德州岔河大橋計算書90m90m斜拉橋.doc

德州市新河路岔河大橋工程岔河大橋計算書一 技術標準1 道路等級：城市主干道（雙向六車道）。2 荷載標準：計算荷載 汽車超-20級；驗算荷載 掛車-120；人群荷載 3.0kN/m2。3 橋面布置：引橋：1.5m（人行道）+25m（車行道）+ 1.5m（人行道）=28m。主橋：3m（人行道）+25m（車行道）+ 3m（人行道）=31m。4 地震基本烈度：7度，本橋提高1度按8度設防，重要性修正系數(shù)1.7。5 道路豎曲線：3%雙向人字坡，豎曲線半徑6000m。二 設計規(guī)范及標準1城市橋梁設計準則 JTJ 001-972城市橋梁設計荷載標準 CJJ 77-983公路橋涵設計通用規(guī)范 JTJ 021-894公路橋涵鋼筋混凝土及預應力混凝土設計規(guī)范 JTJ 023-855公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范 JTJ 024-856公路工程抗震設計規(guī)范 JTJ 004-897公路斜拉橋設計規(guī)范（試行） JTJ 027-968公路橋涵施工技術規(guī)范 JTJ 041-2000三 計算模型及基本參數(shù)1 結(jié)構說明（1） 引橋上部結(jié)構：為三跨預應力混凝土等截面連續(xù)梁（30m+30m+30m）。主梁截面為分離式雙箱型式，半幅箱梁為單箱雙室截面，兩幅巷梁通過中間橋面板連成整體。梁高1.7m。截面尺寸：頂板厚20cm，底板厚2045cm，腹板厚4060cm。支點處設置橫梁，端橫梁厚100 cm，中橫梁厚150cm?？缰性O一道30cm的橫隔板。箱梁混凝土C50。箱梁預應力采用15.2高強度低松弛鋼絞線。下部結(jié)構：樁柱式橋墩和埋置式橋臺?；A采用150cm鉆孔灌注樁，橋墩和橋臺均為單排樁。墩身和臺身混凝土C30，樁混凝土C25。（2） 主橋上部結(jié)構：由于采用雙索面斜拉橋的型式，主梁采用雙主梁（型）截面，預應力混凝土結(jié)構，混凝土標號C50。梁高2.3m，頂板厚度28cm，肋寬2m，橋面寬度31m。為了加強橋面橫向抗彎剛度，沿縱橋向每隔4m設置一道內(nèi)橫梁，橫梁腹板厚度26cm。在梁端和中支點處各設置一道大橫梁，梁肋厚度150cm和100cm。梁上索距8m。主塔為鉆石型的鋼筋混凝土結(jié)構，混凝土C50。塔高75m，兩側(cè)塔柱在橋面以上向內(nèi)1：4傾斜，在塔頂合龍；在中塔柱和下塔柱的折點處設置一道下橫梁，梁高3m；橋面以上約30m高度設置一道上橫梁，梁高3m，以提高塔的橫向剛度。上、中塔柱為空心箱式截面，下塔柱為實心矩形截面。上塔柱為錨索區(qū)，受力及構造復雜，所以縱橋向塔柱壁厚120cm，橫橋向60cm；中塔柱為傳力構件，受力比上塔柱簡單，所以縱橋向塔柱壁厚80cm，橫橋向60cm。上、下橫梁均采用空心箱型截面，以減少自重。下部結(jié)構：主橋主墩基礎采用150cm鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁長63m，選擇第25層為樁尖持力層，共布38根工程樁。錨墩為樁柱式，基礎采用150cm鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁長45m，每半幅橋墩4根樁。（3） 橋面系5cm鋼筋混凝土鋪裝和8cm瀝青混凝土鋪裝。引橋人行道2x1.5m，主橋人行道2x3m。2 主要材料及標準(1) 混凝土：主橋主梁及引橋箱梁均采用C50級混凝土；主塔采用C50級混凝土；其余橋墩立柱和橋臺采用C30級混凝土；主墩承臺采用C25級混凝土，其它承臺采用C25級混凝土；鉆孔樁均采用水下強度為C25級的混凝土?；炷良夹g標準必須符合JTJ023-85和JTJ041-89有關規(guī)定。(2) I、II級普通鋼筋，技術標準必須符合GB13013-91和GB1499-98的有關規(guī)定。(3) 鋼板、型鋼采用Q235-A鋼，技術標準必須符合（GB/T700-88）的有關規(guī)定，預埋索管采用無縫鋼管，技術標準必須符合（GB/T8162-87）的有關規(guī)定；選用的焊接材料應符合（GB10045-88）或（GB5117-95）的要求，并與橋梁采用的鋼材材質(zhì)和強度相適應。(4) 預應力鋼筋采用32高強精軋螺紋粗鋼筋，技術標準須符合預應力高強螺紋粗鋼筋設計施工暫行規(guī)定（交通部公路規(guī)劃設計院編）。(5) 預應力鋼絞線采用j15.20高強度低松弛鋼絞線（標準強度1860MPa），技術標準必須符合國標預應力混凝土用鋼絞線（GB/T5224-95）。配套錨具必須采用技術標準符合預應力筋用錨具、夾具和連接器（GB/T14370-93）規(guī)定的I類夾片式群錨錨具。(6) 本橋斜拉索采用熱擠聚乙烯高強平行鋼絲拉索，拉索鋼絲采用7鍍鋅高強鋼絲（II類松弛）（標準強度1670MPa）。拉索的技術要求須符合GB/T18365-2001斜拉橋熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術要求。四 下部結(jié)構計算1 引橋(1) 橋墩水平抗推剛度計算橋墩的水平抗推剛度考慮樁的影響。立柱：計算高度L=5.5m，立柱為圓截面，直徑D=130cm，一根立柱的考慮到實際結(jié)構彈性模量比計算試塊彈性模量大30%（試驗研究結(jié)果），所以立柱抗彎剛度 樁：150cm鉆孔樁，樁長55m，一根樁的樁抗彎剛度 土側(cè)系數(shù)m=10000kN/m，樁計算寬度變形系數(shù)故，半幅橋的橋墩抗推剛度Kp=28571kN/m。(2) 橋臺的水平抗推剛度計算橋臺的水平抗推剛度主要考慮樁的影響。故，半幅橋的橋臺抗推剛度Ka=166667kN/m。(3) 墩臺水平溫度作用影響（溫差30）由于上部為三跨連續(xù)梁（3x30m），所以半幅橋墩頂水平溫度力為。溫度力小于支座摩阻力528.6kN，梁和滑動支座不發(fā)生相對位移，所以橋墩處可設置固定支座。橋臺和錨墩的溫度作用力由程序計算。(4) 墩臺汽車制動力90m范圍一列汽車總重量=200x4+550=1350kN。一聯(lián)橋梁汽車制動力=10%x1350x3x0.8=324kN。一輛重車550kN，一聯(lián)橋梁汽車制動力=30% x550x3x0.8=396kN。所以，每個橋墩（半幅橋）的汽車制動力=396/2=200kN。橋臺和錨墩設滑動支座，故汽車制動力為零。(5) 橋臺主動土壓力臺高H=4m，半幅橋橋臺寬度B=14m，土計算容重=18kN/m，臺后填土的內(nèi)摩擦角=30，=0。主動土壓力系數(shù)=0.301,土壓力水平力豎向力臺底彎矩。(6) 墩臺地震作用引橋一聯(lián)箱梁（半幅橋梁）的總質(zhì)量Gt=2414.6t。（i）縱橋向地震作用由于兩個橋墩都設固定支座，所以縱向地震作用由兩個橋墩共同承擔。橋墩的自振頻率：自振周期 動力放大系數(shù) 綜合影響系數(shù)，水平地震系數(shù)故，一個橋墩（半幅橋梁）的縱向地震作用 。橋臺的水平地震荷載：對基底的彎矩：地震時的臺后主動土壓力： 對基底彎矩：(7) 樁基礎計算樁基礎按摩擦樁計算。樁基礎強度以地震組合控制。橋臺樁強度計算：一根樁：配24根25鋼筋，計算長度6m，極限抗力：橋墩樁強度計算：一根樁：配24根28鋼筋，計算長度9.4m，極限抗力：(8) 引橋墩柱強度計算一根立柱：配24根28鋼筋，計算長度5.5m，極限抗力：五 上部結(jié)構計算1 引橋（1） 計算項目編號作用名稱1結(jié)構自重和二期恒載2活載3預應力二次力4混凝土收縮徐變5基礎不均勻沉降6橋面板日照溫差和降溫（2） 作用組合組合號組合作用1恒載+汽車+人群2恒載+基礎沉降+橋面板日照溫差+汽車+人群3恒載+基礎沉降+橋面板降溫+汽車+人群（3） 計算施工工況施工階段1：混凝土支架施工，張拉預應力。施工階段2：拆除支架，橋面系施工。施工階段3：竣工后三年。（4） 計算基本參數(shù)A 材料：a） C50混凝土：E=3.5e4MPa，容重2.6t/m3，線膨脹系數(shù)1.0e-5。b） 預應力鋼絞線：標準強度1860MPa，E=1.95e5MPa，容重7.85t/m3，控制張拉應力1395MPa，（k=0.0015，u=0.25，松弛系數(shù)3%，錨具回縮12mm）。B 基礎不均勻沉降：-1cm。C 橋面板日照溫差：+5。D 汽車橫向分布系數(shù)=。E 混凝土收縮徐變系數(shù)：一般大氣環(huán)境。F 二期恒載：g=15.8t/m。（5） 計算模型a） 主梁采用平面梁單元模型。b） 計算程序采用橋梁博士2.9版。c） 按半幅橋梁計算。（6） 計算結(jié)果見附錄2 主橋（1） 計算項目編號作用名稱1結(jié)構自重和二期恒載2活載3預應力二次力4混凝土收縮徐變5基礎不均勻沉降6橋面板日照溫差和降溫7塔、梁和索溫差8拉索作用力（2） 作用組合組合號組合作用1恒載+汽車+人群2恒載+基礎沉降+橋面板日照溫差+汽車+人群3恒載+基礎沉降+橋面板降溫+汽車+人群4恒載+基礎沉降+塔梁和索溫差+汽車+人群（3） 計算施工工況施工階段1：下塔柱施工。施工階段2：上、中塔柱施工。施工階段3：主梁支架施工，張拉預應力束。施工階段413：張拉斜拉索。施工階段14：橋面系施工。施工階段15：竣工后三年。（4） 計算基本參數(shù)A 材料：a） C50混凝土：E=3.5e4MPa，容重2.6t/m3，線膨脹系數(shù)1.0e-5。b） 預應力鋼絞線：標準強度1860MPa，E=1.95e5MPa，容重7.85t/m3，控制張拉應力1395MPa，（k=0.0015，u=0.25，松弛系數(shù)3%，錨具回縮12mm）。c） 斜拉索：標準強度1670MPa，E=2e5MPa，容重7.85t/m3。B 基礎不均勻沉降：錨墩-1cm，主墩-2cm。C 橋面板日照溫差：+5。D 塔、梁和索溫差：10。E 汽車橫向分布系數(shù)=2.25。F 混凝土收縮徐變系數(shù)：一般大氣環(huán)境。G 二期恒載：g=15.5t/m。（5） 計算模型1） 塔和梁采用平面梁單元，索采用桁單元。2） 計算程序采用橋梁博士2.9版。3） 按全寬斷面計算。4） 按線彈性理論計算，考慮拉索垂度影響。（6） 拉索空間幾何計算拉索與X-Z平面的夾角：，所以平面桿系計算所得的張拉力與實際空間索力之比為：。（7） 計算索力結(jié)果（平面桿系計算結(jié)果，表中數(shù)據(jù)為兩根索的索力之和）索號優(yōu)化目標竣工成橋施工張拉遠期索力索力索力索力kNkNkNkNC16380.0640075306090C25970.0596078705790C36710.0668093606550C47220.07200106007020C57850.07820109007540C68470.08460110008080C79080.090201120