現(xiàn)澆連續(xù)箱梁-xxx營橋主梁計(jì)算書

PAGE1一、結(jié)構(gòu)概況本設(shè)計(jì)為清河營橋施工圖設(shè)計(jì)。本橋?yàn)槿珉p薄壁墩連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，上部采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室箱梁，中墩截面處梁高2.0米，中跨跨中、橋臺(tái)頂面處截面梁高1.0米。梁底面為拋物線形。橋?qū)?1m，采用滿堂支架現(xiàn)澆法施工。二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1．設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載:城-B級(jí)荷載設(shè)計(jì)時(shí)速:60km/h平曲線:半徑R=500m坡度:縱坡為1％設(shè)計(jì)規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60－2004)《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》(JTGD62－2004)XX市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ77-98)三、主要計(jì)算參數(shù)取值荷載類型計(jì)算荷載類型表3-1荷載分類荷載名稱永久作用結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)預(yù)加力混凝土收縮及徐變作用基礎(chǔ)變位作用可變作用汽車荷載汽車沖擊力人群荷載溫度作用設(shè)計(jì)荷載1)自重及二期恒載:包括結(jié)構(gòu)自重及橋面二期恒載，其中橋面二期恒載包括橋面鋪裝、欄桿等，其重量按46.5kN/m計(jì)?；炷寥葜匕?5kN／m3。2)汽車活載:汽車豎向活載包括汽車動(dòng)力作用時(shí)，為汽車豎向靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)(1＋μ)，μ按現(xiàn)行XX市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定取值。3)人群活載:5.0KN/m24)溫度荷載:按現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。5)混凝土收縮徐變:混凝土徐變加載齡期為10天，終極齡期為1500天。主要材料1)混凝土梁體:C50混凝土，E＝3.45×104MPa，γ＝25KN/m3。2)預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力束:ΦS15.20鋼絞線，fpk＝1860Mpa，Ep＝1.95x105Mpa預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算參數(shù):錨下張拉控制應(yīng)力:σcon＝0.72Ryb波紋管成孔:μ＝0.14，k＝0.0015錨具變形:張拉端6mm3)普通鋼筋主要采用HRB335鋼筋荷載組合基本組合＝1.2×(自重+二期恒載)+1.4×(1+μ)汽車荷載+1.4×0.7(溫度作用+人群荷載)+0.5×基礎(chǔ)變位作用計(jì)算階段及體系轉(zhuǎn)換施工步驟1、支模板、綁軋鋼筋2、現(xiàn)澆主梁3、張拉鋼絞線4、孔道灌漿5、上二期恒載配筋成果預(yù)應(yīng)力(縱向)為腹板18束15-14和底板4束15-9，布置見附圖，腹板箍筋為φ16。四、主梁縱向計(jì)算1．計(jì)算程序及模型本橋采用二、三維橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析通用系統(tǒng)—ASBEST’98計(jì)算，采用梁?jiǎn)卧珮蚬卜殖?2個(gè)單元，89個(gè)節(jié)點(diǎn)，模型包括梁、墩和基礎(chǔ)，本計(jì)算書只擇取梁部分進(jìn)行檢算。圖4-1計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算結(jié)果持久狀況承載能力極限狀態(tài):(圖中所示內(nèi)力為1.2×(恒載)+1.4×(1+μ)汽車)圖4-2彎矩包絡(luò)(單位:KN.m)圖4-3剪力包絡(luò)(單位:KN)強(qiáng)度驗(yàn)算正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算跨中截面上緣寬度:11m下緣寬度:7m判斷是否按矩形截面計(jì)算:fcd＝22.4MPafsd＝280MPaAs＝0m2as＝0.06mfpd＝1260MPaAp＝0.04032m2ap＝0.1875mx=0.206182m經(jīng)判斷，可按矩形截面計(jì)算h0＝0.8125可承載的彎距:M=36040.25KN.m>25107KN.m滿足中支點(diǎn)截面上緣寬度:11m下緣寬度:7m判斷是否按矩形截面計(jì)算:fcd＝22.4MPafsd＝280MPaAs＝0m2as＝0.06mfpd＝1260MPaAp＝0.03528m2ap＝0.527mx=0.2835m可按矩形截面計(jì)算h0＝1.473可承載的彎距:M=92993.67KN.m>36908KN.m滿足斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算支點(diǎn)表4-4名稱符號(hào)數(shù)值單位異號(hào)彎矩影響系數(shù)α1＝1應(yīng)力提高系數(shù)α2＝1.25受壓翼緣影響系數(shù)α3＝1.1腹板寬度b＝1800mm截面有效高度h0=1473mm受拉鋼筋面積Ap＝35280mm2受拉筋配筋率ρ＝0.013306受拉筋配筋百分率P＝1.330618混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu,k＝50MPa箍筋面積Asv＝2412.743mm2箍筋間距sv＝100mm箍筋配筋率ρsv＝0.013404箍筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsv＝280MPa混凝土和箍筋的抗剪承載力設(shè)計(jì)值Vcs＝14137.87KN>11808KN滿足抗裂驗(yàn)算正截面抗裂驗(yàn)算(直線上方為上緣應(yīng)力，直線下方為下緣應(yīng)力)圖4-5【σpc－σst】(單位:MPa)由上圖看出，σpc－σst＞-0.7ftk＝-1.855MPa，滿足全預(yù)應(yīng)力混凝土的正截面抗裂要求。斜截面抗裂驗(yàn)算圖4-6荷載短期效應(yīng)組合下混凝土主拉應(yīng)力(單位:MPa)【σtp】＝0.4ftk=0.5×2.65=1.325MPa，由上圖看出，均小于規(guī)范控制值，滿足規(guī)范要求。持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算正截面混凝土的壓應(yīng)力(直線上方為上緣應(yīng)力，直線下方為下緣應(yīng)力)圖4-7持久狀況下混凝土最大壓應(yīng)力(單位:MPa)【σmax】＝0.5fck=0.5×32.4=16.2MPa，由圖4-7看出，均小于規(guī)范控制值，滿足規(guī)范要求?；炷林鲏簯?yīng)力圖4-8持久狀況下混凝土主壓應(yīng)力(單位:MPa)【σcp】＝0.6fck=0.6×32.4=19.44MPa，由圖8看出，均小于規(guī)范控制值，滿足規(guī)范要求?；炷林骼瓚?yīng)力圖4-9持久狀況下混凝土主拉應(yīng)力(單位:MPa)【σtp】＝0.5ftk=0.5×2.65=1.06MPa，由圖9看出，均小于規(guī)范控制值，可按構(gòu)造要求配置箍筋。受拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力(只顯示1/2)圖4-10持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力(單位:MPa)【σp】＝0.65fpk=0.65×1860=1209MPa，由圖10看出，均小于規(guī)范控制值，滿足規(guī)范要求。撓度驗(yàn)算圖4-11活載作用下的最大撓度(單位:m)fmax=4mm<37000/600=61.6mm，滿足規(guī)范要求

六、橋面板計(jì)算腹板間橋面板計(jì)算車輪在橋面板的分布寬度箱梁的縱橋向橫梁間距遠(yuǎn)大于主梁兩個(gè)腹板間間距的2倍，所以腹板間橋面板應(yīng)按支承在T梁肋上的單向板計(jì)算圖6-1計(jì)算模型城-A級(jí)車輛荷載重軸重200KN，著地尺寸為b1×a1＝0.6m×0.25m。車輪壓力經(jīng)鋪裝層(h＝0.08m)沿45°擴(kuò)散成矩形作用在橋面上的均布荷載。1)車輪在平行于板跨徑方向的荷載分布寬度:b＝b1＋2h=0.76m2)車輪在垂直于板跨徑方向的荷載分布寬度:車輪在板的跨中時(shí):a＝(a1＋2h)＋L/3＝1.51m，且不小于2L/3＝2.2m，取a＝2.2m。車輪在板的支承處時(shí):a＝(a1＋2h)＋t＝0.66m。車輪在板的支承附近時(shí):a＝(a1＋2h)＋t+2x，且不大于跨中的分布寬度。圖6-2分布寬度示意圖荷載計(jì)算(每延米)恒載:KN.m板厚與梁肋高度比小于1/4，跨中彎距M＝0.5M0＝5.96KN.m支點(diǎn)彎距M＝0.7M0＝8.34KN.m活載:最大跨中彎距相應(yīng)車輪布置如圖6-2，輪1、輪2的分布寬度均為2.2m，P1＝P2＝100/2.2＝45.45KN跨中彎距M＝0.5M0＝0.5×45.45×1＝22.73KN.m支點(diǎn)彎距M＝0.7M0＝0.7×45.45×1＝31.82KN.m荷載組合跨中彎距表6-1組合系數(shù)基本組合頻遇值系數(shù)短期荷載狀況準(zhǔn)永久值系數(shù)長期荷載狀況恒載5.961.27.15215.9615.96汽車22.731.440.4780.715.9110.49.09247.62921.87115.052支點(diǎn)彎距表6-2組合系數(shù)基本組合頻遇值系數(shù)短期荷載狀況準(zhǔn)永久值系數(shù)長期荷載狀況恒載8.341.210.00818.3418.34汽車31.821.456.6650.722.2740.412.72866.67330.61421.068強(qiáng)度驗(yàn)算跨中截面表6-3上緣寬度:1m下緣寬度:1mfcd＝22.4MPaC50fsd＝280MPaHRB335As＝0.001244m2as＝0.06mx=0.0155mh0＝0.19可承載的彎距:M=63.476KN.m滿足支點(diǎn)截面表6-4上緣寬度:1m下緣寬度:1mfcd＝22.4MPaC50fsd＝280MPaHRB335As＝0.001244m2as＝0.06mx=0.0155mh0＝0.49可承載的彎距:M=167.978KN.m滿足抗彎承載力設(shè)計(jì)值均大于荷載產(chǎn)生的最大彎距設(shè)計(jì)值，滿足規(guī)范中正截面抗彎的要求。裂縫驗(yàn)算表6-5跨中截面支點(diǎn)截面單位系數(shù)C1=11C2=1.3441091.344091C3=1.151.15h0＝0.190.49md＝1212mmAs=0.0012440.001244m2σss＝106.353257.72443MPabf=11mb=11mhf=11mρ=0.0065480.002539裂縫寬度Wtk＝0.0999270.061355mm裂縫寬度均＜0.2mm，滿足規(guī)范中裂縫寬度的要求。懸臂板計(jì)算車輪在懸臂板的分布寬度圖6-3計(jì)算模型該翼緣板范圍內(nèi)只布置了2m寬的人行道荷載計(jì)算(每延米)恒載:(自重+鋪裝)KN.m(欄桿)M＝1.5×(1.9-0.3/2)＝2.625KN.m(人行道板)M＝5.04×1.5×1.5/2＝5.67KN.m合計(jì)支點(diǎn)恒載彎距:M＝25.44KN.m人群:P＝5×1.5＝7.5KN支點(diǎn)彎距M＝7.5×1.5/2＝5.625KN.m荷載組合支點(diǎn)彎距表6-6組合系數(shù)基本組合頻遇值系數(shù)短期荷載狀況準(zhǔn)永久值系數(shù)長期荷載狀況恒載25.441.230.528125.44125.44汽車5.6251.410.0170.73.93750.42.2540.54529.377527.69強(qiáng)度驗(yàn)算表6-7上緣寬度:1m下緣寬度:1mfcd＝22.4MPaC50fsd＝280MPaHRB335As＝0.001244m2as＝0.06mx=0.015551mh0＝0.34可承載的彎距:M=115.727KN.m滿足抗彎承載力設(shè)計(jì)值大于荷載產(chǎn)生的最大彎距設(shè)