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文檔簡介

STYLEREF"標(biāo)題1"\n第二部分STYLEREF"標(biāo)題1"上部結(jié)構(gòu)驗算 WISEPLUS2013 工程計算書項目編號:項目名稱:分項名稱:計算內(nèi)容:上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及梯道計算簽署:類別計算人校對人審核人簽名日期目錄第一部分設(shè)計說明 31.1項目概況 31.2設(shè)計規(guī)范 31.3主要材料 41.4計算模型 51.5荷載工況及荷載組合 6第二部分上部結(jié)構(gòu)驗算 82.1加勁肋設(shè)置及構(gòu)造驗算 82.2頂板應(yīng)力驗算 82.3底板應(yīng)力驗算 112.4腹板應(yīng)力驗算 132.5腹板厚度及縱向加勁肋驗算 162.6正交異性橋面板受壓加勁板驗算 172.8支座及支承加勁肋驗算 202.9橫隔板剛度驗算 222.10豎向撓度驗算 272.11預(yù)拱度驗算 282.12結(jié)構(gòu)基頻驗算 28第三部分下部結(jié)構(gòu)及梯道驗算 313.1固結(jié)墩驗算 313.2支座墩驗算(以P6墩為例) 443.3梯道驗算(以東南梯道為例) 563.4基礎(chǔ)承載力驗算 69第一部分設(shè)計說明1.1項目概況璧山區(qū)黛山大道南北快速通道楓香湖兒童公園人行天橋項目地點位于楓香湖兒童公園入口處。天橋跨越黛山大道,連接楓香湖兒童公園和楓香湖兒童公園云軌。主橋為曲線異形連續(xù)鋼箱梁,面積494m2,跨徑組合為:(12.68m、10.52m)+42.31m+(11.00m、8.50m),其中上跨車行道鋼箱跨徑為42.31m,分叉鋼箱跨徑分別為12.68m、10.52m、11.00m、8.5m;橋面寬度3.40~10.26m,梁高1.6米;橋面縱坡1.5%,豎曲線半徑800m,橋面設(shè)雙向橫坡,橫坡1%。全橋共設(shè)置4處曲線鋼梯道,梯道包含踏步梯道和休息平臺,東北梯道長22.8m、東南梯道長22.8m、西南梯道長31.7m、西北梯道長19.4m,梯道寬均為3.4m,斷面布置為0.2m欄桿底座+1.25m人行道+0.5米坡道+1.25m人行道+0.2m欄桿底座。主橋東、西兩側(cè)各設(shè)置垂直電梯一座,具體設(shè)計有生產(chǎn)廠家確定。下部墩柱采用鋼筋混凝土柱式墩,基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。梯道落地采用鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)。1.2設(shè)計規(guī)范《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60-2015《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTGD3362-2018《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》JTJ3363-2019《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》(JTGD64-2015)《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》(JT/T722-2008)《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T714-2015)《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T1591-2018)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB50661-2011)《公路橋梁兩抗震設(shè)計規(guī)范》JTG/T2231-01-2020《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01-2014《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ2-2008《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTGT3650-2020《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》JTG/T3310-20191.3主要材料鋼材:采用Q345qD(Q355ND)鋼橋面鋪裝:采用4cm厚C40細石鋼筋混凝土鋪裝+橋面噴涂。端部配重:C40鐵砂補償收縮混凝土欄桿:鋼化玻璃欄桿。C35砼:墩身C30砼:承臺、樓梯落地處擴大基礎(chǔ)C30水下砼:鉆孔灌注樁混凝土材料及材料性能表強度等級彈性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比容重(kN/m3)fck(MPa)ftk(MPa)fcd(MPa)ftd(MPa)C4034500.013800.00.225.032.42.622.41.8C3531500.012600.00.225.023.42.216.11.5C3030000.012000.00.225.020.12.0113.81.23鋼筋材料物理性能表普通鋼筋彈性模量(MPa)容重(KN/m3)fsk(MPa)fsd(MPa)f'sd(MPa)HPB300210000.076.9300250250HRB400200000.076.9400.0330.0330.0鋼材材料物理性能表強度等級彈性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比容重(kN/m3)線膨脹系數(shù)Q345206000.079000.00.378.51.2e-005鋼材材料的強度設(shè)計值強度等級厚度(mm)抗拉、抗壓、抗彎fd(MPa)抗剪fvd(MPa)端面承壓(刨平頂緊)fcd(MPa)Q345<=16275.0160.0355.0Q34516-40270.0155.0355.0Q34540-63260.0150.0355.0Q34563-80250.0145.0355.0Q34580-100245.0140.0355.01.4計算模型三維模型圖1.節(jié)點數(shù)量:6486個;2.單元數(shù)量:11571個;3.邊界條件數(shù)量:彈性連接4個(支座);墩梁固結(jié)2個4.施工階段數(shù)量:4個;1.5荷載工況及荷載組合1)自重恒載:鋼箱梁容重78.5KN/m3;鋼筋混凝土容重26KN/m3橋面鋪裝:鋼筋混凝土鋪裝26KN/m3欄桿:單側(cè)欄桿重0.5kN/m端部配重:C40鐵砂補償收縮混凝土45KN/m32)整體升降溫系統(tǒng)升溫,24℃;系統(tǒng)降溫,-21℃;3)溫度梯度按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定加載。4)風(fēng)、雪荷載按《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定加載5)可變荷載人群荷載:按《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定加載6)徐變收縮收縮齡期:3.0天;理論厚度自動計算:由程序自動計算各構(gòu)件的理論厚度。公式為:h=a×Ac/u;u=L0+a×Li;--周長u的計算公式中L0為外輪廓周長,Li為內(nèi)輪廓周長,a為要考慮輪廓周長的比例系數(shù)。7)荷載工況荷載工況序號工況名稱描述1恒荷載DL2徐變二次CS3收縮二次SS4風(fēng)雪荷載FX5人群MCRL6系統(tǒng)升溫T7系統(tǒng)降溫T18)荷載組合按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定組合。第二部分上部結(jié)構(gòu)驗算2.1加勁肋設(shè)置及構(gòu)造驗算1.加勁肋設(shè)置根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》第8.3.2條判斷鋼箱梁是否設(shè)置縱向加勁肋:腹板間距≥80倍翼緣板厚度,懸臂翼緣寬度≥16倍翼緣板厚度,鋼箱梁須設(shè)置縱向加勁肋。2.加勁肋構(gòu)造板式加勁肋幾何尺寸驗算結(jié)果計算參數(shù)驗算結(jié)果hs(mm)ts(mm)材料hs/ts限值是否通過16014Q34511.4212.00是18016Q34511.2512.00是20018Q34511.1112.00是22020Q34511.1112.00是根據(jù)上表計算,加勁肋尺寸滿足《鋼規(guī)》第5.1.5條要求。2.2頂板應(yīng)力驗算基本組合作用下頂板順橋向應(yīng)力云圖基本組合作用下頂板橫橋向應(yīng)力云圖基本組合作用下頂板最大主應(yīng)力云圖基本組合作用下頂板最小主應(yīng)力云圖基本組合作用下頂板有效應(yīng)力云圖基本組合作用下頂板剪應(yīng)力云圖由頂板應(yīng)力云圖可知:頂板在基本組合作用下,最大壓應(yīng)力為順橋向σmin與主應(yīng)力σmin,其值為-50.9MPa,位于頂板跨中區(qū)域;最大拉應(yīng)力為順橋向σmax和主應(yīng)力σmax,其值為61.7MPa,位于墩頂固結(jié)處對應(yīng)頂板區(qū)域;最大剪應(yīng)力為33.6MPa,位于位于頂板跨中區(qū)域。應(yīng)力計算結(jié)果匯總表(MPa)構(gòu)件順橋向橫橋向主應(yīng)力有效應(yīng)力剪應(yīng)力σmaxσminσmaxσminσmaxσminSig-effΤmax頂板59.6-45.351.1-35.261.7-50.958.233.6由應(yīng)力云圖分析可知,構(gòu)件應(yīng)力變化較均勻,應(yīng)力均小于所選Q345qD鋼材抗拉、抗壓、抗彎設(shè)計值275MPa和抗剪強度設(shè)計值160MPa,滿足要求。2.3底板應(yīng)力驗算基本組合作用下底板順橋向應(yīng)力云圖基本組合作用下底板橫橋向應(yīng)力云圖基本組合作用下底板最大主應(yīng)力云圖基本組合作用下底板最小主應(yīng)力云圖基本組合作用下底板有效應(yīng)力云圖基本組合作用下底板剪應(yīng)力云圖由底板應(yīng)力云圖可知:底板在基本組合作用下,最大壓應(yīng)力為橫橋向σmin與主應(yīng)力σmin,其值為-175.1MPa,位于墩梁固結(jié)處對應(yīng)底板區(qū)域;最大拉應(yīng)力為有效應(yīng)力Sig-eff和主應(yīng)力σmax,其值為153.1、75.8MPa,位于墩梁固結(jié)處對應(yīng)底板區(qū)域和分叉鋼箱梁支座連接處對應(yīng)底板區(qū)域;最大剪應(yīng)力為87.5MPa,位于墩梁固結(jié)處對應(yīng)底板區(qū)域和分叉鋼箱梁支座連接處對應(yīng)底板區(qū)域。應(yīng)力計算結(jié)果匯總表(MPa)構(gòu)件順橋向橫橋向主應(yīng)力有效應(yīng)力剪應(yīng)力σmaxσminσmaxσminσmaxσminSig-effΤmax底板48.5-123.631.6-141.975.8-175.1153.187.5由應(yīng)力云圖分析可知,構(gòu)件應(yīng)力變化較均勻,應(yīng)力均小于所選Q345qD鋼材抗拉、抗壓、抗彎設(shè)計值270/275MPa和抗剪強度設(shè)計值155/160MPa,滿足要求。2.4腹板應(yīng)力驗算1.腹板應(yīng)力驗算基本組合作用下腹板順橋向應(yīng)力云圖基本組合作用下腹板橫橋向應(yīng)力云圖基本組合作用下腹板最大主應(yīng)力云圖基本組合作用下腹板最小主應(yīng)力云圖基本組合作用下腹板有效應(yīng)力云圖基本組合作用下腹板剪應(yīng)力云圖由腹板應(yīng)力云圖可知:腹板在基本組合作用下,最大壓應(yīng)力為順橋向σmin與主應(yīng)力σmin,其值為-138.5MPa,位于墩梁固結(jié)處對應(yīng)腹板區(qū)域;最大拉應(yīng)力為有效應(yīng)力Sig-eff和主應(yīng)力σmax,其值為119.9、68.8MPa,位于墩梁固結(jié)處對應(yīng)腹板區(qū)域;最大剪應(yīng)力為69.2MPa,位于墩梁固結(jié)處對應(yīng)腹板區(qū)域。應(yīng)力計算結(jié)果匯總表(MPa)構(gòu)件順橋向橫橋向主應(yīng)力有效應(yīng)力剪應(yīng)力σmaxσminσmaxσminσmaxσminSig-effΤmax腹板56.2-115.141.2-54.768.8-138.5119.969.2由應(yīng)力云圖分析可知,構(gòu)件應(yīng)力變化較均勻,應(yīng)力均小于所選Q345qD鋼材抗拉、抗壓、抗彎設(shè)計值275MPa和抗剪強度設(shè)計值160MPa,滿足要求。2.腹板組合應(yīng)力驗算按照《鋼規(guī)》公式5.3.1-61.1*[(175.1/275)^2+(69.2/160)^2]^0.5=1.1*0.7696=0.847≤1滿足規(guī)范要求。2.5腹板厚度及縱向加勁肋驗算1.腹板厚度驗算按照《鋼規(guī)》公式5.3.3-1tmin≤tw驗算tmin=η*hw/310=(69.2/270)^1/2*hw/240=0.85*1564.000/240=5.53mmtw=16.000≥tmin=5.53mm,腹板最小厚度驗算OK,規(guī)范【5.3.3】2.腹板縱向加勁肋驗算腹板縱向加勁肋慣性矩:ξl=(as/hw)^2*[2.5-0.45(as/hw)]=(2100.000/1564.000)^2*[2.5-0.45*(2100.000/1564.000)]=3.418Iln=ξl*hw*tw^3=3.418*1564.000*16.000^3=21895241.397Il=31104000.000≥Iln=21895241.397,縱肋慣性矩驗算OK,規(guī)范【5.3.3】2.6正交異性橋面板受壓加勁板驗算1、頂板厚14mm,加勁肋采用厚14mm,高160mm板肋,驗算結(jié)果:1)根據(jù)規(guī)范第5.1.6-1條、第5.1.6-2條驗算縱向加勁肋的相對剛度:單塊板剛度D=E*t^3/(12.0*(1-v^2))=206000.0*14.0^3/(12.0*(1-0.31^2))=52113434.377N*mm單根縱向加勁肋對加勁板Y-Y軸的抗彎慣矩Il=19114666.667mm^4縱向加勁肋的相對剛度γl=E*Il/(b*D)=206000.0*19114666.667/(2300.0*52113434.377)=32.852n=nl+1=6+1=7加勁板的長寬比α=a/b=2000.0/2300.0=0.870α0=(1+n*γl)^0.25=(1+7*32.852)^0.25=3.898單根縱向加勁肋的截面面積As,l=2240.0mm^2單根縱向加勁肋的截面面積與母板的面積之比δl=As,l/(b*t)=2240.0/(2300.0*14.0)=0.070因:α=0.870≤α0=3.898故:γl'=[4*n^2*(1+n*δl)*α^2-(α^2+1)^2]/n=[4*7^2*(1+7*0.070)*0.870^2-(0.870^2+1)^2]/7=31.041γl=32.852≥γl*=31.041;滿足規(guī)范公式5.1.6-1條要求。As,l=2240.0mm^2≥b*t/(10*n)=2300.0*14.0/(10*7)=460.0mm^2;滿足規(guī)范公式5.1.6-2條要求??v向加勁肋的相對剛度滿足規(guī)范要求,OK!2)根據(jù)規(guī)范第8.2.1條驗算正交異性板最小板厚:t=14.0mm≥10.0mm縱向加勁肋:ts=14.0mm≥8.0mm正交異形板最小板厚滿足規(guī)范要求,OK!2、頂板厚16mm,加勁肋采用厚16mm,高180mm板肋,驗算結(jié)果:1)根據(jù)規(guī)范第5.1.6-1條、第5.1.6-2條驗算縱向加勁肋的相對剛度:單塊板剛度D=E*t^3/(12.0*(1-v^2))=206000.0*16.0^3/(12.0*(1-0.31^2))=77790316.038N*mm單根縱向加勁肋對加勁板Y-Y軸的抗彎慣矩Il=31104000.000mm^4縱向加勁肋的相對剛度γl=E*Il/(b*D)=206000.0*31104000.000/(2300.0*77790316.038)=35.812n=nl+1=6+1=7加勁板的長寬比α=a/b=2000.0/2300.0=0.870α0=(1+n*γl)^0.25=(1+7*35.812)^0.25=3.983單根縱向加勁肋的截面面積As,l=2880.0mm^2單根縱向加勁肋的截面面積與母板的面積之比δl=As,l/(b*t)=2880.0/(2300.0*16.0)=0.078因:α=0.870≤α0=3.983故:γl'=[4*n^2*(1+n*δl)*α^2-(α^2+1)^2]/n=[4*7^2*(1+7*0.078)*0.870^2-(0.870^2+1)^2]/7=32.330γl=35.812≥γl*=32.330;滿足規(guī)范公式5.1.6-1條要求。As,l=2880.0mm^2≥b*t/(10*n)=2300.0*16.0/(10*7)=525.7mm^2;滿足規(guī)范公式5.1.6-2條要求??v向加勁肋的相對剛度滿足規(guī)范要求,OK!2)根據(jù)規(guī)范第8.2.1條驗算正交異性板最小板厚:t=16.0mm≥10.0mm縱向加勁肋:ts=16.0mm≥8.0mm正交異形板最小板厚滿足規(guī)范要求,OK!3、頂板厚20mm,加勁肋采用厚20mm,高220mm板肋,驗算結(jié)果:1)根據(jù)規(guī)范第5.1.6-1條、第5.1.6-2條驗算縱向加勁肋的相對剛度:單塊板剛度D=E*t^3/(12.0*(1-v^2))=206000.0*20.0^3/(12.0*(1-0.31^2))=151934211.012N*mm單根縱向加勁肋對加勁板Y-Y軸的抗彎慣矩Il=70986666.667mm^4縱向加勁肋的相對剛度γl=E*Il/(b*D)=206000.0*70986666.667/(2300.0*151934211.012)=41.847n=nl+1=6+1=7加勁板的長寬比α=a/b=2000.0/2300.0=0.870α0=(1+n*γl)^0.25=(1+7*41.847)^0.25=4.141單根縱向加勁肋的截面面積As,l=4400.0mm^2單根縱向加勁肋的截面面積與母板的面積之比δl=As,l/(b*t)=4400.0/(2300.0*20.0)=0.096因:α=0.870≤α0=4.141故:γl'=[4*n^2*(1+n*δl)*α^2-(α^2+1)^2]/n=[4*7^2*(1+7*0.096)*0.870^2-(0.870^2+1)^2]/7=34.907γl=41.847≥γl*=34.907;滿足規(guī)范公式5.1.6-1條要求。As,l=4400.0mm^2≥b*t/(10*n)=2300.0*20.0/(10*7)=657.1mm^2;滿足規(guī)范公式5.1.6-2條要求。縱向加勁肋的相對剛度滿足規(guī)范要求,OK!2)根據(jù)規(guī)范第8.2.1條驗算正交異性板最小板厚:t=20.0mm≥10.0mm縱向加勁肋:ts=20.0mm≥8.0mm正交異形板最小板厚滿足規(guī)范要求,OK!2.8支座及支承加勁肋驗算1.支反力驗算主跨下橋墩采用墩梁固結(jié),主梁與人行梯道銜接處設(shè)置支座,并在端部分叉鋼箱梁箱室內(nèi)澆筑鐵砂C35微膨脹混凝土,容重45KN/m3,支反力見下表:支反力表格位置承載能力極限狀態(tài)基本組合支反力(KN)正常使用極限狀態(tài)頻遇組合支反力(KN)有無拉力minMaxminMax分叉1支座97.8890.8138.1768.8NO分叉2支座85.2835.9188.0715.0NO分叉3支座131.9814.3167.3703.6NO分叉4支座93.4721.3146.0623.2NO由表可知,通過端部分叉鋼箱梁箱室內(nèi)澆筑鐵砂C35微膨脹混凝土,主梁與人行梯道銜接處支座未出現(xiàn)拉力。2.支承加勁肋驗算(以分叉1處支座為例)根據(jù)規(guī)范對支撐加勁進行驗算;支撐加勁肋腹板有效計算寬度示意圖如下所示:支座支承加勁肋數(shù)據(jù)驗算參數(shù)支座反力(KN)768.9橫隔板厚度tw(mm)20上支座寬度B(mm)450下翼板厚度tf(mm)20支座墊板厚度tb(mm)30支承加勁肋厚度(mm)20支承加勁肋對數(shù)1驗算結(jié)果端面承壓應(yīng)力計算值(Mpa)41.05限值(Mpa)355.00是否通過滿足壓應(yīng)力計算值(Mpa)88.10限值(Mpa)275.00是否通過滿足根據(jù)規(guī)范第5.3.4-1條、第5.3.4-2條驗算支承加勁肋局部應(yīng)力:Beb=B+2*(tf+tb)=450.0+2*(20.0+30.0)=550.0mmbs=500.0mm≥24tw=24*20.0=480.0mmBev=24*ns*tw=24*1*20.0=480.0mmγ0*Rv/(As+Beb*tw)=1.1*768900.0/(9600.0+550.0*20.0)=41.0578MPaγ0*2*Rv/(As+Bev*tw)=1.1*768900.0/(9600.0+480.0*20.0)=88.1031MPaγ0*Rv/(As+Beb*tw)=41.0578≤fcd=355.0MPaγ0*2*Rv/(As+Bev*tw)=88.1031≤fd=275.0MPa支承加勁肋局部應(yīng)力滿足規(guī)范公式5.3.4-1要求,OK!2.9橫隔板剛度驗算1.根據(jù)橫隔板的開口率ρ=2A'A=2bhBH不同可以分為以下形式,ρ≤0.4時,橫隔板為實腹式;ρ≥0.8時,為桁架式;當(dāng)0.4〈ρ〈0.8時,為框架式。橫隔板寬度2.3m,高(2)為防止鋼箱梁出現(xiàn)過大的畸變和面外變形,需要設(shè)置中間橫隔板。橫隔板間距、剛度及應(yīng)力驗算方法如下:1)橫隔板間距對跨徑不大于100米的普通鋼箱梁,橫隔板間距LD滿足以下要求時,在偏心活載作用下,箱梁的翹曲應(yīng)力與容許應(yīng)力的比值在0.02~0.06之間。L式中:L橋梁等效跨徑(m)2)橫隔板剛度為抵抗鋼箱梁的畸變,橫隔板必須具有足夠的剛度,橫隔板間距大于LD時,橫隔板的最小剛度K應(yīng)滿足下式要求:橫隔板截面符號如下圖所示:①實腹式橫隔板剛度K=4GACtD式中:G鋼材的剪切模量tD—橫隔板的板厚AC箱梁的板壁形心圍成的面積②桁架式橫隔板剛度③框架式橫隔板剛度將橫隔板簡化為框架計算。其中,橫隔板的加強翼緣或加強加勁肋簡化框架截面的下翼板;橫隔簡化為框架截面的腹板;分別取頂板、底板和腹板厚度的24倍寬度作為框架截面的上翼板有效寬度。日本公路鋼橋設(shè)計指南推薦,矩形框架式橫隔板的剛度K可由下式近似求得:式中:E彈性模量;b框架的寬度;h框架的高度;Iu、Il、Ih分別為頂板、底板和腹板處橫隔板簡化為框架截面的慣性矩;β為開口率修正系數(shù)。4)橫隔板剛度驗算箱梁橫隔板最大間距約2.1m,支承處橫隔板間距為1米,均小于公式中規(guī)定的橫隔板間距LD≤6m(L≤50m),為此按照橫隔板間距LD=6m對橫隔板剛度進行驗算。根據(jù)規(guī)范計算橫隔板剛度計算值和限值,橫隔板處斷面如下圖所示。橫隔板剛度驗算取端部、近端支點、邊跨跨中、近中支點、中跨跨中等典型斷面處橫隔板進行驗算:端封橫隔板剛度驗算驗算參數(shù)頂板寬度Bu(m)2.3頂板外伸翼緣寬度b1(m)0(最不利)頂板厚度tu(m)0.016底板寬度Bl(m)2.3底板外伸翼緣寬度b2(m)0底板厚度tl(m)0.02腹板厚度tw(m)0.016腹板高度(m)1.6橫隔板間距LD(m)1.2橫隔板板厚tD(m)0.016開口寬度b(m)0開口高度h(m)0橫隔板類型實腹式橫隔板驗算結(jié)果橫隔板剛度計算值(MN·m)18187.4限值(MN·m)681.2是否通過是由上述計算可知,橫隔板剛度滿足規(guī)范第8.5.2條要求。支點橫隔板剛度驗算驗算參數(shù)頂板寬度Bu(m)2.3頂板外伸翼緣寬度b1(m)0(最不利)頂板厚度tu(m)0.016底板寬度Bl(m)2.3底板外伸翼緣寬度b2(m)0底板厚度tl(m)0.02腹板厚度tw(m)0.016腹板高度(m)1.6橫隔板間距LD(m)1橫隔板板厚tD(m)0.02開口寬度b(m)0.8開口高度h(m)0.6橫隔板類型實腹式橫隔板驗算結(jié)果橫隔板剛度計算值(MN·m)22734.3限值(MN·m)879.7是否通過是由上述計算可知,橫隔板剛度滿足規(guī)范第8.5.2條要求。近支點橫隔板剛度驗算驗算參數(shù)頂板寬度Bu(m)2.3頂板外伸翼緣寬度b1(m)0(最不利)頂板厚度tu(m)0.016底板寬度Bl(m)2.3底板外伸翼緣寬度b2(m)0底板厚度tl(m)0.02腹板厚度tw(m)0.016腹板高度(m)1.6橫隔板間距LD(m)2.1橫隔板板厚tD(m)0.016開口寬度b(m)0.8開口高度h(m)0.6橫隔板類型實腹式橫隔板驗算結(jié)果橫隔板剛度計算值(MN·m)18187.4限值(MN·m)879.7是否通過是由上述計算可知,橫隔板剛度滿足規(guī)范第8.5.2條要求??缰袡M隔板剛度驗算驗算參數(shù)頂板寬度Bu(m)2.3頂板外伸翼緣寬度b1(m)0(最不利)頂板厚度tu(m)0.012底板寬度Bl(m)2.3底板外伸翼緣寬度b2(m)0底板厚度tl(m)0.016腹板厚度tw(m)0.016腹板高度(m)1.6橫隔板間距LD(m)2.1橫隔板板厚tD(m)0.012開口寬度b(m)0.8開口高度h(m)0.6橫隔板類型實腹式橫隔板驗算結(jié)果橫隔板剛度計算值(MN·m)13710.35限值(MN·m)751.98是否通過是由上述計算可知,橫隔板剛度滿足規(guī)范第8.5.2條要求。2.10豎向撓度驗算按《鋼規(guī)》第4.2.3條規(guī)定,計算豎向撓度時,應(yīng)按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法并應(yīng)采用頻遇值,頻遇值系數(shù)為1.0。計算撓度值不應(yīng)超過表4.2.3規(guī)定的限值。豎向撓度限值撓度驗算表格梁-孔跨徑(m)f(mm)fn(mm)撓度驗算結(jié)果懸臂端2.656.5L/300=8.8OK主跨42.316.1L/500=84.6OK分叉111.00.27L/500=22.0OK分叉28.50.23L/500=17.0OK分叉312.70.41L/500=25.4OK分叉410.50.34L/500=21.0OK2.11預(yù)拱度驗算根據(jù)《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》第2.5.3條,天橋主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度,其值采用結(jié)構(gòu)重力和人群荷載所產(chǎn)生的豎向撓度,并應(yīng)做成圓滑曲線。當(dāng)結(jié)構(gòu)重力和人群荷載產(chǎn)生的向下?lián)隙炔怀^跨徑的1/1600時,可不設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度驗算表格梁類型跨徑(m)fa(mm)L/1600(mm)是否設(shè)置預(yù)拱度預(yù)拱值C(mm)主跨42.3138.526.44是38.5分叉111.01.76.87否分叉28.51.65.31否分叉312.71.27.93否分叉410.51.46.56否結(jié)論:由表可知,本橋僅上跨車行道主跨設(shè)置預(yù)拱度。2.12結(jié)構(gòu)基頻驗算1)主梁前3階豎向自振頻率見下表豎向模態(tài)表模態(tài)自振頻率fi振型形狀13.434026.346739.19642)主梁前3階橫向自振頻率見下表橫向模態(tài)表模態(tài)自振頻率fi振型形狀11.496221.623031.69403)自振頻率敏感范圍我國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:為避免共振,減少行人不安全感,天橋上部結(jié)構(gòu)豎向自振頻率不應(yīng)小于3Hz。如果人行天橋的豎向自振頻率小于3Hz,應(yīng)進行人致振動響應(yīng)驗算。參考《德國人行橋設(shè)計指南EN03,2007》以及我國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范CJJ69-95》,在人致振動結(jié)構(gòu)分析中,重點應(yīng)考慮的模態(tài)頻率范圍為:豎向約1.25Hz~2.3Hz、2.5Hz~3Hz,橫向約0.5Hz~1.2Hz。4)自振頻率分析主梁前3階豎向自振頻率〉3Hz,主梁前3階橫向自振頻率〉1.2Hz,不需第三部分下部結(jié)構(gòu)及梯道驗算3.1固結(jié)墩驗算3.1.1最大組合CBmax作用驗算1.基本組合(CBmax)作用圖基本組合(CBmax)作用軸力Fx作用圖基本組合(CBmax)作用剪力Fy作用圖基本組合(CBmax)作用剪力Fz作用圖基本組合(CBmax)作用彎矩My作用圖基本組合(CBmax)作用彎矩Mz作用圖基本組合(CBmax)作用扭矩Mx作用圖基本組合(CBmax)作用下,最不利P5橋墩受力荷載:Fx=-4187.5/-4413.2KN,F(xiàn)y=237.2KN,F(xiàn)z=555.6KN,My=2817.8KN.m,Mz=1133.4KN.m,Mx=20.3KN.m2.頻遇組合(CBmax)、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用軸力Fx作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用軸力My作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用軸力Mz作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合作用下,最不利P5橋墩受力荷載:Fx=-4233.7/-4459.3KN,My=2502.4KN.m,Mz=1001.3KN.m3.計算分析1)內(nèi)力:軸力(kN)彎矩Mx(kN.m)彎矩My(kN.m)剪力Vx(kN)剪力Vy(kN)扭矩T(kN.m)設(shè)計值4187.501133.402817.80555.60237.2020.30頻遇值4233.701001.302502.40——————準(zhǔn)永久值4233.701001.302502.40——————注:軸力正值表示受壓,負值表示受拉。2)計算參數(shù):計算長度Lox=6.000m,Loy混凝土強度等級:C35,fcd=16.10Nmm2,f縱筋級別:HRB400,fsd=330Nmm2,f箍筋級別:HRB400,fsd=330N結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):γ0=1.00;考慮p-δ效應(yīng);計算部位:頂部縱筋保護層:50mm;不含鋼筋環(huán)氧樹脂涂層;焊接鋼筋骨架:不是;最大裂縫限值:0.20mm;3)計算內(nèi)容正截面計算斜截面計算裂縫計算實際配筋(1)正截面計算計算參數(shù)x向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0x長細比l0/i=6000.0/325.0=偏心距增大系數(shù)ηx,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1=0.2+2.7e0xζ2=1.15-0.01l0ηxηxy向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0y長細比l0/i=6000.0/325.0=偏心距增大系數(shù)ηy,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1ζ2=1.15-0.01l0ηyηy偏壓計算鋼筋截面面積,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》5.3.8條:γγηeα求解得:α=0.3512;αt=0.5476;As軸壓穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000,長細比l0/D=4.6查《公路橋涵混凝土規(guī)范》表5.3.1計算受壓鋼筋截面面積As',根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》式(As'=(γ0Nd(2)斜截面計算截面驗算根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》公式(5.5.3-1)=604115.20/1144/1040+20299999.24/575173255=0.54N/mm2≤=3.02N/mm2抗剪扭截面滿足要求。計算方法判斷=20299999.24N.mm≤=0.175×1.52×575173255=152996084N.mm按純剪計算計算配筋抗剪承載力驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》第5.2.12條=604.12kN≤=0.50×10-3×1.0×1.52×1144×1040.0=904.22kN承載力滿足,僅需按構(gòu)造配置箍筋縱筋構(gòu)造由《公路混凝土橋涵規(guī)范》9.1.12條,查得受壓構(gòu)件最小配筋率為:全部縱筋ρmin=0.50%,Asmin=ρmin與構(gòu)造配筋取大值(鋼筋面積=max{計算,構(gòu)造}):全截面縱筋=max{8957,6637}=8957mm2選筋結(jié)果全部縱筋:17E28;(10468mm2,0.789%)≥As=8957mm2,滿足。箍筋:E12@150(雙肢箍),(1507.96mm2/m,0.13%)≥Asv/sv=(3)裂縫計算計算長度l=(6.000×1001.302+6.000×2502.402)/(1001.302+2502.402)=6.000m裂縫寬度計算截面有效高度:h0=h-a=1300-受拉鋼筋應(yīng)力計算,《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.4-9:軸向力對截面重心軸的偏心距:e0軸向壓力的正常使用極限狀態(tài)偏心距增大系數(shù):=6000/1300=4.6≤14,取=1.0鋼筋應(yīng)力:=0.6×(1.0000×636.6/650.0-0.1)3/(0.45+0.26×615.0/650.0)/(1.0000×636.6/650.0+0.2)2×4.23×106/10468=170.4769N/mm2按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.5-2:=10468/1327323=0.0079=(0.4+2.5×0.0079)×(1+0.353×(1.0000×636.6/650)-2)=0.574=650-2×35.00=580mm=0.574×10468/3.14/(6502-5802)=0.0222受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑dede最大裂縫寬度計算,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.3:=1.00×1.5000×0.75×170.4769×(50+28.00)/(0.36+1.7×0.0222)/200000=0.188mm裂縫驗算最大裂縫寬度:ωmax≤ωlim(0.188mm≦0.20mm),滿足。(4)實際配筋墩柱縱筋為:26E28墩柱箍筋為:E12@150,頂部和底部區(qū)域加密為E12@100,滿足要求。3.1.2最小組合CBmin作用驗算1.基本組合(CBmin)作用圖基本組合(CBmin)作用軸力Fx作用圖基本組合(CBmin)作用剪力Fy作用圖基本組合(CBmin)作用剪力Fz作用圖基本組合(CBmin)作用彎矩My作用圖基本組合(CBmin)作用彎矩Mz作用圖基本組合(CBmin)作用扭矩Mx作用圖基本組合(CBmin)作用下,最不利P2橋墩受力荷載:Fx=-5901.7/-7677.3KN,F(xiàn)y=-239.2KN,F(xiàn)z=-556.4KN,My=-2840KN.m,Mz=-1239.1KN.m,Mx=-1.5KN.m2.頻遇組合(CBmax)、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用軸力Fx作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用軸力My作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用軸力Mz作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合作用下,最不利P2橋墩受力荷載:Fx=-4807.5/-5033.2KN,My=-2506.1KN.m,Mz=-1091.1KN.m3.計算分析1)內(nèi)力:軸力(kN)彎矩Mx(kN.m)彎矩My(kN.m)剪力Vx(kN)剪力Vy(kN)扭矩T(kN.m)設(shè)計值5901.70-1239.10-2840.00-556.40-239.200.00頻遇值4807.50-1091.10-2506.10——————準(zhǔn)永久值4807.50-1091.10-2506.10——————注:軸力正值表示受壓,負值表示受拉。2)計算參數(shù):計算長度Lox=6.000m,Loy混凝土強度等級:C35,fcd=16.10Nmm2,f縱筋級別:HRB400,fsd=330Nmm2,f箍筋級別:HRB400,fsd=330N結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):γ0=1.00;考慮p-縱筋保護層:50mm;不含鋼筋環(huán)氧樹脂涂層;焊接鋼筋骨架:不是;最大裂縫限值:0.20mm;3)計算內(nèi)容正截面計算斜截面計算裂縫計算實際配筋(1)正截面計算計算參數(shù)x向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0x長細比l0/i=6000.0/325.0=偏心距增大系數(shù)ηx,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1=0.2+2.7e0xζ2=1.15-0.01l0ηxηxy向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0y長細比l0/i=6000.0/325.0=偏心距增大系數(shù)ηy,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1ζ2=1.15-0.01l0ηyηy偏壓計算鋼筋截面面積,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》5.3.8條:γγηeα求解得:α=0.3880;αt=0.4740;As軸壓穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000,長細比l0/D=4.6查《公路橋涵混凝土規(guī)范》表5.3.1計算受壓鋼筋截面面積As',根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》式(As'=(γ0Nd(2)斜截面計算截面驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》公式(5.2.11)=605.64kN≤=0.51×10-3×35.000.5×1144×1040=3589.74kN截面尺寸滿足要求。抗剪承載力驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》第5.2.12條=605.64kN≤=0.50×10-3×1.0×1.52×1144×1040.0=904.22kN承載力滿足,僅需按構(gòu)造配置箍筋縱筋構(gòu)造由《公路混凝土橋涵規(guī)范》9.1.12條,查得受壓構(gòu)件最小配筋率為:全部縱筋ρmin=0.50%,Asmin=ρmin與構(gòu)造配筋取大值(鋼筋面積=max{計算,構(gòu)造}):全截面縱筋=max{6682,6637}=6682mm2選筋結(jié)果全部縱筋:16E28;(9852mm2,0.742%)≥As=6682mm2,滿足。箍筋:E12@150(雙肢箍),(1507.96mm2/m,0.13%)≥Asv/sv=(3)裂縫計算計算長度l=(6.000×-1091.102+6.000×-2506.102)/(-1091.102+-2506.102)=6.000m裂縫寬度計算截面有效高度:h0=h-a=1300-受拉鋼筋應(yīng)力計算,《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.4-9:軸向力對截面重心軸的偏心距:e0軸向壓力的正常使用極限狀態(tài)偏心距增大系數(shù):=6000/1300=4.6≤14,取=1.0鋼筋應(yīng)力:=0.6×(1.0000×568.6/650.0-0.1)3/(0.45+0.26×615.0/650.0)/(1.0000×568.6/650.0+0.2)2×4.81×106/9852=169.3398N/mm2按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.5-2:=9852/1327323=0.0074=(0.4+2.5×0.0074)×(1+0.353×(1.0000×568.6/650)-2)=0.612=650-2×35.00=580mm=0.612×9852/3.14/(6502-5802)=0.0223受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑dede最大裂縫寬度計算,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.3:=1.00×1.5000×0.75×169.3398×(50+28.00)/(0.36+1.7×0.0223)/200000=0.187mm裂縫驗算最大裂縫寬度:ωmax≤ωlim(0.187mm≦0.20mm),滿足。(4)實際配筋墩柱縱筋為:26E28墩柱箍筋為:E12@150,頂部和底部區(qū)域加密為E12@100,滿足要求。3.2支座墩驗算(以P6墩為例)3.2.1最大組合CBmax作用驗算1.基本組合(CBmax)作用圖基本組合(CBmax)作用軸力Fx作用圖基本組合(CBmax)作用剪力Fy作用圖基本組合(CBmax)作用剪力Fz作用圖基本組合(CBmax)作用彎矩My作用圖基本組合(CBmax)作用彎矩Mz作用圖基本組合(CBmax)作用扭矩Mx作用圖基本組合(CBmax)作用下,P6橋墩受力荷載:Fx=-156.7/-274.5KN,F(xiàn)y=10.7KN,F(xiàn)z=18.4KN,My=111.4KN.m,Mz=56.2KN.m,Mx=0KN.m2.頻遇組合(CBmax)、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用軸力Fx作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用軸力My作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmax)作用軸力Mz作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合作用下,P6橋墩受力荷載:Fx=-195.2/-313.1KN,My=87KN.m,Mz=41.4KN.m3.計算分析1)內(nèi)力:軸力(kN)彎矩Mx(kN.m)彎矩My(kN.m)剪力Vx(kN)剪力Vy(kN)扭矩T(kN.m)設(shè)計值274.5056.20111.4018.4010.700.00頻遇值313.1041.4087.00——————準(zhǔn)永久值313.1041.4087.00——————注:軸力正值表示受壓,負值表示受拉。2)計算參數(shù):計算長度Lox=6.000m,Loy混凝土強度等級:C35,fcd=16.10Nmm2,f縱筋級別:HRB400,fsd=330Nmm2,f箍筋級別:HPB300,fsd=250N結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):γ0=1.00;考慮p-縱筋保護層:50mm;不含鋼筋環(huán)氧樹脂涂層;焊接鋼筋骨架:不是;最大裂縫限值:0.20mm;3)計算內(nèi)容正截面計算斜截面計算裂縫計算實際配筋(1)正截面計算計算參數(shù)x向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0x長細比l0/i=6000.0/250.0=偏心距增大系數(shù)ηx,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1=0.2+2.7e0xζ2=1.15-0.01l0ηxηxy向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0y長細比l0/i=6000.0/250.0=偏心距增大系數(shù)ηy,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1ζ2=1.15-0.01l0ηyηy偏壓計算鋼筋截面面積,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》5.3.8條:γγηeα求解得:α=0.1530;αt=0.9440;As軸壓穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000,長細比l0/D=6.0查《公路橋涵混凝土規(guī)范》表5.3.1計算受壓鋼筋截面面積As',根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》式(As'=(γ0Nd(2)斜截面計算截面驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》公式(5.2.11)=21.28kN≤=0.51×10-3×35.000.5×880×800=2124.11kN截面尺寸滿足要求。抗剪承載力驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》第5.2.12條=21.28kN≤=0.50×10-3×1.0×1.52×880×800.0=535.04kN承載力滿足,僅需按構(gòu)造配置箍筋縱筋構(gòu)造由《公路混凝土橋涵規(guī)范》9.1.12條,查得受壓構(gòu)件最小配筋率為:全部縱筋ρmin=0.50%,Asmin=ρmin與構(gòu)造配筋取大值(鋼筋面積=max{計算,構(gòu)造}):全截面縱筋=max{38,3927}=3927mm2選筋結(jié)果全部縱筋:11E22;(4181mm2,0.532%)≥As=3927mm2,滿足。箍筋:d10@150(雙肢箍),(1047.20mm2/m,0.12%)≥Asv/sv=(3)裂縫計算計算長度l=(6.000×41.402+6.000×87.002)/(41.402+87.002)=6.000m裂縫寬度計算截面有效高度:h0=h-a=1000-受拉鋼筋應(yīng)力計算,《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.4-9:軸向力對截面重心軸的偏心距:e0軸向壓力的正常使用極限狀態(tài)偏心距增大系數(shù):=6000/1000=6.0≤14,取=1.0鋼筋應(yīng)力:=0.6×(1.0000×307.7/500.0-0.1)3/(0.45+0.26×465.0/500.0)/(1.0000×307.7/500.0+0.2)2×3.13×105/4181=13.3747N/mm2按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.5-2:=4181/785398=0.0053=(0.4+2.5×0.0053)×(1+0.353×(1.0000×307.7/500)-2)=0.798=500-2×35.00=430mm=0.798×4181/3.14/(5002-4302)=0.0163受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑dede最大裂縫寬度計算,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》式6.4.3:=1.00×1.5000×0.75×13.3747×(50+22.00)/(0.36+1.7×0.0163)/200000=0.014mm裂縫驗算最大裂縫寬度:ωmax≤ωlim(0.014mm≦0.20mm),滿足。(4)實際配筋墩柱縱筋為:24E22墩柱箍筋為:d10@150,頂部和底部區(qū)域加密為d10@100,滿足要求。3.2.2最小組合CBmin作用驗算1.基本組合(CBmin)作用圖基本組合(CBmin)作用軸力Fx作用圖基本組合(CBmin)作用剪力Fy作用圖基本組合(CBmin)作用剪力Fz作用圖基本組合(CBmin)作用彎矩My作用圖基本組合(CBmin)作用彎矩Mz作用圖基本組合(CBmin)作用扭矩Mx作用圖基本組合(CBmin)作用下,P6橋墩受力荷載:Fx=-951.6/-1093.0KN,F(xiàn)y=-7.9KN,F(xiàn)z=-14.8KN,My=-137.6KN.m,Mz=-79.5KN.m,Mx=0KN.m2.頻遇組合(CBmin)、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用軸力Fx作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用軸力My作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合(CBmin)作用軸力Mz作用圖頻遇組合、準(zhǔn)永久組合作用下,P6橋墩受力荷載:Fx=-822.6/-940.4KN,My=-106.5KN.m,Mz=-68.2KN.m3.計算分析1)內(nèi)力:軸力(kN)彎矩Mx(kN.m)彎矩My(kN.m)剪力Vx(kN)剪力Vy(kN)扭矩T(kN.m)設(shè)計值1093.00-79.50-137.60-14.80-7.900.00頻遇值940.40-68.20-106.50——————準(zhǔn)永久值940.40-68.20-106.50——————注:軸力正值表示受壓,負值表示受拉。2)計算參數(shù):計算長度Lox=6.000m,Loy混凝土強度等級:C35,fcd=16.10Nmm2,f縱筋級別:HRB400,fsd=330Nmm2,f箍筋級別:HPB300,fsd=250N結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):γ0=1.00;考慮p-縱筋保護層:50mm;不含鋼筋環(huán)氧樹脂涂層;焊接鋼筋骨架:不是;最大裂縫限值:0.20mm;3)計算內(nèi)容正截面計算斜截面計算裂縫計算實際配筋(1)正截面計算計算參數(shù)x向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0x長細比l0/i=6000.0/250.0=偏心距增大系數(shù)ηx,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1ζ2=1.15-0.01l0ηxηxy向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0y長細比l0/i=6000.0/250.0=偏心距增大系數(shù)ηy,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1ζ2=1.15-0.01l0ηyηy偏壓計算鋼筋截面面積,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》5.3.8條:γγηeα求解得:α=0.0005;αt=1.2490;As軸壓穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000,長細比l0/D=6.0查《公路橋涵混凝土規(guī)范》表5.3.1計算受壓鋼筋截面面積As',根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》式(As'=(γ0Nd(2)斜截面計算截面驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》公式(5.2.11)=16.78kN≤=0.51×10-3×35.000.5×880×800=2124.11kN截面尺寸滿足要求。抗剪承載力驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》第5.2.12條=16.78kN≤=0.50×10-3×1.0×1.52×880×800.0=535.04kN承載力滿足,僅需按構(gòu)造配置箍筋縱筋構(gòu)造由《公路混凝土橋涵規(guī)范》9.1.12條,查得受壓構(gòu)件最小配筋率為:全部縱筋ρmin=0.50%,Asmin=ρmin與構(gòu)造配筋取大值(鋼筋面積=max{計算,構(gòu)造}):全截面縱筋=max{0,3927}=3927mm2選筋結(jié)果全部縱筋:11E22;(4181mm2,0.532%)≥As=3927mm2,滿足。箍筋:d10@150(雙肢箍),(1047.20mm2/m,0.12%)≥Asv/sv=(3)裂縫計算計算長度l=(6.000×-68.202+6.000×-106.502)/(-68.202+-106.502)=6.000m裂縫寬度計算受壓e0e0r=134/500.0=0.269<=0.55(4)實際配筋墩柱縱筋為:24E22墩柱箍筋為:d10@150,頂部和底部區(qū)域加密為d10@100,滿足要求。3.3梯道驗算(以東南梯道為例)1.計算模型三維模型圖1)節(jié)點數(shù)量:2349個;2)單元數(shù)量:3341個;3)邊界條件數(shù)量:彈性連接6個(支座);2.荷載工況及荷載組合1)自重恒載:鋼箱梁容重78.5KN/m3;鋼筋混凝土容重26KN/m3鋪裝:鋼筋混凝土鋪裝26KN/m3欄桿:單側(cè)欄桿重0.5kN/m2)整體升降溫系統(tǒng)升溫,24℃;系統(tǒng)降溫,-21℃;3)溫度梯度按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定加載;4)風(fēng)、雪荷載按《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定加載5)可變荷載人群荷載:按《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定加載6)徐變收縮收縮齡期:3.0天;理論厚度自動計算:由程序自動計算各構(gòu)件的理論厚度。公式為:h=a×Ac/u;u=L0+a×Li;--周長u的計算公式中L0為外輪廓周長,Li為內(nèi)輪廓周長,a為要考慮輪廓周長的比例系數(shù)。6)荷載工況荷載工況序號工況名稱描述1恒荷載DL2徐變二次CS3收縮二次SS4風(fēng)雪荷載FX5人群MCRL6系統(tǒng)升溫T7系統(tǒng)降溫T17)荷載組合按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定組合。4.梯道鋼板應(yīng)力驗算基本組合作用下梯道鋼板sigg-X應(yīng)力云圖基本組合作用下梯道鋼板sigg-Y應(yīng)力云圖基本組合作用下梯道鋼板最大主應(yīng)力云圖基本組合作用下梯道鋼板最小主應(yīng)力云圖基本組合作用下梯道鋼板有效應(yīng)力云圖基本組合作用下梯道鋼板剪應(yīng)力云圖由梯道鋼板應(yīng)力云圖可知:在基本組合作用下,最大壓應(yīng)力為主應(yīng)力σmin,其值為-58.1MPa,位于梯道落地鋼板彎折區(qū)域;最大拉應(yīng)力為主應(yīng)力σmax,其值為60.3MPa,位于梯道落地鋼板彎折區(qū)域;最大剪應(yīng)力為30.1MPa,位于梯道落地鋼板彎折區(qū)域。應(yīng)力計算結(jié)果匯總表(MPa)構(gòu)件Sig-XSig-Y主應(yīng)力有效應(yīng)力剪應(yīng)力σmaxσminσmaxσminσmaxσminSig-effΤmax頂板53.7-55.556.2-48.260.3-58.155.630.1由應(yīng)力云圖分析可知,構(gòu)件應(yīng)力變化較均勻,應(yīng)力均小于所選Q345qD鋼材抗拉、抗壓、抗彎設(shè)計值275MPa和抗剪強度設(shè)計值160MPa,滿足要求。5.梯道豎向撓度驗算按《鋼規(guī)》第4.2.3條規(guī)定,計算豎向撓度時,應(yīng)按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法并應(yīng)采用頻遇值,頻遇值系數(shù)為1.0。計算撓度值不應(yīng)超過表4.2.3規(guī)定的限值。豎向撓度限值人群荷載作用下梯道最大位移圖撓度驗算表格梁-孔跨徑(m)f(mm)fn(mm)撓度驗算結(jié)果順接鋼梁跨6.140.78L/500=12.28OK中間跨6.90.76L/500=13.8OK順接落地跨5.720.58L/500=11.44OK6.支反力驗算梯道與鋼主梁順接位置設(shè)置雙向滑動支座,并在梯道與鋼主梁間設(shè)置支座限位裝置;梯道墩柱設(shè)置固定支座;梯道與落地基礎(chǔ)順接設(shè)置支座限位裝置;支反力見下表:支反力表格位置承載能力極限狀態(tài)基本組合支反力(KN)正常使用極限狀態(tài)頻遇組合支反力(KN)有無拉力minMaxminMax梯道與鋼主梁-50.381.1-47.676.1有-30.7126.7-27.6115.8有梯道墩柱99.8258.8100.7216.6無100.1247.5100.8202.1無梯道與落地基礎(chǔ)-17.659.6-16.255.0有-11.181.0-9.373.6有由表可知,梯道與鋼主梁、梯道與落地基礎(chǔ)位置支座存在拉力,通過在支座位置設(shè)置支座限位裝置抵抗支座拉力。7.結(jié)構(gòu)基頻驗算①梯道前3階豎向自振頻率見下表豎向模態(tài)表模態(tài)自振頻率fi振型形狀115.4889220.4971323.0005②梯道前3階橫向自振頻率見下表橫向模態(tài)表模態(tài)自振頻率fi振型形狀12.056623.820234.0727③自振頻率敏感范圍我國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:為避免共振,減少行人不安全感,天橋上部結(jié)構(gòu)豎向自振頻率不應(yīng)小于3Hz。如果人行天橋的豎向自振頻率小于3Hz,應(yīng)進行人致振動響應(yīng)驗算。參考《德國人行橋設(shè)計指南EN03,2007》以及我國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范CJJ69-95》,在人致振動結(jié)構(gòu)分析中,重點應(yīng)考慮的模態(tài)頻率范圍為:豎向約1.25Hz~2.3Hz、2.5Hz~3Hz,橫向約0.5Hz~1.2Hz。④自振頻率分析主梁前3階豎向自振頻率〉3Hz,主梁前3階橫向自振頻率〉1.2Hz,不需8.梯道墩柱驗算1)最大(CBmax)荷載組合作用下梯道墩柱驗算(1)內(nèi)力:軸力(kN)彎矩Mx(kN.m)彎矩My(kN.m)剪力Vx(kN)剪力Vy(kN)扭矩T(kN.m)設(shè)計值162.7044.1031.505.607.800.00頻遇值163.6032.1023.00——————準(zhǔn)永久值163.6032.1023.00——————注:軸力正值表示受壓,負值表示受拉。(2)計算參數(shù):計算長度Lox=4.000m,Loy混凝土強度等級:C35,fcd=16.10Nmm2,f縱筋級別:HRB400,fsd=330Nmm2,f箍筋級別:HPB300,fsd=250N結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):γ0=1.00;考慮p-縱筋保護層:50mm;不含鋼筋環(huán)氧樹脂涂層;焊接鋼筋骨架:不是;最大裂縫限值:0.20mm;(3)計算內(nèi)容正截面計算斜截面計算裂縫計算實際配筋①正截面計算計算參數(shù)x向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0x長細比l0/i=4000.0/200.0=偏心距增大系數(shù)ηx,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1ζ2=1.15-0.01l0ηxηxy向受拉區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as受壓區(qū)鋼筋合力點至截面近邊的距離:as截面有效高度:h0偏心距e0y長細比l0/i=4000.0/200.0=偏心距增大系數(shù)ηy,根據(jù)《公路混凝土橋涵規(guī)范》5.3.9ζ1=0.2+2.7e0yζ2=1.15-0.01l0ηyηy偏壓計算鋼筋截面面積,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》5.3.8條:γγηeα求解得:α=0.0005;αt=1.2490;As軸壓穩(wěn)定系數(shù)φ=1.000,長細比l0/D=5.0查《公路橋涵混凝土規(guī)范》表5.3.1計算受壓鋼筋截面面積As',根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》式(As'=(γ0Nd②斜截面計算截面驗算,根據(jù)《公路橋涵混凝土規(guī)范》公式(5.2.11)=9.60kN≤=0.51×10-3×35.000.5×704×640=1359.43kN截面尺寸滿足要求??辜舫?/p>

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