光明區(qū)配套基礎(chǔ)設(shè)施工程中場地平整的道路還建工程計(jì)算書

計(jì)算書第1章工程概況本項(xiàng)目屬于光明區(qū)配套基礎(chǔ)設(shè)施工程中場地平整的道路還建工程，平場總面積約810畝。原道路為縣道X852（路名石沱聯(lián)網(wǎng)路），原道路為單車道路幅寬度為5m，還建后雙車道道路寬8m。道路約1.2km，四級公路，設(shè)計(jì)時速20km/h，雙向兩車道，擬建道路路基寬度8米。道路在K7+830處與天然氣干管相交，該交叉處需設(shè)置橋梁跨越管道。該處路線位于110米半徑圓曲線上，橋梁采用彎橋直做方式。橋梁起點(diǎn)道路樁號K7+806.55，終點(diǎn)道路樁號K7+852.69。橋?qū)?.91m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，梁高2.3m。橋臺采用重力式橋臺。第2章結(jié)構(gòu)計(jì)算依據(jù)2.1主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn).（1）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)（2）《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD61-2005）（3）《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》（JTG3362-2018）（4）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3363-2019）（5）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）（6）《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGB02-2013）2.2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路等級：四級公路設(shè)計(jì)車速：20公里/小時荷載等級：汽車荷載公路-I級橋面寬度：0~1.46m（彎橋直作富余寬度）+0.5m(護(hù)欄)+7.45m(車行道)+0.5m（護(hù)欄）+1.46~0m（彎橋直作富余寬度）=9.91m橋面橫坡：單向2%橋面縱坡：最大縱坡4.0%整體溫度：整體升溫25℃、降溫25℃梯度溫度：橋面鋪裝為10cm的瀝青混凝土面層，豎向日照正溫差按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTJD60-2004)表4.3.10-3插值計(jì)算?？拐鹪O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：擬建工程區(qū)域地震基本烈度為6度，抗震措施為7度，抗震設(shè)計(jì)方法為B類設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年設(shè)計(jì)安全等級：一級設(shè)計(jì)環(huán)境類別：Ⅰ類2.3主要材料及計(jì)算參數(shù)(1).混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土主梁均采用C50混凝土，橋墩及系梁采用C40混凝土，橋臺臺身、蓋梁及橋臺樁基礎(chǔ)均采用C30混凝土?；炷翉?qiáng)度、彈性模量等參數(shù)及混凝土中最大水灰比、最小水泥用量、最大氯離子含量、最大含堿量等參數(shù)均應(yīng)滿足《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）的規(guī)定。(2)普通鋼筋HPB300鋼筋：抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fsd＝250MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fsk＝300Mpa，彈性模量Es＝2.1×105Mpa。HRB400鋼筋：抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fsd＝330MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fsk＝400Mpa，彈性模量Es＝2.0×105Mpa。(3)預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼絞線、波紋管采用符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。a.抗拉強(qiáng)度：1860MPab.彈性模量：1.95×105Mpac.鋼絞線的公稱直徑：Φs15.2mmd.鋼絞線公稱面積：139mm2e.預(yù)應(yīng)力波紋管摩阻系數(shù)：0.17f.預(yù)應(yīng)力波紋管管道局部偏差系數(shù)：0.0015預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨具a.錨具內(nèi)縮量：6mm。b.錨口摩阻損失：2.5％。2.4計(jì)算荷載取值根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)取值。2.4.1永久作用結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土26kN/m3；瀝青混凝土24kN/m3；鋼材78.5kN/m3；填土20kN/m3；一期自重：實(shí)際結(jié)構(gòu)建立計(jì)算模型，由程序自動計(jì)算；二期自重： 位置項(xiàng)目體積(m3)合計(jì)(m3)重度（KN/m3）延米重量(kN)防撞欄桿防撞欄桿————23橋面鋪裝10cm瀝青混凝土——0.92321.410cm防水混凝土——1.02626混凝土收縮及徐變：按照《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）取值；2.4.2可變作用（1）汽車荷載效應(yīng)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)取值。車道荷載采用公路—I級，汽車荷載作用下的有限元分析按車道荷載方式加載，采用影響線加載方式。汽車沖擊系數(shù)按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)4.3.2條取值。（2）制動力荷載采用160kN或者10%車道荷載，并取兩者中的較大值，但不包括沖擊力；以2條車道為準(zhǔn)，制動力取值165×2=230kN，按縱向均布荷載加載到上部單元上。（4）梯度溫度作用梯度溫度：橋面鋪裝為10cm的瀝青混凝土面層，豎向日照正溫差按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTJD60-2015)表4.3.10-3插值計(jì)算。（5）整體升、降溫計(jì)算考慮結(jié)構(gòu)整體升溫25℃、降溫25℃計(jì)算。（6）地震作用地震烈度6度，B類設(shè)防。2.5計(jì)算軟件及橫分系數(shù)上部結(jié)構(gòu)采用橋梁博士V4.0有限元分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。橫分系數(shù)根據(jù)杠桿法、剛性橫梁法分別計(jì)算，取其大值?；钶d橫向分布調(diào)整系數(shù)梁編號汽車荷載人群荷載滿人荷載5（邊）0.5631.022.683（中）0.71201.9652.6結(jié)構(gòu)計(jì)算模型T梁根據(jù)結(jié)構(gòu)幾何尺寸及其施工順序，將全橋劃分為20個單元、21個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。第3章上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力及驗(yàn)算結(jié)果3.1T梁邊板計(jì)算3.1.1梁體計(jì)算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強(qiáng)度圖(kN?m)持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強(qiáng)度圖(kN)持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算長期效應(yīng)組合混凝土正應(yīng)力包絡(luò)圖(MPa)短期效應(yīng)組合混凝土正應(yīng)力包絡(luò)圖(MPa)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合混凝土正應(yīng)力包絡(luò)圖(MPa)3.1.2預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力鋼筋持久狀況標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合應(yīng)力驗(yàn)算表預(yù)應(yīng)力鋼筋號張拉控制應(yīng)力(MPa)組合最大應(yīng)力(MPa)組合應(yīng)力容許值(MPa)是否滿足11395-1185.324-1209是21395-1142.155-1209是31395-1145.161-1209是41395-1176.477-1209是短暫狀況應(yīng)力驗(yàn)算施工階段正應(yīng)力第<1>施工階段累計(jì)正應(yīng)力圖(MPa)3.1.3鋼束引伸量計(jì)算計(jì)算鋼束示意圖鋼束引伸量計(jì)算表鋼束號左端引伸量(m)右端引伸量(m)10.1080.10820.1090.10930.1030.10340.1050.1053.1.4支座反力匯總支座反力匯總表荷載類型豎向力(kN)水平力(kN)結(jié)構(gòu)自重754.35-0.2預(yù)應(yīng)力4.04e-70.0整體升溫0.00.0整體降溫0.00.0收縮6.93e-80.0徐變1.39e-70.0汽車MAXM0.00.0汽車MINM0.00.0汽車MAXQ307.940.0汽車MINQ-2.470.0汽車MAXN0.00.0汽車MINN0.00.0人群MAXM0.00.0人群MINM0.00.0人群MAXQ0.00.0人群MINQ0.00.0人群MAXN0.00.0人群MINN0.00.0溫度作用1-3.93e-70.0溫度作用21.97e-70.03.2T梁中板計(jì)算3.2.1梁體計(jì)算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強(qiáng)度圖(kN?m)持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強(qiáng)度圖(kN)持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算長期效應(yīng)組合混凝土正應(yīng)力包絡(luò)圖(MPa)短期效應(yīng)組合混凝土正應(yīng)力包絡(luò)圖(MPa)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合混凝土正應(yīng)力包絡(luò)圖(MPa)3.2.2預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力鋼筋持久狀況標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合應(yīng)力驗(yàn)算表預(yù)應(yīng)力鋼筋號張拉控制應(yīng)力(MPa)組合最大應(yīng)力(MPa)組合應(yīng)力容許值(MPa)是否滿足11395-1185.324-1209是21395-1142.155-1209是31395-1145.161-1209是41395-1176.477-1209是短暫狀況應(yīng)力驗(yàn)算施工階段正應(yīng)力第<1>施工階段累計(jì)正應(yīng)力圖(MPa)3.2.3鋼束引伸量計(jì)算計(jì)算鋼束示意圖鋼束引伸量計(jì)算表鋼束號左端引伸量(m)右端引伸量(m)10.1080.10820.1090.10930.1040.10440.1050.1053.2.4支座反力匯總支座反力匯總表荷載類型豎向力(kN)水平力(kN)結(jié)構(gòu)自重778.55-0.13預(yù)應(yīng)力-2.69e-70.0整體升溫0.00.0整體降溫0.00.0收縮-5.38e-80.0徐變-4.77e-70.0汽車MAXM0.00.0汽車MINM0.00.0汽車MAXQ283.680.0汽車MINQ-4.030.0汽車MAXN0.00.0汽車MINN0.00.0人群MAXM0.00.0人群MINM0.00.0人群MAXQ0.00.0人群MINQ0.00.0人群MAXN0.00.0人群MINN0.00.0溫度作用12.33e-70.0溫度作用2-1.17e-70.0第4章下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算0#、1#橋臺中，1#臺臺高更大更不利，選擇1#臺進(jìn)行驗(yàn)算4.1一號橋臺驗(yàn)算A3橋臺采用重力式U型橋臺+剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋臺構(gòu)造示意圖如下：（1）臺后水平土壓力計(jì)算根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60—2015第4.2.3條的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)土層特性無變化但有汽車荷載作用時，作用在橋臺后的主動土壓力在時按下式計(jì)算：式中，——計(jì)算土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；——土的重力密度(kN/m3)；B——橋臺計(jì)算寬度(m)；H——計(jì)算土層高度(m)；——土的內(nèi)摩擦角；——臺背與豎直面夾角；——填土表面與水平線夾角；——臺背與填土間摩擦角，可??；h——汽車荷載等代均布土層厚度取h=1m；l0——破壞棱體長度，l0=Htanθ計(jì)算參數(shù)取值如下：kN/m3；=18，=0；；；B=10.15m；H=7.628m?？梢郧蟮茫?；；h=1m。從而可以求得作用在橋臺后的主動土壓力：E=2464kN。同時可以求得作用點(diǎn)（相對于計(jì)算填土底部）C=HX(H+3h)/(3x(H+2h))=2.8m（2）支座摩阻力計(jì)算根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60—2015第4.3.11條的相關(guān)規(guī)定，支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：式中——作用于活動支座上由上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)；——支座的摩擦系數(shù)，取0.06；可以求得2橋臺10個支座傳遞的上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的支座摩阻力為：F=0.06×3842=230.52KN作用點(diǎn)距基礎(chǔ)底為6.61m。作用力匯總.G1為橋臺自重，P為上活結(jié)構(gòu)恒載、活載，F(xiàn)1為摩阻力，H為臺后土壓力?；字行奶幒狭豎向=21979KN，F(xiàn)水平=2298KN，M=32004KN.m合力偏心矩驗(yàn)算e0=M/N=1.46<0.75ρ=0.75B/6=1.27，不滿足，通過在基礎(chǔ)設(shè)置錨筋解決?；壮休d力驗(yàn)算σmax=N/A+M/W=351+171=522KPa<[σ]=800Kpa，滿足σmin=N/A-M/W=351-171=180KPa<[σ]=800Kpa，滿足.根據(jù)地勘資料，中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖的承載力基本容許值取800kPa，滿足要求。1號橋臺抗傾驗(yàn)算1號項(xiàng)目力值對墻趾的力臂對墻趾的彎矩抗傾力矩/傾覆力矩單位KNmKN.m5.3抗傾力矩上部自重豎向力38420.51921抗傾力矩基礎(chǔ)自重15683.585613抗傾力矩前墻自重62782.8517892抗傾力矩側(cè)墻及填料自重75355.1638880抗傾力矩臺后土壓力豎向分力13427.169608傾覆力矩臺后水平土壓力2067612402傾覆力矩摩阻力2316.681543規(guī)范要求