顏家橋改造建設(shè)工程項目-橋梁工程計算書

橋梁工程計算書【全一冊】目錄第一部分上部結(jié)構(gòu)計算 21計算依據(jù) 21.1工程概況 21.2設(shè)計規(guī)范 21.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 32結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 32.1光電路K1+357.703中橋 32.2計算參數(shù) 33光電路K1+357.703中橋計算數(shù)據(jù) 63.1計算模型 63.2上部結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果 63.2.1持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算結(jié)果 63.2.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算結(jié)果 73.2.3持久狀況構(gòu)件應(yīng)力驗算結(jié)果 83.2.4短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗算結(jié)果 104橫梁驗算 104.1橫梁計算 104.1.1橫梁計算模型 104.1.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算結(jié)果 114.1.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算結(jié)果 11第二部分下部結(jié)構(gòu)計算 145.1下部結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果 145.1.1橋墩蓋梁驗算 145.1.2橋墩驗算 195.1.2單樁承載能力驗算 20上部結(jié)構(gòu)計算計算依據(jù)1.1工程概況顏家橋改造建設(shè)工程位于賴家橋西永換乘樞紐附近。項目北側(cè)為西井大道，南側(cè)為西雙大道，西側(cè)為團(tuán)歇路，東側(cè)為在建2號路，項目橫跨梁灘河。本次設(shè)計道路全長103.053m，參照《小交通量農(nóng)路公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》四級公路（Ⅱ類）進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計速度15Km/h，本次設(shè)計范圍主要為橋梁段，橋梁段設(shè)計考慮雙車道為遠(yuǎn)期拓寬預(yù)留條件，避免橋梁拼寬，標(biāo)準(zhǔn)路幅寬7.5m，其中車行道寬6.5m，兩側(cè)土路肩各寬0.5m（設(shè)置護(hù)欄）?？缌簽┖訕蛄嚎傞L33m，橋型為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土等高截面簡支梁橋。該計算書即為車行橋的相關(guān)計算。1.2設(shè)計規(guī)范（1）《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11—2011）（2019版）（2）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60—2015）（3）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362—2018）（4）《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》（JTG/TD64-2015）（5）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTG3363-2019）（6）《城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》（CJJ166-2011）（7）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）（8）《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ2—2008）（9）《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50205—2020）（10）《鋼筋混凝土用鋼第1部分:熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1－2017）（11）《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2－2018）（12）《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107—2016）（13）《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ18—2012）（14）《城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ139-2010）（15）《公路橋梁伸縮裝置通用技術(shù)條件》（JT/T327-2016）（16）《公路橋梁盆式支座》（JT/T391-2019）（17）《公路橋梁板式橡膠支座》（JT∕T4-2019）1.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計荷載：汽車荷載：公路-Ⅱ級；（2）橋梁寬度：0.5m（防撞護(hù)欄）+6.5m（車行道）+0.5m（防撞護(hù)欄）=7.5m；（3）橋面橫坡：1.5%；（4）安全等級：一級；（5）設(shè)計基準(zhǔn)期：100年；（6）設(shè)計使用年限：100年；（7）地震烈度：動峰值加速度為ag=0.05g；（8）設(shè)計洪水位：50年一遇洪水位。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.1土主街道顏家橋橋梁起點(diǎn)樁號為K0+030.932，終點(diǎn)樁號為K0+063.932，橋跨布置為26m，斜交角度為30度，橋梁全長33m，橋梁寬度為7.5m，橋面布置為：0.5m（防撞護(hù)欄）+6.5m（車行道）+0.5m（防撞護(hù)欄）。上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土等高截面簡支梁，箱梁全寬7.5m，箱梁高度為1.5m，跨中截面頂板厚0.25m，底板厚0.22m，腹板厚度0.5m；支點(diǎn)截面頂板厚度為0.5m，底板厚0.47m，腹板厚度為0.8m，通過過渡段逐漸過渡到跨中截面。箱梁翼緣寬度為1.5m，懸臂端0.2m，根部為0.5m。橋臺采用輕型橋臺及樁基礎(chǔ)，樁基為直徑1.5m鉆孔灌注樁。樁基嵌入巖層不小于3倍樁徑，嵌巖深度以巖石中風(fēng)化線或樁身巖石襟邊為5m處開始計算，基底巖石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度不小于5.0MPa(黏土質(zhì)巖取天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值)。2.2計算參數(shù)（1）混凝土現(xiàn)澆箱梁C50混凝土蓋梁、背墻、擋塊C40混凝土樁基C35混凝土搭板、防撞護(hù)欄基座C30混凝土C25混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=11.5MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.23MPa，彈性模量Ec=2.8×104MPa。C30混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=13.8MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.39MPa，彈性模量Ec=3.0×104MPa。C35混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=16.1MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.52MPa，彈性模量Ec=3.15×104MPa。C40混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=18.4MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.65MPa，彈性模量Ec=3.25×104MPa。C50混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=22.4MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd=1.83MPa，彈性模量Ec=3.45×104MPa。（2）鋼材鋼筋均采用HRB400E、HPB300，計算過程中鋼筋材料特性按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362—2018）進(jìn)行取值，其主要技術(shù)要求應(yīng)符合如下規(guī)定：HPB300鋼筋：抗拉設(shè)計強(qiáng)度fsd≥250MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fsk≥300MPa，彈性模量Es=2.1×105MPa。HRB400E鋼筋：抗拉設(shè)計強(qiáng)度fsd≥330MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fsk≥400MPa，彈性模量Es=2.0×105MPa。鋼絞線采用PC高強(qiáng)度低松弛（Ⅱ級松弛）七股型鋼絞線，其應(yīng)符合圖紙要求及GB/T5224-2014預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線1×7相關(guān)要求，抗拉強(qiáng)度fpk=1860MPa。鋼絞線主要技術(shù)要求應(yīng)符合如下規(guī)定：鋼絞線公稱直徑：15.2mm截面面積：140mm2抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk=1860MPa彈性模量：E=1.95×105MPa鋼筋松弛率：≤0.03預(yù)應(yīng)力鋼束與管道的摩阻系數(shù)：u=0.17預(yù)應(yīng)力管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)：k=0.0015（塑料波紋管）一端錨具變形及鋼束回縮值小于等于：6mm。（3）荷載1）一期恒載一期恒載包括主梁自重，預(yù)應(yīng)力混凝土容重為26kN/m3，普通鋼筋混凝土容重為25kN/m3。主梁重量由程序按照單元實際截面自動計入。2）二期恒載①主梁鋪裝橋面鋪裝：4cm厚瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13上面層+6cm中粒式密級配瀝青混凝土下面層(AC-20)注：橋面鋪裝應(yīng)應(yīng)滿足最薄處厚度為10cm。鋪裝：26kN/m②防撞護(hù)欄均布線荷載：護(hù)欄：21kN/m3）可變荷載汽車荷載等級采用公路-Ⅱ級。4）溫度系統(tǒng)溫度：混凝土結(jié)構(gòu)溫度變化按地區(qū)最高和最低溫度確定。梯度溫度：混凝土結(jié)構(gòu)的梯度溫度根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）表4.3.12-3取用4）汽車沖擊力程序根據(jù)規(guī)范《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）4.3.2條自動計算。5）制動力按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）第4.3.5條，采用90kN或者10%車道荷載，并取兩者中的較大值，同向行駛2車道汽車制動力為一個設(shè)計車道制動力乘以2倍，同向行駛3車道汽車制動力為一個設(shè)計車道制動力乘以2.34倍，同向行駛4車道汽車制動力為一個設(shè)計車道制動力乘以2.68倍。本次計算采用大型通用有限元軟件MidasCivil進(jìn)行計算。土主街道顏家橋計算數(shù)據(jù)3.1計算模型1）節(jié)點(diǎn)數(shù)量：35；2）單元數(shù)量：26；3）邊界條件數(shù)量：10；4）施工階段數(shù)量：3，施工階段步驟如下：施工階段1：現(xiàn)澆，持續(xù)時間30天；施工階段2：二期，持續(xù)時間10天；施工階段3：收縮徐變，持續(xù)時間3650天；圖3SEQ圖\*ARABIC\s21Midas/Civil計算模型3.2上部結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果3.2.1持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算結(jié)果（1）正截面抗彎承載能力驗算圖32正截面抗彎承載能力驗算結(jié)果圖形（單位kN·m）按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第5.1.2條，γ0S≤R驗算，即結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值均小于等于構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求。（2）斜截面抗剪承載能力驗算圖33斜截面抗剪承載能力驗算結(jié)果圖形（單位kN）結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第5.1.2條，γ0S≤R驗算，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值均小于等于構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求。按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第5.2.11條進(jìn)行抗剪截面驗算，滿足規(guī)范要求。3.2.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗算結(jié)果（1）結(jié)構(gòu)正截面抗裂驗算對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：σst－σpc≤0.7ftk但在荷載長期效應(yīng)組合下：σlt－σpc≤0圖34結(jié)構(gòu)正截面抗裂驗算短期效應(yīng)組合結(jié)果圖形圖35結(jié)構(gòu)正截面抗裂驗算長期效應(yīng)組合結(jié)果圖形結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第6.3.1條驗算:短期效應(yīng)組合及長期效應(yīng)組合，全橋并未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。（2）結(jié)構(gòu)斜截面抗裂驗算對于A類和B類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：預(yù)制構(gòu)件：σtp≤0.7ftk現(xiàn)場澆筑（包括預(yù)制拼裝）構(gòu)件：σtp≤0.5ftk圖36結(jié)構(gòu)斜截面抗裂驗算結(jié)果圖形結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第6.3.1條驗算:σtp=-0.98MPa<0.5ftk=-1.33MPa，滿足規(guī)范要求。3.2.3持久狀況構(gòu)件應(yīng)力驗算結(jié)果（1）正截面混凝土法向壓應(yīng)力驗算按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018），荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力：未開裂構(gòu)件：σkc＋σpt≤0.5fck允許開裂構(gòu)件：σcc≤0.5fck圖37正截面混凝土法向壓應(yīng)力驗算結(jié)果圖形結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第驗算:σkc＋σpt=11.22MPa≤0.5fck=16.20MPa，滿足規(guī)范要求（2）正截面受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力驗算按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018），荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力：①對鋼絞線、鋼絲未開裂構(gòu)件：σpe＋σp≤0.65fpk允許開裂構(gòu)件：σpo＋σp≤0.65fpk②對精軋螺紋鋼筋未開裂構(gòu)件：σpe＋σp≤0.80fpk允許開裂構(gòu)件:σpo＋σp≤0.80fpk結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）驗算:σpe＋σp=1150.27MPa≤0.65fpk=1209.00MPa，滿足規(guī)范要求。（3）斜截面混凝土的主壓應(yīng)力驗算按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018），混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：σcp≤0.6fck圖38斜截面混凝土的主壓應(yīng)力驗算結(jié)果圖形結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第驗算：σcp=11.21MPa≤0.6fck=19.44MPa，滿足規(guī)范要求3.2.4短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗算結(jié)果1）短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗算按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018），截面邊緣混凝土的法向壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：σtcc≤0.70f'ck圖39短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗算結(jié)果結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第驗算：σtcc=9.01MPa≤0.70f'ck=18.14MPa，滿足規(guī)范要求。3.2.5撓度驗算結(jié)果圖310預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反拱值圖311頻遇組合長期撓度值結(jié)論：預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載頻遇組合計算的長期撓度值，可不設(shè)置預(yù)拱度。3.2.6抗浮、抗撞擊驗算（1）抗浮計算根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2015）第4.2.5節(jié)中第5條規(guī)定，水的浮力F=γVW，本次設(shè)計按最不利工況考慮，主梁整體被水淹沒，則浮力F=9.8×7.8×26=1987.44KN,而上部結(jié)構(gòu)自重加二期荷載重量+503=3736.52KN>1.05F,結(jié)構(gòu)自重遠(yuǎn)大于最不利工況下的浮力，橋梁的抗浮設(shè)計滿足規(guī)范要求。（2）抗撞擊計算根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2015）第4.4.4節(jié)中規(guī)定，有漂流物的水域中的橋梁墩臺，設(shè)計時應(yīng)考慮漂流物的撞擊作用，其橫橋向的撞擊力設(shè)計值可按下式計算：F=Wv/gT，根據(jù)現(xiàn)場踏勘了解，漂流物體積均較小，暫按10KN考慮，水流流速根據(jù)提供所提資料估算為0.24m/s，撞擊時間按1s考慮，因此F=（10×0.24）/（9.81×1）=0.245KN,撞擊力很小，因此抗撞擊可滿足要求。橫梁驗算4.1橫梁計算橫梁計算模型全橋共計節(jié)點(diǎn)76個，單元72個，共劃分3個施工階段。施工階段步驟如下：施工階段1：現(xiàn)澆，持續(xù)時間30天；施工階段2：二期，持續(xù)時間30天；施工階段3：收縮徐變，持續(xù)時間3650天；圖41Midas/Civil計算模型持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算結(jié)果（1）正截面抗彎承載能力驗算圖4.2正截面抗彎承載能力驗算結(jié)果圖形（單位kN·m）按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第5.1.2條，γ0S≤R驗算，即結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值均小于等于構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求。（2）斜截面抗剪承載能力驗算圖STYLEREF2\s0.3斜截面抗剪承載能力驗算結(jié)果圖形（單位kN）結(jié)論：按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第5.1.2條，γ0S≤R驗算，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計最大值均小于等于構(gòu)件承載力設(shè)計值，滿足規(guī)范要求。按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）第5.2.11條進(jìn)行抗剪