采菱路橋咨詢課件

采菱路大橋

施工圖設(shè)計(jì)咨詢成果匯報(bào)同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院二○○四年十二月概述主橋結(jié)構(gòu)分析主橋上部結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算主橋上部結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算施工階段計(jì)算主拱肋穩(wěn)定計(jì)算下部結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的審查意見(jiàn)主橋振動(dòng)特性分析主橋結(jié)構(gòu)分析總體考慮空間梁?jiǎn)卧w系，包括了主橋全部上部結(jié)構(gòu)以及下部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)和系梁節(jié)點(diǎn)454個(gè)，單元756個(gè)材料按照?qǐng)D紙和相關(guān)規(guī)范取用主橋結(jié)構(gòu)分析幾何模型吊桿為桁架單元，余均為空間梁?jiǎn)卧獛缀文Ｐ涂煞譃橹鞴袄?、飛燕、風(fēng)撐、縱梁、橫梁、吊桿、立柱、肋間聯(lián)系、承臺(tái)和系梁。主拱肋和飛燕均為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，在一般計(jì)算中按換算截面計(jì)算，在施工階段分析時(shí)其分為鋼管和核心混凝土分別計(jì)算截面特性，再按相應(yīng)施工階段組合。邊界條件墩承臺(tái)底節(jié)點(diǎn)按照“彈性支承”模擬，不考慮豎向位移的影響，按“m法”計(jì)算彈簧剛度肋間橫梁和立柱上所設(shè)的支座，根據(jù)支座約束方向進(jìn)行了相應(yīng)處理主橋結(jié)構(gòu)分析作用和作用效應(yīng)組合根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）取用汽車(chē)荷載：公路－I級(jí)。地震作用按照《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》:基本烈度為7度區(qū)，按提高一級(jí)設(shè)防施工階段模擬全橋結(jié)構(gòu)分析劃分了15個(gè)施工階段結(jié)構(gòu)分析考慮徐變收縮的施工和成橋階段靜力分析施工和成橋階段穩(wěn)定分析特征值分析和地震反應(yīng)譜分析主橋承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算主拱肋和飛燕按照《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》

規(guī)定進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)算了拱腳和拱頂起第二道風(fēng)撐附近彎矩拐點(diǎn)兩個(gè)截面主拱肋和飛燕鋼管混凝土截面承載力滿足設(shè)計(jì)要求主橋承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算風(fēng)撐和肋間橫梁風(fēng)撐和肋間橫梁為圓鋼管，屬于拉彎或壓彎構(gòu)件，按容許應(yīng)力對(duì)承載力進(jìn)行驗(yàn)算最大組合應(yīng)力都遠(yuǎn)小于其容許應(yīng)力值，滿足規(guī)范要求主橋承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算縱梁對(duì)于中承式拱梁組合體系，剪力不控制縱梁承載力設(shè)計(jì)，而縱梁從受力方式看其受力特性屬于拉彎構(gòu)件根據(jù)新規(guī)范，考慮了預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力的影響對(duì)C梁段負(fù)彎矩和D梁段正彎矩驗(yàn)算表明縱梁承載力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求橫梁跨中正彎矩和箱梁邊箱負(fù)彎矩驗(yàn)算表明橫梁承載力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求主橋承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算立柱最大軸力角度看，最不利荷載工況是由恒載和汽車(chē)荷載引起的；

從最大彎矩角度看，最不利荷載工況是由橫橋向地震荷載引起兩種工況驗(yàn)算都表明立柱具有足夠的承載力，滿足規(guī)范要求吊桿I型吊桿（鋼鉸線）最大應(yīng)力502MPaII型吊桿最大應(yīng)力為160MPa主橋正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算橫梁抗裂計(jì)算按照新規(guī)范，對(duì)橫梁驗(yàn)算了正截面抗裂和斜截面抗裂計(jì)算汽車(chē)荷載不計(jì)入沖擊系數(shù)跨中正彎矩區(qū)和支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)兩個(gè)截面驗(yàn)算滿足規(guī)范要求主橋正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算縱梁應(yīng)力和裂縫驗(yàn)算按照施工流程圖，在主梁合攏前縱梁中張拉的預(yù)應(yīng)力每側(cè)各2200噸，合攏后再各張拉400噸，合攏前預(yù)應(yīng)力與縱梁之間沒(méi)有聯(lián)系，則實(shí)際施加在每根縱梁上的預(yù)應(yīng)力為400噸。如果按照預(yù)應(yīng)力構(gòu)件分析，應(yīng)力不能滿足要求。主橋正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算主拱肋應(yīng)力驗(yàn)算對(duì)主拱肋正常使用狀態(tài)下的鋼管和混凝土應(yīng)力分布進(jìn)行了計(jì)算計(jì)算進(jìn)行了兩個(gè)位置，分別是拱腳（此處鋼管厚度t＝25mm）和拱頂附近彎矩極值點(diǎn)位置（此處鋼管厚度t＝20mm）進(jìn)行了驗(yàn)算。鋼管最大壓應(yīng)力145MPa，最大拉應(yīng)力20.4MPa，從應(yīng)力角度看，滿足設(shè)計(jì)要求施工階段驗(yàn)算應(yīng)力驗(yàn)算的結(jié)果表明，主拱肋、飛燕、縱梁D段、橫梁、吊桿、風(fēng)撐和立柱等主要構(gòu)件的應(yīng)力均滿足規(guī)范要求結(jié)算縱梁A、B、C段梁由于預(yù)應(yīng)力較低，如果按照預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，則在支架拆除后應(yīng)力驗(yàn)算不通過(guò)施工過(guò)程中主拱肋可能出現(xiàn)的失穩(wěn)也進(jìn)行了分析主拱肋穩(wěn)定計(jì)算成橋階段穩(wěn)定計(jì)算按照引橋主拱肋軸向壓力最不利荷載進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算拱肋失穩(wěn)以面外失穩(wěn)為主，一階面外失穩(wěn)臨界荷載系數(shù)為8.154在第6階出現(xiàn)一階面內(nèi)失穩(wěn)，臨界荷載系數(shù)為25.802，表明這種提籃式加K字風(fēng)撐的結(jié)構(gòu)具有足夠的穩(wěn)定性。主拱肋穩(wěn)定計(jì)算施工階段穩(wěn)定計(jì)算“施工階段四”主拱肋架設(shè)鋼管，然后封鉸灌注鋼管中混凝土，由于此時(shí)混凝土只作為荷載而不能提供剛度，因此有可能出現(xiàn)拱肋失穩(wěn)現(xiàn)象主拱肋穩(wěn)定計(jì)算施工階段穩(wěn)定計(jì)算（續(xù)）施工階段十一”，拆除主梁A、B段支架，A、B段主梁重量將通過(guò)吊桿傳遞到拱肋上，而此時(shí)主梁尚未合攏一階穩(wěn)定臨界荷載系數(shù)為9.438下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算基樁主墩基礎(chǔ)在順橋向和橫橋向都存在水平力和彎矩，將兩個(gè)方向的反力組合，以水平組合方向作為驗(yàn)算方向，按照

“m法”計(jì)算多排樁樁頂反力最大一根樁頂軸力為9511KN，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告計(jì)算得到的單樁容許承載力為10120.11KN，樁基承載力滿足要求對(duì)偏心最大的一根樁按偏心受壓構(gòu)件驗(yàn)算樁基強(qiáng)度，計(jì)算樁身強(qiáng)度滿足規(guī)范要求在施工過(guò)程中，主拱肋對(duì)下部結(jié)構(gòu)引起的水平推力在不斷變化中，根據(jù)計(jì)算，對(duì)水平推力最大工況驗(yàn)算基樁承載力和強(qiáng)度滿足規(guī)范要求下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算承臺(tái)根據(jù)新的設(shè)計(jì)規(guī)范按照“撐桿－系桿體系”計(jì)算了撐桿的抗壓承載力和系桿的抗拉承載力，結(jié)果表明承臺(tái)抗彎承載力滿足規(guī)范要求系梁主墩在兩個(gè)承臺(tái)之間設(shè)置一道系梁，由于主拱肋為提籃式，拱平面內(nèi)傾14°，主拱肋中的軸力必然在承臺(tái)引起向外側(cè)的水平分力這一水平分力由樁基和連接兩個(gè)承臺(tái)的系梁承擔(dān)，其分配比例與樁基水平抗推剛度和系梁軸向剛度有關(guān)系梁中承受的軸力約為7000KN，系梁為兩個(gè)各寬2.5m高1m的矩形構(gòu)件，配筋按構(gòu)造鋼筋，承載力不能滿足要求對(duì)于受拉構(gòu)件不宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建議在系梁中張拉少量預(yù)應(yīng)力筋對(duì)圖紙的審查意見(jiàn)材料“鉆孔灌注樁宜采用水下C25砼”等三條意見(jiàn)總體布置“主橋P4墩樁基持力層宜放在4-1層”，“主拱圈構(gòu)造N4鋼筋間距宜適當(dāng)放大”等8條意見(jiàn)主橋施工方案拱肋焊接固定”，20℃對(duì)工期安排影響較大，建議改為一個(gè)溫度范圍。拱肋鋼管砼泵送混凝土完畢后，無(wú)縱向水平拉索，主墩將承受較大水平推力，建議對(duì)此進(jìn)行仔細(xì)驗(yàn)算對(duì)圖紙的審查意見(jiàn)主橋施工方案（續(xù)）拱肋焊接固定”，20℃對(duì)工期安排影響較大，建議改為一個(gè)溫度范圍。拱肋鋼管砼泵送混凝土完畢后，無(wú)縱向水平拉索，主墩將承受較大水平推力，建議對(duì)此進(jìn)行仔細(xì)驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力束存在平彎和豎彎，一般情況下不適宜作體外束階段五引橋上部箱梁已全部架設(shè)完畢，但后續(xù)施工仍要求對(duì)系梁張拉預(yù)應(yīng)力束，張拉段設(shè)在主橋系梁端部，沒(méi)有可供張拉的空間。由于前四次張拉鋼束主梁尚未合攏，全部張拉力通過(guò)飛燕傳遞至拱腳，拱腳局部受力不利，應(yīng)驗(yàn)算拱腳是否存在開(kāi)裂的可能性。施工流程圖缺少預(yù)應(yīng)力鋼束灌漿操作頂推主梁給出了頂推力，但沒(méi)有給出位移控制指標(biāo)，建議補(bǔ)充主橋振動(dòng)特性分析橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性是橋梁結(jié)構(gòu)的固有特性，它是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗（地震、風(fēng)振以及車(chē)振）動(dòng)荷載分析的基礎(chǔ)。中承式拱梁組合體系的總體剛度很大程度上依賴與拱和梁的共同作用，拱和梁自身的剛度及其連接方式是結(jié)構(gòu)剛度的主要控制因素。模態(tài)頻率周期振型特征描述10.7911221.264027拱對(duì)稱平彎20.930397