1852020變連續(xù)小箱梁靜力計算分析報告

1、某高速公路計 算 分析 報 告計算 內(nèi)容： 18.5 + 20 + 20m變連續(xù)小箱梁靜力計算分析報告計算：牧樢谷復(fù)核：審核：日期：2014-12-14：魔高 一 丈，道 不 再長目錄第一章1.11.21.3第二章2.1工程概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .工程概況 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .設(shè)計采用規(guī)范 . . . .

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1123444445566677788889910111111111111131313131314技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)計算原則結(jié)構(gòu)概況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.1橫斷面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.2結(jié)構(gòu)體系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.3小箱梁構(gòu)造 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.4小箱梁預(yù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.5下部結(jié)構(gòu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .計算模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .邊界條件 . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3.1外部邊界條件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .主要構(gòu)件材料及性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4.1混凝土 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . .2.4.2鋼筋 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4.3鋼絞線及對應(yīng)波紋管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .計算荷載（作用）取值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.22.32.42.5作用2.5.1. .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.2 可變作用2.5.3 偶然作用荷載組合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、. . . . . . . . . . . . . .荷載組合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .結(jié)構(gòu)施工過程分析與驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .施工頻驟及施工階段劃分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.1施工步驟 . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.2計算分析的施工階段 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.62.7第三章3.1施工階段結(jié)構(gòu)3.2.1小箱梁驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、3.2第四章4.14.2結(jié)構(gòu)正常使用階段分析與驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .使用階段各種作用分析結(jié)果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .小箱梁承載能力極限狀態(tài)驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2.1小箱梁正截面抗彎承載力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . .小箱梁正常使用極限狀態(tài)驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.1正截面抗裂驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3i目錄ii4.3.2斜截面抗裂驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1515151617174.4小箱梁持久狀況驗算 . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.1正截面法向壓驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.2斜截面主壓驗算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第五章 計算分析結(jié)論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.1結(jié)論 . . . .

13、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第一章工程概述1.1工程概況擬建公路起點(diǎn)為渭源縣路園鄉(xiāng)，以樞紐立交接天定高速公路隴西至渭源連接線，途經(jīng)殪虎橋、大草灘、岷縣、阿塢、哈達(dá)鋪、腳力鋪、堡、宕昌縣、臨江鋪、官亭、兩河口、沙灣、角弓，終點(diǎn)在兩水鎮(zhèn)順接武都至罐子溝高速公路起點(diǎn)，路線總體由北向南，全長 243.504km，采向四車道、設(shè)計行車速度 80km/h 的高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬 24.5m。擬建舟曲連接線起點(diǎn)為宕昌縣兩河口，以樞紐立交接蘭海高速公路渭源至武都段（主線K202

14、+150），途經(jīng)大川、，終點(diǎn)為舟曲縣城東側(cè)，與 S313 線順接，路線總體由東向西，全長 15.405km，采向四車道、設(shè)計行車速度 80km/h 的高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬 24.5m。右線岷縣特大橋橋（18.5+20+20m）聯(lián)為為基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)典型立面如圖 1.1 所示。變連續(xù)小箱梁橋，其下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、樁1第一章工程概述2圖 1.1: 結(jié)構(gòu)典型立面圖（：cm）1.2設(shè)計采用規(guī)范1、2、3、4、5、6、7、8、9、公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 502831999）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003）公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則（JTG/T B02012008）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（

15、JTG D602004）公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范（JTG/T D60012004）公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D612005）公路鋼筋混凝土及預(yù)混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D632007）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0412000）10、 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南（CCES 012004（2005年修訂版）第一章 工程概述311、12、13、14、15、16、17、預(yù)混凝土用鋼絞線（GB/T 52242003）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500102002）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500172003）高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范（JT

16、J07494）地礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ 08111999）基坑工程設(shè)計規(guī)程（DGJ 086197）地礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ 08111999）1.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、2、3、4、5、6、7、設(shè)計基準(zhǔn)期：100 年； 環(huán)境類別：I 類；設(shè)計車速：100 公里/小時； 設(shè)計荷載：公路I 級；結(jié)構(gòu)安全等級：一級；標(biāo)準(zhǔn)橋面寬：12m； 橋面橫坡：單向 3%。第二章計算原則2.1結(jié)構(gòu)概況(18.5+20+20m）變連續(xù)小箱梁采用后張預(yù)混凝土結(jié)構(gòu)，小箱梁工廠預(yù)制，現(xiàn)場吊裝。2.1.1橫斷面（18.5+20+20m）變連續(xù)小箱梁橋橋面寬 12m，橫斷面布置為：0.5m（防撞墻）+11m（行車道）+0.5m（防撞墻），如圖

17、 2.1 所示。圖 2.1: （18.5+20+20m）變連續(xù)小箱梁橫斷面（：cm）2.1.2結(jié)構(gòu)體系上部結(jié)構(gòu)采用變連續(xù)小箱梁體系2.1.3小箱梁構(gòu)造小箱梁1.2 m，不變，標(biāo)準(zhǔn)段腹板寬 18cm、翼板厚 18cm，小箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖 2.2 所示。4第二章計算原則5圖 2.2: 小箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面（：cm）2.1.4小箱梁預(yù)小箱梁預(yù)采用 s15.2 14 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，預(yù)鋼束的橫斷面布置如圖 2.3 所示。圖 2.3: 小箱梁鋼束橫向布置（：cm）2.1.5下部結(jié)構(gòu)（18.5+20+20m）灌注樁，樁徑 1.5m。變連續(xù)小箱梁橋下部結(jié)構(gòu)橋墩采用柱式墩，直徑 1.3m，基礎(chǔ)采用鉆孔第二章 計

18、算原則62.2計算模型結(jié)構(gòu)總體分析采用 橋梁博士 3.03 以桿系模型進(jìn)行。結(jié)構(gòu)分析計算模型如圖 2.4 所示。圖 2.4: 結(jié)構(gòu)總體分析計算模型結(jié)構(gòu)分析幾何模型如圖 2.5 所示。圖 2.5: 結(jié)構(gòu)總體分析幾何模型2.3邊界條件2.3.1外部邊界條件對于這個分析模型，小箱梁約束為外部邊界條件。外部邊界條件用2.6 所示。中主從約束模擬，如圖第二章計算原則7圖 2.6: 結(jié)構(gòu)主從約束框2.4主要構(gòu)件材料及性能2.4.1混凝土混凝土彈性模量和設(shè)計強(qiáng)度按規(guī)范 JTG D622004 取用，如表 3.1 所示。表 2.1: 混凝土彈性模量和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）強(qiáng)度等級彈性模量Ec軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f

19、ck抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) ftk對應(yīng)構(gòu)件43.45×10小箱梁C5032.42.65熱膨脹系數(shù) = 1.0 × 105/、泊松比 µ = 0.2，鋼筋混凝土比重 = 26kN/m3。2.4.2鋼筋表 2.2: 鋼筋鋼材的物理性能指標(biāo)（MPa）抗壓設(shè)計強(qiáng)度fsd鋼筋種類抗拉設(shè)計強(qiáng)度fsd彈性模量Es52.1 × 10HPB23519519552.0 × 10HRB335280280第二章 計算原則82.4.3鋼絞線及對應(yīng)波紋管鋼絞線采用預(yù)混凝土用鋼絞線（GB/T 52242003）規(guī)定的 1×7鋼絞線，公稱直徑 15.20mm，其主要力學(xué)性能為

20、：1、2、3、4、彈性模量 Ep = 1.95 × 105MPa； 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk = 1860MPa；鋼絞線每束采用 M15.205(4) 的鋼絞線；鋼絞線采用波紋管，k = 0.0015，µ = 0.15。 M15.205 鋼絞線對應(yīng)波紋管：U1 = 90mm，U2 = 23mm，面積：2070mm2；2.5計算荷載（作用）取值作用2.5.1結(jié)構(gòu)重力1、 小箱梁自重：按構(gòu)件實際斷面計入，混凝土構(gòu)件容重考慮 1.04 的提高系數(shù)，取 26kN/m3；二期恒載1、 下層 8cm 混凝土白色鋪裝，按 2.08kN/m2 計算，上層 10cm 瀝青黑色鋪裝，按 2.4kN/m

21、2計；2、 防撞墻，按 11kN/m 計。混凝土收縮作用遵照公路鋼筋混凝土與預(yù)混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范有關(guān)規(guī)定，持續(xù)時間按 10 年延續(xù)期計算；并采用 32.4/fpk 系數(shù)進(jìn)行折減。1、 年平均相對濕度：75%；2、3、4、5、收縮齡期：3d； 水泥種類系數(shù)：5；開始加載齡期：5d；計算天數(shù)：5d?；A(chǔ)沉降基礎(chǔ)瞬時沉降：0.5cm。2.5.2可變作用汽車1、 荷載等級：公路I 級；2、 汽車縱向折減系數(shù) 1，橫橋向按單向 2 車道考慮，橫向折減系數(shù) 1；第二章 計算原則93、 汽車沖擊力按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004）第 4.3.2 條取用，與沖擊系數(shù)計算相關(guān)的基頻按結(jié)構(gòu)動力特性分

22、析數(shù)據(jù)（非軟件）得出的一階自然頻率值取用；4、 汽車制動力按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004）第 4.3.6 條取用，取車道荷載的 10%。人群人群荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004）第 4.3.5 條取用，本橋無人群荷載，故取零值。風(fēng)荷載風(fēng)荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004）第 4.3.7 條取用，本階段進(jìn)行的僅為常規(guī)計算，因此本計算模型不考慮風(fēng)荷載作用。溫度荷載1、 小箱梁整體正溫差：+20 ；2、 小箱梁整體負(fù)溫差：25 ；3、 小箱梁梯度溫度按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D602004）第 4.3.10 條取用；2.5.3偶然作用作用本階段

23、為橋梁常規(guī)靜力計算，故不考慮作用。2.6荷載組合按照J(rèn)TG D602004 與JTG D602004 的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行組合，考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用狀態(tài)下的各種組合，同時還考慮構(gòu)件驗算所需要的組合。組合1、持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)，采用基本組合；組合2、持久狀況正常使用極限狀態(tài)，采用短期效應(yīng)組合（或并考慮長期效應(yīng)的影響）；組合3、持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)，采用長期效應(yīng)組合；組合4、使用階段（持久狀態(tài)構(gòu)件驗算），采用標(biāo)準(zhǔn)值組合；組合5、施工階段（短暫狀態(tài)構(gòu)件驗算），采用標(biāo)準(zhǔn)值組合；組合6、工況，采用偶然作用組合（本計算模型不考慮此項作用）。第二章 計算原則102.7荷載組合構(gòu)件承載能力極限狀

24、態(tài)驗算，按照公路鋼筋混凝土與預(yù)混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD622004）（以下簡稱公預(yù)規(guī)）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0 取 1.1。構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算根據(jù)構(gòu)件類型按下述原則進(jìn)行難算：小箱梁： A 類預(yù)混凝土構(gòu)件；第三章結(jié)構(gòu)施工過程分析與驗算3.1施工頻驟及施工階段劃分3.1.1施工步驟結(jié)構(gòu)施工步驟與過程描述如下：1、2、3、4、5、6、7、8、吊裝預(yù)制構(gòu)件,預(yù)制構(gòu)件鋼束； 存梁30；存梁60; 存梁90；澆注接頭，頂板鋼束； 濕接縫施工；體系轉(zhuǎn)換施工恒載；10 年收縮。3.1.2計算分析的施工階段本次施工圖設(shè)計根據(jù)結(jié)構(gòu)施工步驟，在結(jié)構(gòu)總體計算分析中劃分的施工階段如表 ? 所示。表

25、3.1: 結(jié)構(gòu)分析施工階段劃分階段號施工內(nèi)容持續(xù)時間（天）邊界條件變化吊裝預(yù)制構(gòu)件,預(yù)制構(gòu)件鋼束小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁臨時支撐， 臨時支撐， 臨時支撐， 臨時支撐，臨時支撐，體系體系體系體系體系12345677303030773650存梁30 存梁60 存梁90濕接縫施工體系轉(zhuǎn)換施工恒載10 年收縮支撐，連續(xù)體系支撐，連續(xù)體系3.2施工階段結(jié)構(gòu)驗算3.2.1小箱梁驗算小箱梁按照公路鋼筋混凝土與預(yù)混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）規(guī)定的“短暫狀況驗算”進(jìn)行短暫狀況法向驗算。在預(yù)和構(gòu)件自重等施工荷載作用下，整個施工過，小箱梁截面邊緣混凝土的法向如圖 3.1、3.2 所

26、示。11第三章 結(jié)構(gòu)施工過程分析與驗算12圖 3.1: 小箱梁施工階段最由圖可知，在施工荷載作用下，小箱梁截面邊緣最大壓向為 2.01MPa，小箱梁截面下緣最大壓為 9.63MPa。假定施工過，混凝土拆模的強(qiáng)度為 80%，則0.70fck = 0.7 × 0.8 × 32.4 = 18.144MPa0.70ftk = 0.7 × 0.8 × 2.65 = 1.484MPa滿足規(guī)范要求。小箱梁施工階段圖 3.2: 小箱梁施工階段最小法向第四章結(jié)構(gòu)正常使用階段分析與驗算4.1使用階段各種作用分析結(jié)果在結(jié)構(gòu)使用階段，主要考慮以下各種作用：1、2、3、4、5、基

27、礎(chǔ)變位作用； 汽車作用；汽車制動作用； 整休升溫；小箱梁梯度升溫作用。在各種作用下，計算得到結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、反力。利用得到的內(nèi)力與反力進(jìn)行前面提到的各種所需的荷載組合，結(jié)構(gòu)正常使用階段驗算均基于這些荷載組合。4.2小箱梁承載能力極限狀態(tài)驗算小箱梁按照公預(yù)規(guī)規(guī)定的“持久狀況承載能力極限狀態(tài)”進(jìn)行驗算，驗算內(nèi)容包括小箱梁正截面抗彎承載力、斜截面抗剪承載力及截面抗扭承載力。4.2.1小箱梁正截面抗彎承載力計算得到小箱梁截面彎矩組合設(shè)計值如圖 4.1 所示。圖 4.1: 小箱梁彎矩設(shè)計值從圖中可以看出，小箱梁正截面抗彎承載力滿足規(guī)范要求。4.3小箱梁正常使用極限狀態(tài)驗算小箱梁按照公預(yù)規(guī)規(guī)定的“持久狀況正常

28、使用極限狀態(tài)”進(jìn)行截面抗裂驗算、撓度驗算。13第四章 結(jié)構(gòu)正常使用階段分析與驗算144.3.1正截面抗裂驗算小箱梁截面在作用（荷載）長期效應(yīng)組合下（以壓為負(fù)）上緣如圖 4.2 所示。圖 4.2: 長期效應(yīng)組合上緣下緣如圖 4.3 所示。圖 4.3: 長期效應(yīng)組合下緣圖中表明在作用長期效應(yīng)組合下，小箱梁上緣最小壓應(yīng)為 0.45MPa，滿足規(guī)范要求。小箱緣最大拉為 0.64MPa，但由于此處為支座位置，考慮到支座并非一點(diǎn)支撐，而是一個面支撐，故此處可采取短鋼筋加強(qiáng)措施，以防止長期組合下出現(xiàn)拉。小箱梁截面在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下（以壓為負(fù)）上緣如圖 4.4 所示。圖 4.4: 短期效應(yīng)組合上緣下緣如圖 4