大橋（100+180+100）m連續(xù)剛構施工圖設計上部結構計算書

1、*公司 連續(xù)剛構計算書PAGE 設計者： 復核者： 第1頁 共27頁中鐵二院工程集團有限責任公司 連續(xù)梁（連續(xù)剛構）計算書 *大橋（100+1800+1000）m連續(xù)剛剛構施工圖設計計上部結結構計算算書計算者：復核者：*公公司二O一二年年十月 設計者： 復核者： 第27頁 共27頁1.概述本計算為*大橋主橋橋上部結結構縱向向計算，上部結構為（100+180+100）m連續(xù)剛構。按全預應力控制計算。內容包含持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算、持久狀況和短暫狀況構件應力計算、靜力抗風穩(wěn)定性計算。2計算依依據(jù)、標標準和規(guī)規(guī)范2.1主要要技術標標準1、公路等等級：城城市道路路，

2、左右右線分修修2、橋面寬寬度：單單線166m3、荷載等等級：城城市-A級，人群3.00kN/m24、設計時時速：330kmm/h5、設計洪洪水頻率率：1/3006、設計水水位：H1/3003077.566m7、設計基基本風速速：V1024.3m/s8、地震動動峰值加加速度：0.055g（對應應地震基基本烈度度VI度）9、通航等等級：-(22)級；通航船船舶等級級：1000t；2.2 計算依依據(jù)、標標準和規(guī)規(guī)范1、公路路工程技技術標準準(JTGG B001-220033)2、公路路橋涵設設計通用用規(guī)范(JTG D60-2004)3、公路路鋼筋混混凝土及及預應力力混凝土土橋涵設設計規(guī)范范(JTGG

3、 D662-220044)4、公路路橋涵地地基與基基礎設計計規(guī)范(JTG D63-2007)5、公路路橋梁抗抗風設計計規(guī)范(JTG/T D60-01-2004)6、梁橋橋手冊（下下冊）220111年4月第二二版人民民交通出出版社2.3計算算理論和和計算方方法構件縱向計計算均按按空間桿系系理論，采用橋梁博士v3.2進行計算。將計算對象象作為平平面梁劃劃分單元元作出構構件離散散圖（見見附圖），全全橋共劃劃分1552個節(jié)點和1149個個單元；根據(jù)連續(xù)剛剛構的實實際施工工過程和和施工方方案劃分分施工階階段根據(jù)施工總總體安排排，共劃劃分77個施工工階段和和1個使用用階段。箱箱梁施工工階段采采用13天為一

4、一施工周周期其中中張拉預預應力時時混凝土土齡期為為5天。具具體施工工階段劃劃分為：階段1：完完成樁基基、承臺臺、墩身身施工；階段2：綁綁扎0#塊鋼筋，托托架澆注注0#塊混凝土土；階段3：張張拉0#塊預預應力；階段4：安安裝掛籃籃；階段5：綁綁扎1#梁段鋼鋼筋；階段6：澆澆注1#梁段混混凝土；階段7：張張拉1#梁段預預應力；階段8: 移動掛掛籃；階段9：綁綁扎2#梁段鋼筋筋；階段10：澆注2#梁段混混凝土；階段11：張拉22#梁段段預應力力；階段12階段664：移移動掛籃籃，綁扎扎鋼筋及及澆注33#20#梁段混混凝土，張張拉3#20#梁段預預應力；選擇合合適時宜宜采用托托架澆筑筑端頭現(xiàn)現(xiàn)澆段；階

5、段65：施加頂頂推力；階段66：綁扎中中跨合龍龍段鋼筋筋及邊跨跨現(xiàn)澆段段鋼筋；階段67：澆筑中中跨合龍龍段及邊邊跨現(xiàn)澆澆段混凝凝土；階段68：張拉中中跨合龍龍段預應應力；階段69：在中跨跨區(qū)域采采用水箱箱或其它它壓重措措施進行行壓重；階段70：移動掛掛籃，綁綁扎鋼筋筋；階段71：澆注221#梁段混混凝土；階段72：張拉221#梁段預預應力；階段73：移動掛掛籃，綁綁扎鋼筋筋，施工邊邊跨合攏攏段臨時時剛性連連接；階段74：澆注邊邊跨合攏攏段混凝凝土；階段75：張拉邊邊跨合攏攏段鋼束束；階段76：拆除掛掛籃及中中跨壓重重；階段77：施工防防撞墻、橋橋面鋪裝裝等二期期荷載和和附屬設設施，全全橋施工工

6、完成。階段78：成橋110年。進行荷載組組合，求求得構件件在施工工階段和和使用階階段時的的應力、內內力和位位移；根據(jù)規(guī)范規(guī)規(guī)定的各各項容許許指標，驗驗算構件件是否滿滿足規(guī)范范規(guī)定的的各項要要求。2.4 計算軟軟件名稱稱及版本本主橋整體計計算采用用橋梁博士v3.2進行行計算，施施工穩(wěn)定定性計算算及動力力特性計計算采用用MIDDAS Civvil V7.8軟件。3. 計算算模型及及參數(shù)3.1 計算參參數(shù)選取取主要材料及及設計參參數(shù)根據(jù)據(jù)設計文文件及規(guī)規(guī)范取值值，見表表-1。主要材料及及參數(shù)表表-1材料項目參數(shù)備注C60混凝土抗壓強度標標準值38.5MMpa抗拉強度標標準值2.85MMpa抗壓強度設

7、設計值26.5MMpa抗拉強度設設計值1.96MMpa彈性模量EEc360000Mpaa混凝土特性性參數(shù)計算材料容容重26kN/m3線膨脹系數(shù)數(shù)1.0E-5橋梁所處地地區(qū)相對對濕度0.75低松弛鋼絞絞線（115.22）抗拉強度標標準值1860MMpa控制張拉應應力0.75、0.7731395、13588Mpaa彈性模量1.95EE5Mppa松弛率0.3鋼絞線錨具具及波紋紋管鋼束管道摩摩阻系數(shù)數(shù)0.17鋼束管道偏偏差系數(shù)數(shù)0.00115普通錨具單單端變形形及回縮縮值0.0066m低回縮錨具具單端變變形及回回縮值0.0011m3.2 計算采采用的基基本資料料1）箱梁按按全預應應力混凝凝土構件件設計

8、，該該橋為城城市重要要橋梁，安安全等級級為I級。2）收縮、徐徐變按照照公路路鋼筋混混凝土及及預應力力混凝土土橋涵設設計規(guī)范范(JTGG D662-220044)公式式計算。3）合龍溫溫度取1521，根據(jù)據(jù)當?shù)貧鈿庀筚Y料料顯示，多年平均氣溫16.9，最低月平均氣溫5.7，最高月平均氣溫29.3。計算時按均勻升降溫25控制。4）主梁梯梯度溫度度按照公公路橋涵涵設計通通用規(guī)范范（JJTG D600-20004）表表4.33.100-3條取取值，橋橋墩不計計梯度溫溫度。本橋采用110cm厚瀝青混凝凝土鋪裝裝，按規(guī)規(guī)范參數(shù)數(shù)取值。梯度升溫：按箱梁梁上、下下緣梯度度溫度145.50考慮。梯度降溫：按箱梁梁

9、上、下下緣梯度度溫度-7-2.750考慮。5）根據(jù)公公路橋涵涵設計通通用規(guī)范范（JJTG D600-20004）4.33.2：，沖擊系數(shù)數(shù)取值為為。6）邊界條條件及土土側彈性性剛度計計算本橋建模時時同時考考慮樁基基、承臺臺、墩身身及梁體體，計算算分析時時考慮將將墩與梁梁體固接接，伸縮縮縫端采采用雙點點支撐以以模擬實實際支座座受力；同時主主墩樁基基按實際際尺寸及及間距建建模，考考慮樁土土效應，以以準確模模擬橋墩墩剛度。樁側土彈性性剛度按按根據(jù)公公路橋涵涵地基及及基礎規(guī)規(guī)范JJTJDD63-20007附錄錄P計算。以下為100號主墩墩土彈性性剛度計計算過程程：樁計算寬寬度式中：d樁徑；各樁柱間間相

10、互影影響系數(shù)數(shù)；樁形狀換換算系數(shù)數(shù)，對于于圓形樁樁的計算步驟驟如下：A、樁柱計計算埋入入深度hh1B、與作用用力平行行的一排排樁樁數(shù)數(shù)n有關的的系數(shù)，當當n=33時，；當n=4時，。C、的計算算。橫向樁間凈凈距故：由此得：縱向樁間凈凈距故：由此得：各結點處處的集中中彈簧支支撐剛度度K為：式中：表示示結點相相鄰兩單單元的長長度和之之一半；表示地基土土對樁柱柱側面的的地基系系數(shù)，其其中土層層m值參照照公路路橋涵地地基及基基礎規(guī)范范JTTJD663-220077附錄P 表P.00.2-1取值值；hii為各樁樁基節(jié)點點位置入入土深度度。11號主墩墩樁基計計算寬度度參照上上述公式式計算，不不再贅述述。3

11、.3 荷載取取值及荷荷載組合合荷載取值一期恒載載為梁部自自重(包括隔隔板及齒齒板重)。混凝凝土容重重取266kN/mm3，箱梁梁按實際際斷面計計取重量量。二期恒載載包括110cm厚瀝青鋪裝裝一道防撞撞墻+單邊人人行道，見見表-22。箱梁二期恒恒載表-2橋梁寬度16米防撞墻二期期恒載(kN/mm)18=88.0人行道20瀝青混凝土土橋面鋪鋪裝二期期恒載(kN/mm)130.122431.2合計（kNN/m）59.2取取60汽車荷載載(1)汽車車豎向荷載載采用公公路I級荷載載，汽車豎向荷荷載的橫橫向分布布系數(shù)見見表-33（未計計入沖擊擊系數(shù)）。活載橫向分分布系數(shù)數(shù)表-33 橋寬（米）橫向布置車車列

12、數(shù)橫向折減系系數(shù)汽車偏載系系數(shù)汽車橫向分布系數(shù)1630.781.252.9255(2)汽車車縱向制制動力荷荷載根據(jù)據(jù)公路路橋涵設設計通用用規(guī)范（JTG D60-2004）4.3.6-1計算,一個個車道上上由汽車車荷載產(chǎn)產(chǎn)生的制制動力標標準值按按本規(guī)范范第4.3.11條規(guī)定定的車道道荷載標標準值在在加載長長度上計計算的總總重力的的10%計算，但但公路I級汽車車荷載的的制動力力標準值值不得小小于1665kNN。計算得得單車道道制動力力為4335kNN，3車道折折減系數(shù)數(shù)為0.78?；A變位位：隔墩墩支座沉沉降1.0cm, 不考慮慮橫橋向向基礎不不均勻沉沉降。掛籃重量量：取0.445倍最大大節(jié)段重重

13、，即112500kN(包括施施工機具具和施工工人員) ,按集集中荷載載加載于于梁端前前沿500cm處處。人行活載載：人行道道寬2.5m，取3.55kN/m2。最大懸臂臂狀態(tài)的的施工荷荷載：本橋主橋上上部箱梁梁采用懸懸臂澆筑筑法施工工，最大大懸臂施施工長度度為899m，計算算時，從從最不利利受力圖圖式出發(fā)發(fā)，對最最大懸臂臂狀態(tài)的的施工荷荷載作如如下考慮慮（不考考慮掛籃籃墜落，施施工單位位應采取取壓重和和后錨等等多種措措施來確確保掛籃籃不會墜墜落）。(1)箱梁梁自重不不均勻假設梁體自自重不均均勻，一一側取1.004梁重，另另一側取取0.996梁重。(2)動力力系數(shù)不不均勻掛籃及其它它施工機機具的自

14、自重差，一一端采用用1.2，另一一端采用用0.8。同時考考慮最不不利情況況，單側側掛籃脫脫落。(3)梁段段施工不不同步最后一懸臂臂澆筑梁梁段不同同步施工工，一端端空載，一一端施工工。(4)材料料、機具具堆放不不均勻施工單位要要求在梁梁體上堆堆放一些些工具材材料，計計算時，取取一懸臂臂作用有有8.55kN/m均布荷荷載，并并在其端端頭有2000kN集中中力，另另一懸臂臂空載。(5)掛籃籃脫落施工單位必必須保證證掛蘭不不會墜落落。(6)風荷荷載從保守的風風載組合合出發(fā)。施施工階段段按百年年一遇風風速計算算，。橫橋向及順順橋向風風荷載按按公路路橋涵設設計通用用規(guī)范（JTG D60-2004）計算，主

15、梁豎向風荷載按公路橋梁抗風設計規(guī)范（JTG/T D60-01-2004）計算。風荷載模式式風荷載組合合方式取取以下22種：()作用用(1)（4）；()作用(2)+(3)+(4)（上部部風力不不對稱，）橫向風荷載載計算(由最高高的111號橋墩墩控制，橋橋面高HH=877+111=988m)橫向風荷載載假定水水平垂直直作用于于橋梁各各部分迎迎風面積積的形心心上,其標準準值按下下式計算算：式中：橫橋向風風荷載標標準值(kN)；設計基準準風壓(kN/m2)；橫向迎風風面積(m2)；橋梁所在在地區(qū)的的設計基基本風速速(m/ss), （四川巴巴中百年年一遇）；高度Z處處的設計計基準風風速(m/ss)；Z距

16、地面面或水面面的高度度(m)；空氣重力力密度(kN/m3)，；設計風速速重現(xiàn)期期換算系系數(shù)，；地形、地地理條件件系數(shù)，；陣風風速速系數(shù)，；考慮地面面粗糙度度類別和和梯度風風的風速速高度變變化修正正系數(shù)；風載阻力力系數(shù)，；重力加速速度，。橋墩上的順順橋向風風荷載標標準值可可按橫橋橋向風壓壓的700%乘以以橋墩迎迎風面積積計算。豎向風荷載載計算作用在主梁梁單位長長度上的的靜力風風荷載（N/mm）按下下式計算算：；式中：空空氣密度度（），取取為1.25；構件基準準高度，取取為922m；設計基準準風速（m/s），計算得52.9m/s；主梁豎向向力（升升力）系系數(shù)，取取為0.4；主梁的寬寬度（mm），取

17、取為166m；考慮地面面粗糙度度類別和和梯度風風的風速速高度變變化修正正系數(shù)，取取為1.27；陣風風速速系數(shù)，取取為1.7；橋梁所在在地區(qū)的的設計基基本風速速(m/ss),查查得值為為24.3m/s。計算得： q3=1/211.255522.9220.411611.2kNN/m施工階段風風荷載集集度如下下表所示示： 施工階階段風荷荷載集度度風載模式主梁風載集集度(kN/m2)橋墩風載集集度(kN/m2)墩底墩頂豎向風載0.7橫橋向風載載2.522.981.092.36順橋向風載載-0.761.65運營階段段風荷載載：成橋運營階階段，風風荷載計計算方式式與施工工階段大大致相同同，僅幾幾個參數(shù)數(shù)取

18、值不不同：（1）設設計風速速重現(xiàn)期期換算系系數(shù)，施施工階段段；運營營階段取?。?）風載阻阻力系數(shù)數(shù)計算時時，施工工階段梁梁高取實實際箱梁梁高，運運營階段段應再加加上防撞撞墻高度度1.11m；（3）施工工階段考考慮豎向向風壓，運運營階段段可不考考慮。運營階段風風荷載集集度如下下表所示示。 運營階階段風荷荷載集度度風載模式主梁風載集集度(kN/m2)橋墩風載集集度(kN/m2)墩底墩頂橫橋向風載載3.373.9881.453.14順橋向風載載-1.022.28、船舶撞撞擊力按公路橋橋涵設計計通用規(guī)規(guī)范JTGGD600-20004 計算：按規(guī)范規(guī)定定,通航等等級：-(22)級；通航船船舶等級級：10

19、00t；撞擊力力取為：橫橋向向:2550kN;順橋向:2000kN。4 計算算結果4.1主梁梁計算結結果 持久狀狀況極限限狀態(tài)承承載能力力計算持久狀況極極限狀態(tài)態(tài)抗彎承承載能力力驗算根據(jù)公橋橋規(guī)第第5.11.5條條的規(guī)定定，橋梁梁構件的的承載能能力極限限狀態(tài)計計算應滿滿足：0MdR運營階段承承載能力力最小彎彎矩圖運營階段承承載能力力最大彎彎矩圖由上圖可知知，跨中中最大組組合彎矩矩為1877750kkN.m，跨中中抗彎極極限強度度為2619954kkN.mm（未計入普普通鋼筋筋作用），控制截面為中跨跨中；支點最大負彎矩為-3141326kN.m，支點處抗彎極限強度為-4003768kN.m。主橋

20、箱梁抗抗彎承載載能力驗驗算滿足足規(guī)范要要求。持久狀況況極限狀狀態(tài)抗剪剪承載能能力驗算算根據(jù)公橋橋規(guī)第第5.22.7條條的規(guī)定定，橋梁梁構件的的斜截面面抗剪承承載力應應滿足：公橋規(guī)第第5.22.9條條的規(guī)定定，抗剪剪截面應應滿足：最大承載能能力剪力力圖最小承載能能力剪力力圖構造抗剪計計算表截面號計算剪力QQh腹板厚度VdVccd-MM*tgga/hh0構造抗剪富余量構造抗剪/Q(%)179400010.800 85405366 682322 68.3%85.9%276200010.300 85387444 650888 68.0%85.4%37140009.82 85368888 620244

21、68.1%86.9%46690009.35 85351988 590877 67.9%88.3%56250008.89 85335666 561955 67.4%89.9%65830008.45 85320477 534344 66.7%91.7%75430007.96 85305611 503599 64.8%92.7%84980007.50 75287077 418200 45.7%84.0%94570007.05 75272200 393055 44.4%86.0%104200006.63 75261000 369533 41.6%88.0%113840006.23 75248699 3

22、47022 39.5%90.4%123490005.85 75236533 326399 38.0%93.5%133160005.46 65224322 263422 17.4%83.4%142800005.10 65209799 246144 17.3%87.9%152460004.77 65194544 230033 18.2%93.5%162140004.48 65178755 215111 20.3%100.55%171840004.23 65162255 202288 24.7%109.99%181560004.02 55156000 162300 4.0%104.00%191280

23、003.87 55128000 155799 21.7%121.77%承載能力抗抗剪計算算表備注：X為為到起點點的距離離。計算結論：計算中中，大跨跨剛構的的構造抗抗剪為控控制因素素，如果果按規(guī)范范不考慮慮剪力修修正計算算，構造造抗剪通通常不能能得到滿滿足，本本橋控制制因素為為未修正正前按85控制制，考慮慮修正后后滿足。由上圖及上上表可知知，主橋橋箱梁抗抗剪承載載能力及及構造抗抗剪均滿滿足規(guī)范范要求。 持久狀狀況正常常使用極極限狀態(tài)態(tài)計算 正截面面抗裂驗驗算作用（或或荷載）長長期效應應組合正截截面混凝凝土拉應應力驗算算根據(jù)公橋橋規(guī)強強制性條條款6.3條規(guī)定定，A類預應應力混凝凝土受彎彎構件：在作用長期期效應組組合下，stpc0運營階段上上下緣長長期效應應最小正正應力圖圖由長圖可知知，截面面上下緣緣均未出出現(xiàn)拉應應力，滿滿足規(guī)范范要求。作用（或或荷載）短短期效應應組合正截截面混凝凝土拉應應力驗算算根據(jù)公橋橋規(guī)強強制性條條款6.3條規(guī)定定，全預應力混混凝土構構件，在在作用（或或荷載）短短期效應應組合下下分段澆筑或或砂漿接接縫的縱縱向分塊塊構件 運營階段上上下緣短短期效應應最小正正應力圖圖根據(jù)短期效效應截面面應力圖圖形可知