yù)應(yīng)力鋼材 外肋吊桿索體為黑色單層PES5127拉索，；外肋系桿為4束，每束為37mm（7）高強(qiáng)度低松弛

16、鋼絞線， 。3.3.2 荷載3.3.2.1上部結(jié)構(gòu)縱向（1）恒載混凝土結(jié)構(gòu)自重計算容重26kN/m3考慮橋面鋪裝、欄桿、分隔帶濕鉸縫荷載集度。（2）活載 汽超20（兩車道），掛120，人群荷載按4kN/m2（3）附加荷載 結(jié)構(gòu)整體升降溫；3.3.2.2下部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)通過拱座傳到下部結(jié)構(gòu)上的恒載、活載反力；下部結(jié)構(gòu)自重，混凝土容重取25kN/m3；溫度影響或汽車制動力。3.3.2.3 荷載組合 （1）組合I：基本可變荷載（汽20）與永久荷載（結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮及徐變影響力、基礎(chǔ)變位影響力）相組合； （2）組合II：基本可變荷載（汽20）與永久荷載（結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮及徐變影

17、響力、基礎(chǔ)變位影響力）與其他可變荷載（汽車制動力、溫度影響力、支座摩阻力）相組合； （3）組合III：基本可變荷載（掛100）與永久荷載（結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力）相組合；3.3.2.4 規(guī)范容許值（括號內(nèi)的數(shù)值對應(yīng)30號混凝土、括號外對應(yīng)40號混凝土） （1）施工階段應(yīng)力 施工階段在預(yù)應(yīng)力及構(gòu)件重力作用下，截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力容許值為： 壓應(yīng)力 ；（15.68Mpa） 拉應(yīng)力 。(2.39Mpa)括號內(nèi)的數(shù)值對應(yīng)30號混凝土、括號外對應(yīng)40號混凝土。 （2）使用階段應(yīng)力 在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件的法向應(yīng)力容許值為： 壓應(yīng)力： 組合I ；(14Mpa) 組合II或組合III 。(16

18、.8Mpa) 拉應(yīng)力： 組合I ；(2.08Mpa) 組合II或組合III 。(2.34Mpa) 在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的主拉、主壓應(yīng)力容許值為： 組合I ；(2.08Mpa) ；(16.8Mpa) 組合或組合 ；(2.34Mpa) 。(18.2Mpa) （3）使用階段變形結(jié)構(gòu)在汽車荷載（不計沖擊力）作用下的上部結(jié)構(gòu)豎向撓度幅值（正、負(fù)撓度最大絕對值之和）的容許值為：99米系桿拱橋： 4計算復(fù)核結(jié)果4.1 施工階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)闊口大橋施工期結(jié)構(gòu)模擬分析按下列工況進(jìn)行施工期驗算。施工序號施工工況1施工橋臺、立柱2安裝拱肋、系桿，第一次張拉系桿，張拉終值450kN3灌注鋼管拱肋混凝土，第二

19、次張拉系桿，張拉終值2200kN4安裝吊桿、橫梁、縱梁，第三次張拉系桿，張拉終值4400kN5焊接縱梁、橫梁6安裝橋面板，第四次張拉系桿，張拉終值7200kN7澆注分隔帶，安裝人行道板，第五次張拉系桿，張拉終值9000kN8澆注橋面鋪裝，安裝欄桿等附屬設(shè)施，第六次張拉系桿，張拉終值11500kN4.2橋梁上部結(jié)構(gòu)4.2.1施工階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)計算施工階段鋼筋混凝土系梁包絡(luò)應(yīng)力、拱肋鋼管上下緣包絡(luò)應(yīng)力、拱肋混凝土包絡(luò)應(yīng)力分別如圖1、2、3所示。圖 1 施工階段鋼筋混凝土系梁包絡(luò)應(yīng)力圖圖 2 施工階段拱肋鋼管包絡(luò)應(yīng)力圖 圖3 施工階段拱肋混凝土包絡(luò)應(yīng)力圖拱肋鋼管施工階段各控制截面包絡(luò)應(yīng)力見表1。表1

20、施工階段最大包絡(luò)應(yīng)力（單位：Mpa，以壓為正）結(jié)構(gòu)在施工階段應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。4.2.2 成橋初期結(jié)構(gòu)狀態(tài)成橋初期結(jié)構(gòu)恒載應(yīng)力狀態(tài)為：系梁的最大壓應(yīng)力為7.98MPa，發(fā)生在拱腳截面上緣，最小壓應(yīng)力0.51MPa，發(fā)生在1/4截面下緣；拱肋鋼管的最大壓應(yīng)力121.49 MPa，發(fā)生在拱腳附近截面突變處下緣，混凝土的最大壓應(yīng)力5.55 MPa，發(fā)生在同一截面下緣；吊桿的最大應(yīng)力為342MPa，發(fā)生在第2至15根吊桿。成橋初期恒載狀態(tài)下，拱的拱肋及系梁的應(yīng)力圖，見圖4。 圖4 成橋初期狀態(tài)拱肋應(yīng)力圖4.2.3 成橋后期結(jié)構(gòu)狀態(tài) 成橋三年結(jié)構(gòu)恒載應(yīng)力狀態(tài)為：拱肋鋼管的最大壓應(yīng)力154.25 MPa

21、，發(fā)生在拱腳附近截面突變處下緣，混凝土的最大壓應(yīng)力3.23MPa，發(fā)生在同一截面下緣；吊桿的最大應(yīng)力為342MPa，發(fā)生在第5至12根吊桿。橋梁成橋三年恒載狀態(tài)下，拱的拱肋的應(yīng)力圖，見圖4。圖4 成橋三年拱肋應(yīng)力圖4.2.4 使用階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)將恒載狀態(tài)的應(yīng)力與最不利狀態(tài)下的活載應(yīng)力進(jìn)行組合。在最不利荷載組合情況下，拱肋鋼管、混凝土的組合應(yīng)力見圖 5、6、7。將恒載狀態(tài)的應(yīng)力與汽車、人群、收縮徐變（組合），得到的拱肋鋼管及混凝土應(yīng)力如下：拱肋鋼管最大壓應(yīng)力226 MPa，發(fā)生在距離拱腳2.5截面突變處下緣；最小壓應(yīng)力29 MPa，發(fā)生在拱腳截面上緣；混凝土最大壓應(yīng)力10.74 MPa，發(fā)生在四分

22、點附近截面上緣，最大拉應(yīng)力-7.66 MPa，發(fā)生在拱腳截面上緣；吊桿最大應(yīng)力340MPa，吊桿最大應(yīng)力幅度為85 Mpa，發(fā)生在第6、18根吊桿處。 圖5 正常使用極限狀態(tài)荷載組合I拱肋應(yīng)力包絡(luò)圖 圖6 正常使用極限狀態(tài)荷載組合II拱肋應(yīng)力包絡(luò)圖 圖7 正常使用極限狀態(tài)荷載組合III拱肋應(yīng)力包絡(luò)圖計算結(jié)果表明，在全部最不利荷載組合作用下，拱肋鋼管應(yīng)力不滿足規(guī)范要求；吊桿應(yīng)力滿足規(guī)范要求。4.2.5 成橋狀態(tài)吊桿索力成橋狀態(tài)吊桿索力計算結(jié)果見表2。表2 吊桿索力表（單位：kN）4.2.6拱肋極限承載力驗算根據(jù)國家建筑材料工業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程（JCJ01-89），取最不利的拱腳

23、斷面進(jìn)行極限承載力驗算，結(jié)果如下表3。表3 拱腳斷面極限承載力（kN）位置及項目極限承載力最不利荷載組合效應(yīng)拱肋拱腳2550917626計算結(jié)果表明，鋼管混凝土拱肋極限承載力滿足要求。4.2.7 吊桿橫梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析鋼筋混凝土橫梁間距為6米，其上作用的荷載包括橫梁本身及T型加勁縱梁的自重、橋面板、鋪裝、欄以及汽車、人群活載，荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽超20，掛車120。承載能力極限狀態(tài)考慮荷載的最不利組合后，組合內(nèi)力計算結(jié)果見圖8圖9（彎矩單位：kN·m ,剪力單位：kN）圖8 吊桿橫梁承載能力極限狀態(tài)荷載組合I彎矩、剪力包絡(luò)圖圖9 吊桿橫梁承載能力極限狀態(tài)荷載組合III彎矩、剪力包絡(luò)圖（1）正截

24、面強(qiáng)度驗算驗算結(jié)果見下表表3 吊桿橫梁正截面驗算表（單位：kN·m） 項 目計算截面荷載效應(yīng)截面抗力是否滿足支點截面-1999-2370滿 足跨中截面11082100滿 足（2）斜截面強(qiáng)度驗算驗算結(jié)果見下表表4 吊桿橫梁斜截面強(qiáng)度演算（單位：kN） 項 目計算截面截面抗力荷載效應(yīng)是否滿足右支點附近截面905805滿 足計算結(jié)果表明，吊桿橫梁應(yīng)力滿足規(guī)范要求。（3）裂縫驗算根據(jù)正常使用極限狀態(tài)下橫梁內(nèi)力的組合結(jié)果，分別驗算右支點斷面在正常使用組合I下以及跨中斷面在正常使用組合III下的裂縫寬度。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTJ023-85）第4.2.5及第4.2.6

25、條的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗算，驗算結(jié)果如下表所示：項目計算截面最大裂縫寬度（mm）允許裂縫寬度（mm）是否滿足右支點處0.200.20滿足跨中0.1120.25滿足計算結(jié)果表明，橫梁裂縫滿足規(guī)范要求。4.2.8 端橫梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析端橫梁與鄰近橫梁的間距為5.86米，其上作用的荷載包括橫梁自重、橋面板的重量、鋪裝、欄桿、隔離欄的重量以及汽車、掛車、人群活載。計算結(jié)果如下：圖10 端橫梁承載能力極限狀態(tài)荷載組合I、III彎矩、剪力包絡(luò)圖（1）正截面強(qiáng)度驗算驗算結(jié)果見下表表3 端橫梁正截面驗算表（單位：kN·m） 項 目計算截面荷載效應(yīng)截面抗力是否滿足支點截面-1170-2770滿 足跨中截面10

26、656070滿 足（2）斜截面強(qiáng)度驗算驗算結(jié)果見下表表4 吊桿橫梁斜截面強(qiáng)度演算（單位：kN） 項 目計算截面截面抗力荷載效應(yīng)是否滿足右支點附近截面3600683滿 足計算結(jié)果表明，端橫梁應(yīng)力滿足規(guī)范要求。4.2.9 橋面板結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析橋面板按照簡支單向板進(jìn)行驗算，計算跨徑5.76m，考慮橋面鋪裝以及活載作用，按最不利組合計算得到的包絡(luò)內(nèi)力如圖11所示圖11 橋面板承載能力荷載組合I包絡(luò)圖圖12 橋面板承載能力荷載組合III包絡(luò)圖（1）正截面強(qiáng)度驗算表5 橋面板正截面強(qiáng)度驗算表（單位：彎矩kN.m） 項 目計算截面組合I組合截面抗力是否滿足跨中截面213.9190.9238滿 足（2）斜截面驗

27、算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTJ 02385）第4.1.13條規(guī)定，,因此不需進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋。4.2.10 鋼筋混凝土縱梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析鋼筋混凝土加勁縱梁承擔(dān)自重，考慮橋面鋪裝以及活載作用，按最不利組合計算得到的包絡(luò)內(nèi)力如圖13、14所示圖13 承載能力極限狀態(tài)組合I 彎距、剪力、軸力包絡(luò)圖圖14 承載能力極限狀態(tài)組合III 彎距、剪力、軸力包絡(luò)圖按照偏心受拉構(gòu)件計算截面強(qiáng)度，結(jié)果見表6：表6 縱梁正截面強(qiáng)度驗算表（單位：彎矩kN.m） 項 目計算截面荷載效應(yīng)截面抗力是否滿足組合I彎距最大-1936-528不滿足軸力最大-1120-384不滿足

28、組合III彎距最大-929-1240滿足軸力最大-1127-539不滿足4.3 下部結(jié)構(gòu)（1）工況一：施工階段2（安裝拱肋 系桿 第一次張拉系桿）考慮拱對橋墩最不利作用時，上部結(jié)構(gòu)作用力換算至承臺中心處的力為：水平推力 H=58.8 kN（向左） 豎向力 V=2020 kN（向下） 彎 矩 M=998 kN.m（順時針）莆田方向2#樁工況一計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力118266.825800滿足樁底反力82.6810105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 2.5

29、8e+04 KN >= Nj = 1.42e+03 KN(滿足)黃石方向2#樁： 工況一計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力1067218.220200滿足樁底反力126.810105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 2.02e+04 KN >= Nj = 1.28e+03 KN(滿足)（2）工況2：施工階段6（安裝橋面板 第四次張拉系桿）考慮拱對橋墩最不利作用時，上部結(jié)構(gòu)作用力換算至承臺中心處的力（施工階段最大水平力及相應(yīng)彎矩）為：水平推力 H=620 kN

30、（向左） 豎向力 V=8110 kN（向下） 彎 矩 M=5650 kN.m（順時針）莆田方向2#樁：工況2計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力4676575.223200滿足樁底反力321.710105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 2.32e+04 KN >= Nj = 5.61e+03 KN(滿足)黃石方向2#樁： 工況2計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力4666558.123400滿足樁底反力554.61

31、0105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果NR = 2.34e+04 KN >= Nj = 5.6e+03 KN(滿足)（3）工況3：施工階段10（徐變1000天）考慮拱對橋墩最不利作用時，上部結(jié)構(gòu)作用力換算至承臺中心處的力（施工階段最大彎矩及相應(yīng)水平力：）為：水平推力 H=235 kN（向右） 豎向力 V=11100 kN（向下） 彎 矩 M=12300 kN.m（順時針）莆田方向2#樁：工況3 計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力4863610.723100滿足樁底反力33

32、4.510105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 2.31e+04 KN >= Nj = 5.84e+03 KN(滿足)黃石方向2#樁： 工況3 計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力4847585.723300滿足樁底反力576.210105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果NR = 2.33e+04 KN >= Nj = 5.82e+03 KN(滿足)。（4）最不利荷載組合I（水平力最大）考慮拱對

33、橋墩最不利作用時，上部結(jié)構(gòu)作用力換算至承臺中心處的力為：水平推力 H=2540 kN（向左） 豎向力 V=12700 kN（向下） 彎 矩 M=1760 kN.m（順時針）莆田方向2#樁：最不利荷載組合計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力10120183521000滿足樁底反力696.310105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 2.1e+04 KN >= Nj = 1.21e+04 KN(滿足)黃石方向2#樁 最不利荷載組合計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN

34、.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力10900178921700滿足樁底反力133010105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 2.17e+04 KN >= Nj = 1.31e+04 KN(滿足)（5）最不利荷載組合2（彎矩最大）考慮拱對橋墩最不利作用時，上部結(jié)構(gòu)作用力換算至承臺中心處的力為：水平推力 H=1600 kN（向右） 豎向力 V=12500 kN（向下） 彎 矩 M=26800 kN.m（順時針）莆田方向1#樁：最不利荷載組合II計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力

35、（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力9327347715000滿足樁底反力641.610105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 1.5e+04 KN >= Nj = 1.12e+04 KN(滿足)黃石方向2#樁： 最不利荷載組合II計算結(jié)果表（單位：軸力 kN，彎矩 kN.m）項目軸力彎矩抗力（軸力）是否滿足樁身內(nèi)力9413333915500滿足樁底反力111910105.4滿足注：樁底承載力10105.4kN是根據(jù)樁的土層分布情況，考慮按摩擦樁的單樁承載力計算結(jié)果。NR = 1.55e+04 KN >= Nj = 1.

36、13e+04 KN(滿足)計算結(jié)果表明，5種工況樁身強(qiáng)度和樁底承載力均滿足要求。其中最不利的情況為工況5，其墩身內(nèi)力為9413kN，抗力為15500 kN，富裕量60%。需要指出的是，本次計算中認(rèn)為拱腳與橋墩的固結(jié)、承臺與樁的固結(jié)是安全可靠的，即臨時固結(jié)完全能傳遞彎矩；在計算過程中，各跨拱施工過程的模擬完全按照施工設(shè)計圖的要求進(jìn)行的,同時不考慮溫度、風(fēng)力、施工荷載等其它附加因素的影響。若以上假定和條件不成立，則將會大大降低安全系數(shù)。5、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定計算5.1 模型建立計算采用Midas/Civil5.8.1進(jìn)行，模型為3D空間桿系結(jié)構(gòu)，為考慮橋梁板剛度對全橋穩(wěn)定的貢獻(xiàn)，對橋面采用板單元模擬并與

37、橋面縱橫梁形成整體，但不考慮人行道面板對剛度的影響，將其荷載分布到所作用的橫梁上，考慮到橋梁面的伸縮縫對整體剛體的削弱，將第一塊板與端橫梁邊約束釋放開。對吊桿也采用梁單元，但釋放兩端約束，以實現(xiàn)穩(wěn)定計算，同時將系桿力PES15-37以集中力作用于錨固點，拱肋采用實心混凝土等截面。單側(cè)橋模型共計134個節(jié)點，224個單元。計算用拱肋截面參數(shù)采用數(shù)值輸入，圖中所畫拱肋形狀是示意用截面。針對該橋是由單側(cè)橋完工后，通過兩橋間的支撐相連。因而穩(wěn)定計算時分別進(jìn)行了單幅橋和雙幅橋聯(lián)合使用時的計算。荷載加載模式：(1) 通過對汽超-20車隊布置，橋面凈寬8m空間只能實現(xiàn)二車道加載。將每輛車的荷載加載到所在橋面

38、板單元上，若車軸位置橫梁上就以梁單元荷載加載。(2) 對掛-120，按橋的縱橫向?qū)ΨQ軸方向布置一輛后均分到所在橋梁板單元上。(3) 對拱肋作用的風(fēng)載，采用均布力分布到拱肋單元上，同時考慮風(fēng)壓高度影響系數(shù)，橋面風(fēng)載采用均勻荷載形式加到橋梁面單元一側(cè)。同時考慮到橋梁偏載，將風(fēng)載以兩個方向添加以確定最不利的情況。圖5.1單側(cè)橋整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算的離散模型圖圖5.2單側(cè)橋構(gòu)件實樣圖（除拱肋外）圖5.3全橋整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算的離散模型圖圖5.4全橋構(gòu)件實樣圖（除拱肋外）5.2 單側(cè)橋穩(wěn)定模態(tài)模態(tài)分析采用不同組合進(jìn)行比較計算，共進(jìn)行如下四種組合情況的計算，每種組合分別計算了三種模態(tài)。5.2.1荷載組合I：1.

39、2恒+1.4人群+1.4汽超20結(jié)構(gòu)在該種荷載組合情況下，第一模態(tài)為平面內(nèi)失穩(wěn)為主，但拱肋出現(xiàn)平面外失穩(wěn)，分別見下圖。臨界荷載系數(shù)為2.89。第二模態(tài)為平面外扭屈失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為3.86。第三模態(tài)仍為平面外傾斜失穩(wěn)，也有平面內(nèi)失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為4.45。組合I穩(wěn)定計算結(jié)果表模態(tài)特征值容許誤差12.8925899.1370e-01023.8586034.2851e-00934.4545776.4561e-0075.2.2荷載組合II：1.2恒+1.1掛-120該組合失穩(wěn)狀態(tài)與組合I相同，但穩(wěn)定系數(shù)大于組合I。模態(tài)特征值容許誤差13.6808241.6153e-01024.6836905.5

40、241e-01035.7776814.2326e-0075.2.3荷載組合III：1.2恒+1.3人群+1.3汽+1.3右風(fēng)考慮風(fēng)速在25m/s時參與組合計算。第一模態(tài)為平面內(nèi)和外失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為2.953。第二模態(tài)為以平面外扭屈失穩(wěn)為主，臨界荷載系數(shù)為3.944。第三模態(tài)為平面內(nèi)外傾斜失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為4.552。組合III穩(wěn)定計算結(jié)果表模態(tài)特征值容許誤差12.9529859.6428e-01023.9319824.2408e-00934.5519876.7598e-0075.2.4荷載組合IV：1.2恒+1.3人群+1.3汽+1.3左風(fēng)右風(fēng)與左風(fēng)差別不大，表明風(fēng)載對穩(wěn)定影響較小。模態(tài)

41、特征值容許誤差12.9340028.8948e-01023.9325644.6407e-00934.5190116.1537e-0075.3雙橋聯(lián)合整體穩(wěn)定模態(tài)模態(tài)分析采用不同組合進(jìn)行比較計算，共進(jìn)行如下三種組合情況的計算，每種組合分別計算了三種模態(tài)。5.3.1荷載組合I：1.2恒+1.4人群+1.4汽超20結(jié)構(gòu)在該種荷載組合情況下，第一模態(tài)為平面內(nèi)失穩(wěn)。臨界荷載系數(shù)為2.895。第二模態(tài)為平面外扭屈失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為3.756。第三模態(tài)仍為平面內(nèi)失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為4.496。荷載組合I穩(wěn)定計算結(jié)果表模態(tài)特征值容許誤差12.8952882.6110e-01223.7558153.6132e

42、-00934.4961033.2829e-0075.3.2荷載組合II：1.2恒+1.1掛-120該組合失穩(wěn)狀態(tài)與組合I相同，但穩(wěn)定系數(shù)大于組合I。模態(tài)特征值容許誤差13.6715258.3108e-01324.7042563.3231e-01035.8027847.0069e-0075.3.3荷載組合IV：1.2恒+1.3人群+1.3汽+1.3左風(fēng)考慮風(fēng)速在25m/s時參與組合計算。第一模態(tài)為平面內(nèi)，臨界荷載系數(shù)為2.946。第二模態(tài)為平面外失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為3.823。第三模態(tài)為平面內(nèi)失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為4.578。荷載組合IV穩(wěn)定計算結(jié)果表模態(tài)特征值容許誤差12.9459801.133

43、6e-01323.8228311.4671e-01034.5775772.9241e-0075.4 穩(wěn)定計算結(jié)論計算可知，風(fēng)載影響不明顯，以組合I的臨界荷載系數(shù)最小，單側(cè)橋和雙橋整體的比較可知，以單側(cè)橋的穩(wěn)定控制整體穩(wěn)定。在組合I作用下，一階失穩(wěn)模態(tài)為以平面內(nèi)失穩(wěn)為主，并含有面外失穩(wěn)，最小臨界荷載系數(shù)為2.89。通常拱橋的整體穩(wěn)定系數(shù)要求在56闊口大橋穩(wěn)定分析表明：橋梁結(jié)構(gòu)臨界荷載系數(shù)偏小，橋梁整體穩(wěn)定性不足。6、圖紙審核結(jié)論 施工圖設(shè)計文件總的評價：設(shè)計文件內(nèi)容比較完整、設(shè)計依據(jù)可行，主要技術(shù)指標(biāo)和采用的技術(shù)規(guī)范合理。圖面表達(dá)一般，基本符合施工圖設(shè)計的要求，但設(shè)計文件深度不夠；施工方案可行。另外施工圖紙中一些基本構(gòu)造要求及設(shè)計方法的合理性還存在一些疏漏和有待修改的地方，需要進(jìn)一步補(bǔ)充與完善。對施工圖的審查意見結(jié)合施工圖的說