光明區(qū)配套基礎設施工程中場地平整的道路還建工程計算書

計算書第1章工程概況本項目屬于光明區(qū)配套基礎設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，設計時速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。橋梁起點道路樁號K7+806.55，終點道路樁號K7+852.69。橋寬9.91m，上部結構采用預應力混凝土簡支T梁，梁高2.3m。橋臺采用重力式橋臺。第2章結構計算依據2.1主要規(guī)范標準.（1）《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)（2）《公路圬工橋涵設計規(guī)范》（JTGD61-2005）（3）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG3362-2018）（4）《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363-2019）（5）《公路工程技術標準》（JTGB01-2014）（6）《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTGB02-2013）2.2主要技術標準道路等級：四級公路設計車速：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(護欄)+7.45m(車行道)+0.5m（護欄）+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《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTJD60-2004)表4.3.10-3插值計算。抗震設計標準：擬建工程區(qū)域地震基本烈度為6度，抗震措施為7度，抗震設計方法為B類設計基準期：100年設計安全等級：一級設計環(huán)境類別：Ⅰ類2.3主要材料及計算參數(1).混凝土預應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、蓋梁及橋臺樁基礎均采用C30混凝土?；炷翉姸?、彈性模量等參數及混凝土中最大水灰比、最小水泥用量、最大氯離子含量、最大含堿量等參數均應滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62—2004）的規(guī)定。(2)普通鋼筋HPB300鋼筋：抗拉設計強度fsd＝250MPa，標準強度fsk＝300Mpa，彈性模量Es＝2.1×105Mpa。HRB400鋼筋：抗拉設計強度fsd＝330MPa，標準強度fsk＝400Mpa，彈性模量Es＝2.0×105Mpa。(3)預應力預應力鋼絞線、波紋管采用符合《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）中規(guī)定的預應力鋼絞線。a.抗拉強度：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.預應力波紋管摩阻系數：0.17f.預應力波紋管管道局部偏差系數：0.0015預應力鋼絞線錨具a.錨具內縮量：6mm。b.錨口摩阻損失：2.5％。2.4計算荷載取值根據《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)取值。2.4.1永久作用結構自重：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：實際結構建立計算模型，由程序自動計算；二期自重： 位置項目體積(m3)合計(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應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62-2004）取值；2.4.2可變作用（1）汽車荷載效應《公路橋涵設計通用規(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。汽車沖擊系數按照《公路橋涵設計通用規(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，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《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTJD60-2015)表4.3.10-3插值計算。（5）整體升、降溫計算考慮結構整體升溫25℃、降溫25℃計算。（6）地震作用地震烈度6度，B類設防。2.5計算軟件及橫分系數上部結構采用橋梁博士V4.0有限元分析軟件進行結構分析。橫分系數根據杠桿法、剛性橫梁法分別計算，取其大值?；钶d橫向分布調整系數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結構計算模型T梁根據結構幾何尺寸及其施工順序，將全橋劃分為20個單元、21個節(jié)點進行計算。第3章上部結構內力及驗算結果3.1T梁邊板計算3.1.1梁體計算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強度驗算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強度圖(kN?m)持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強度驗算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強度圖(kN)持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算長期效應組合混凝土正應力包絡圖(MPa)短期效應組合混凝土正應力包絡圖(MPa)標準效應組合混凝土正應力包絡圖(MPa)3.1.2預應力鋼筋應力驗算預應力鋼筋持久狀況標準效應組合應力驗算表預應力鋼筋號張拉控制應力(MPa)組合最大應力(MPa)組合應力容許值(MPa)是否滿足11395-1185.324-1209是21395-1142.155-1209是31395-1145.161-1209是41395-1176.477-1209是短暫狀況應力驗算施工階段正應力第<1>施工階段累計正應力圖(MPa)3.1.3鋼束引伸量計算計算鋼束示意圖鋼束引伸量計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)結構自重754.35-0.2預應力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梁中板計算3.2.1梁體計算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強度驗算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗彎強度圖(kN?m)持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強度驗算持久狀況承載能力極限狀態(tài)抗剪強度圖(kN)持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算長期效應組合混凝土正應力包絡圖(MPa)短期效應組合混凝土正應力包絡圖(MPa)標準效應組合混凝土正應力包絡圖(MPa)3.2.2預應力鋼筋應力驗算預應力鋼筋持久狀況標準效應組合應力驗算表預應力鋼筋號張拉控制應力(MPa)組合最大應力(MPa)組合應力容許值(MPa)是否滿足11395-1185.324-1209是21395-1142.155-1209是31395-1145.161-1209是41395-1176.477-1209是短暫狀況應力驗算施工階段正應力第<1>施工階段累計正應力圖(MPa)3.2.3鋼束引伸量計算計算鋼束示意圖鋼束引伸量計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)結構自重778.55-0.13預應力-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章下部結構驗算0#、1#橋臺中，1#臺臺高更大更不利，選擇1#臺進行驗算4.1一號橋臺驗算A3橋臺采用重力式U型橋臺+剛性擴大基礎，橋臺構造示意圖如下：（1）臺后水平土壓力計算根據《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTGD60—2015第4.2.3條的相關規(guī)定，當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算：式中，——計算土壓力標準值(kN)；——土的重力密度(kN/m3)；B——橋臺計算寬度(m)；H——計算土層高度(m)；——土的內摩擦角；——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，可取；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計算參數取值如下：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（相對于計算填土底部）C=HX(H+3h)/(3x(H+2h))=2.8m（2）支座摩阻力計算根據《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTGD60—2015第4.3.11條的相關規(guī)定，支座摩阻力標準值可按下式計算：式中——作用于活動支座上由上部結構重力產生的效應；——支座的摩擦系數，取0.06；可以求得2橋臺10個支座傳遞的上部結構重力產生的支座摩阻力為：F=0.06×3842=230.52KN作用點距基礎底為6.61m。作用力匯總.G1為橋臺自重，P為上活結構恒載、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合力偏心矩驗算e0=M/N=1.46<0.75ρ=0.75B/6=1.27，不滿足，通過在基礎設置錨筋解決?；壮休d力驗算σmax=N/A+M/W=351+171=522KPa<[σ]=800Kpa，滿足σmin=N/A-M/W=351-171=180KPa<[σ]=800Kpa，滿足.根據地勘資料，中風化砂質泥巖的承載力基本容許值取800kPa，滿足要求。1號橋臺抗傾驗算1號項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抗傾力矩基礎自重15683.585613抗傾力矩前墻自重62782.8517892抗傾力矩側墻及填料自重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