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1、申嘉湖杭高速公路練市至杭州段洪圣里大橋主橋計(jì)算書(shū)計(jì) 算復(fù) 核審 核浙江交通勘察設(shè)計(jì)有限公司2006年4月 洪圣里大橋主橋計(jì)算書(shū)目 錄一、概述1二、主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1三、主橋描述1四、主要材料21混凝土22預(yù)應(yīng)力材料23普通鋼筋3五、主橋箱梁計(jì)算31結(jié)構(gòu)離散圖32計(jì)算參數(shù)33施工階段劃分94施工階段應(yīng)力驗(yàn)算105正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算146承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算15六、橫向框架分析161結(jié)構(gòu)離散圖162計(jì)算參數(shù)163施工階段劃分174施工階段應(yīng)力驗(yàn)算175正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算186承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算19七、下部樁長(zhǎng)計(jì)算201墩頂作用力計(jì)算202樁長(zhǎng)計(jì)算25八、結(jié)論25 1一、概述洪圣里大橋所跨河流(沈

2、店橋港)為級(jí)等外航道,通航凈空為:18x3.5m,主橋采用(40+70+40)m預(yù)應(yīng)力混凝土變高度連續(xù)箱梁。橋梁設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:1.橫向布置:雙幅橋,雙向四車(chē)道;2.橋面橫坡為單向坡:i=±2; 3.橋面全寬27.5m:0.5m(外側(cè)護(hù)攔)+11.75m(行車(chē)道)+1m(內(nèi)側(cè)護(hù)欄)+1m(中央分隔帶)+1m(內(nèi)側(cè)護(hù)欄)+11.75m(行車(chē)道)+0.5m(外側(cè)護(hù)攔);4.汽車(chē)荷載等級(jí):公路級(jí)。二、主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (JTG D60-2004)2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(JTG D62-2004)3公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 024-85)

3、4公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)5工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文(公路工程部分)三、主橋描述主橋上部為(40+70+40)m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁,全橋?qū)?7.5m,雙向分離式斷面,單箱單室箱形截面,箱梁根部梁高3.8m,高跨比為1/18.421,跨中梁高1.8m,高跨比為1/38.889, 箱梁高度從距主墩中心1.75m處到最大懸臂端處按二次拋物線變化。箱梁頂板寬13.25m,底板寬6.75m,翼緣板懸臂長(zhǎng)為3.25m。除墩頂0號(hào)塊設(shè)一個(gè)厚2.5m的橫隔板及邊跨端部設(shè)厚1.5m的橫隔板外,其余部位均不設(shè)橫隔板。箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系。0號(hào)塊兩側(cè)距主墩中心3.751.25m范圍內(nèi)

4、箱梁頂厚度由0.28m變化至0.70m,底板厚度由0.6m變化至1.1m;距主墩中心3.75m處至跨中箱梁頂板均為0.28m等厚度,底板厚度從0.60m至0.30m按二次拋物線變化,腹板寬度分為0.50m和0.7m兩種,其間按直線過(guò)渡。主橋連續(xù)箱梁采用掛藍(lán)懸臂現(xiàn)澆法施工。0號(hào)塊總長(zhǎng)10m,中跨、邊跨合攏段長(zhǎng)度均為2m。懸臂現(xiàn)澆梁段最大重量為1250kN,掛藍(lán)自重按470kN考慮,合攏吊架自重按240kN考慮。主橋范圍橋面鋪裝層為10cm厚的瀝青混凝土+8cm厚C50混凝土調(diào)平層。橫坡2%,橫坡由腹板高度調(diào)整。主橋下部主墩采用實(shí)體墩(過(guò)渡墩采用雙柱式橋墩)、承臺(tái)和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。四、主要材料1混

5、凝土現(xiàn)澆箱梁:采用C50混凝土調(diào)平層:采用C50混凝土后張法預(yù)應(yīng)力管道灌漿:采用C50水泥漿橋墩:采用C30混凝土承臺(tái):采用C30混凝土樁基礎(chǔ):采用C25水下混凝土2預(yù)應(yīng)力材料(1)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度=1860MPa、符合ASTM A416M98標(biāo)準(zhǔn)的270K級(jí)S15.2低松弛鋼絞線,豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度=930MPa、直徑為32mm的精軋螺紋鋼筋。縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋:頂板鋼束和邊跨底板鋼束采用16S15.2,中跨底板鋼束采用19S15.2,頂板合攏鋼束采用19S15.2,張拉控制應(yīng)力1395MPa,兩端張拉;橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋:采用3S15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,順橋向

6、間距為每0.5m一束,張拉控制應(yīng)力1395MPa,單端張拉;豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋:采用JL32精軋螺紋鋼筋,張拉控制應(yīng)力837MPa,單端張拉。(2)波紋管:縱向預(yù)應(yīng)力鋼束分別采用內(nèi)徑90mm和100mm塑料波紋管,橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用內(nèi)徑60x19mm扁塑料波紋管,豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用內(nèi)徑50mm塑料波紋管。(3)預(yù)應(yīng)力錨具:縱向預(yù)應(yīng)力鋼束分別采用BTM15-16、BTM15-19錨具,橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用BTM BM15-3,豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用YGM錨具。3普通鋼筋普通非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用R235和HRB335鋼筋。鋼筋的化學(xué)成分及力學(xué)性能應(yīng)符合GB13013-1991及GB1499-1998的規(guī)定。凡需

7、焊接的鋼筋均應(yīng)滿足可焊性要求。五、主橋箱梁計(jì)算1結(jié)構(gòu)離散圖主橋結(jié)構(gòu)的靜力計(jì)算分析以平面桿系理論為基礎(chǔ),采用橋梁博士進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。結(jié)構(gòu)離散圖見(jiàn)圖1。圖1 結(jié)構(gòu)離散圖2計(jì)算參數(shù)(1)預(yù)應(yīng)力混凝土重力密度:26kN/m3(2)二期恒載:(0.08x25+0.1x24)x11.75+7.75+766.45kN/m(3)孔道偏差系數(shù):k0.0015(4)孔道摩擦系數(shù):0.17(5)錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值(一端):6mm(6)混凝土加載齡期:5天(7)基礎(chǔ)不均勻沉降:主墩:1.8cm,橋臺(tái):1cm。(8)豎向日照溫差:,豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。 合攏溫度:年最高氣溫:年最低氣溫:整體升

8、溫溫差: 整體降溫溫差:(9)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用=930MPa 的精軋螺紋鋼筋(JL32),張拉控制應(yīng)力837MPa,張拉力為673.2kN,單端張拉。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí),豎向預(yù)應(yīng)力以均布荷載作用在箱梁腹板上,單根精軋螺紋鋼筋有效預(yù)應(yīng)力取673.2x40269.3kN。 (10)車(chē)道荷載沖擊系數(shù)按下式計(jì)算: 當(dāng)時(shí), (1)當(dāng)時(shí), (2)當(dāng)時(shí), (3) (4) (5)式中 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑(m);結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(N/m2);結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣矩(m4);結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量(kg/m)。計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí),采用;計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí),采用。 對(duì)于

9、本橋而言,有:,E=3.45x1010N/m2,Ic= 3.87481m4,mc=23774kg/m將以上參數(shù)代入式(4)得,根據(jù)式(1)得。將以上參數(shù)代入式(5)得,根據(jù)式(2)得。(11)橫向分布系數(shù)支點(diǎn)橫向分布系數(shù)采用杠桿法計(jì)算,跨中橫向分布系數(shù)采用修正偏心壓力法計(jì)算,理由如下:對(duì)于一般多梁式橋,不論跨度內(nèi)有無(wú)中間橫隔梁,當(dāng)橋上荷載作用在靠近支點(diǎn)處時(shí),荷載的絕大部分通過(guò)相鄰的主梁直接傳至墩臺(tái)。再?gòu)募泻奢d直接作用在端橫隔梁上的情形來(lái)看,雖然橫隔梁是連續(xù)于幾根主梁之間,但由于不考慮支座的彈性壓縮和主梁本身的微小壓縮變形,顯然荷載將主要傳至兩個(gè)相鄰的主梁支座,即連續(xù)端橫隔梁的支點(diǎn)反力與多跨簡(jiǎn)

10、支梁的反力相差不多(見(jiàn)姚玲森主編橋梁工程第103104頁(yè)、第148頁(yè),人民交通出版社,1996年)。本橋?yàn)閱蜗鋯问医孛?,橫向設(shè)置兩個(gè)支座,更是如此。因此,采用杠桿法計(jì)算支點(diǎn)橫向分布系數(shù)。但當(dāng)荷載作用在跨中且偏心布置時(shí),主梁截面將會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn),若仍采用杠桿法,將會(huì)忽略主梁的抗扭剛度,導(dǎo)致算得的橫向分布系數(shù)偏大。因此,跨中橫向分布系數(shù)計(jì)算采用考慮主梁抗扭剛度的修正偏心壓力法。常規(guī)的修正偏心壓力法是針對(duì)等截面簡(jiǎn)支梁的,對(duì)變截面連續(xù)梁是不能適用的。因?yàn)橛绊憳蛄汉奢d橫向分布的因素除寬跨比外,主要的因素是橋跨結(jié)構(gòu)的抗彎剛度和抗扭剛度,為此,我們可以把各種體系的變截面梁橋近似用跨徑相同的等剛度等截面簡(jiǎn)支梁來(lái)計(jì)

11、算。所謂等剛度是指分別在原結(jié)構(gòu)跨中和等代簡(jiǎn)支梁跨中作用一個(gè)集中力或一個(gè)扭矩,兩者的跨中撓度或扭轉(zhuǎn)角相等。對(duì)于多跨連續(xù)梁,當(dāng)各跨的跨度與剛度不等時(shí),將整個(gè)結(jié)構(gòu)折算為相應(yīng)于各跨跨徑長(zhǎng)度的幾個(gè)等代簡(jiǎn)支梁,分別計(jì)算其荷載橫向分布系數(shù)。對(duì)本橋3跨連續(xù)梁而言,設(shè)支點(diǎn)橫向分布系數(shù)為,邊跨跨中橫向分布系數(shù)為,中跨跨中橫向分布系數(shù)為,在分析時(shí)取圖2所示的折線橫向分布系數(shù)(見(jiàn)以下幾本著作:邵旭東主編,程翔云主審橋梁設(shè)計(jì)百問(wèn)第24頁(yè),人民交通出版社,2003年;張繼堯、王昌將編著懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋第168頁(yè),人民交通出版社,2004年;李國(guó)豪、石洞著公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算第151152頁(yè),人民交通出版社

12、,1987年;李正良、陳科昌合編公路橋荷載橫向分布簡(jiǎn)化計(jì)算第3039頁(yè),人民交通出版社,1982年)。圖2 折線橫向分布系數(shù)a.采用杠桿法計(jì)算按2車(chē)道布置時(shí),杠桿法計(jì)算圖式見(jiàn)圖3、圖4。此時(shí)外側(cè)腹板橫向分布系數(shù)為0.5x(0.616+0.904+1.112+1.4)=2.016,內(nèi)側(cè)腹板橫向分布系數(shù)為0.5x(1.32+1.032+0.824+0.536)=1.856。按3車(chē)道布置時(shí),杠桿法計(jì)算圖式見(jiàn)圖5、圖6。此時(shí)外側(cè)腹板橫向分布系數(shù)為0.5x(0.12+0.408+0.616+0.904+1.112+1.4)=2.28,內(nèi)側(cè)腹板橫向分布系數(shù)為0.5x(1.32+1.032+0.824+0.

13、536+0.328+0.04)=2.04。2車(chē)道布載時(shí)箱梁橫向分布系數(shù)為:1.0x(2.016+1.856)3.872,3車(chē)道布載時(shí)箱梁橫向分布系數(shù)為:0.78x(2.28+2.04)3.3696。根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)第4.3.1條第7點(diǎn),“多車(chē)道折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計(jì)車(chē)道的荷載效應(yīng)”,支點(diǎn)橫向分布系數(shù)取=3.872。圖3 2車(chē)道布載外側(cè)腹板橫向分布系數(shù)計(jì)算圖(單位:m)圖4 2車(chē)道布載內(nèi)側(cè)腹板橫向分布系數(shù)計(jì)算圖(單位:m)圖5 3車(chē)道布載外側(cè)腹板橫向分布系數(shù)計(jì)算圖(單位:m)圖6 3車(chē)道布載外側(cè)腹板橫向分布系數(shù)計(jì)算圖(單位:m)b.采用修正偏心壓力法計(jì)算 任

14、意k號(hào)梁的橫向影響線豎標(biāo)為: (6) (7) (8) (9)式中 第i、k根梁的等效抗彎慣性矩(m4); 第i根梁的等效抗扭慣性矩(m4);第i根梁距離橋梁中心線的距離(m);單位荷載距離橋梁中心線的距離(m);結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑(m);混凝土的彈性模量(N/m2);混凝土的剪變模量(N/m2);抗扭修正系數(shù);單位豎向力作用于連續(xù)梁跨中時(shí)跨中截面的撓度;單位扭矩作用于連續(xù)梁跨中時(shí)跨中截面的扭轉(zhuǎn)角。對(duì)本橋而言,有:40m,70m,9.148x10-9m,2.583 x10-8m,2.869x10-9rad,5.384 x10-9rad,E3.45x1010Pa,G0.4E1.38 x1010Pa,3

15、.025m,將以上參數(shù)代入式(6)式(9)得:4.2247m4,8.0188m4,0.2526 m4,0.2355m4,0.742,0.656。對(duì)邊跨而言,有:影響線數(shù)值:坐標(biāo)X1#梁2#梁0.0000.8710.1296.0500.1290.8712車(chē)道布載時(shí)橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車(chē)掛車(chē)人群滿人特載車(chē)列11.7780.0000.0000.0000.0000.00021.6550.0000.0000.0000.0000.0003車(chē)道布載時(shí)橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車(chē)掛車(chē)人群滿人特載車(chē)列12.0960.0000.0000.0000.0000.00021.9110.0000.0000.00

16、00.0000.0002車(chē)道布載時(shí)箱梁邊跨跨中橫向分布系數(shù)為1.0x(1.778+1.655)3.433,3車(chē)道布載時(shí)箱梁邊跨跨中橫向分布系數(shù)為0.78x(2.096+1.911)3.125。根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)第4.3.1條第7點(diǎn),“多車(chē)道折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計(jì)車(chē)道的荷載效應(yīng)”,邊跨跨中橫向分布系數(shù)取3.433。對(duì)中跨而言,有:影響線數(shù)值:坐標(biāo)X1#梁2#梁0.0000.8280.1726.0500.1720.8282車(chē)道布載時(shí)橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車(chē)掛車(chē)人群滿人特載車(chē)列11.6880.0000.0000.0000.0000.00021.5790.00

17、00.0000.0000.0000.0003車(chē)道布載時(shí)橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車(chē)掛車(chē)人群滿人特載車(chē)列12.0270.0000.0000.0000.0000.00021.8630.0000.0000.0000.0000.0002車(chē)道布載時(shí)箱梁中跨跨中橫向分布系數(shù)為1.0x(1.688+1.579)3.267,3車(chē)道布載時(shí)箱梁中跨跨中橫向分布系數(shù)為0.78x(2.027+1.863)3.034。根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)第4.3.1條第7點(diǎn),“多車(chē)道折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計(jì)車(chē)道的荷載效應(yīng)”,中跨跨中橫向分布系數(shù)取3.267。綜上所述,有=3.872,3.433,3.2

18、67。 3施工階段劃分施工階段劃分見(jiàn)表1。表1 施工階段劃分表施工階段周期(天)說(shuō) 明130在托架上澆筑0號(hào)塊,張拉鋼束T127安裝掛籃,懸臂澆筑1號(hào)塊,張拉鋼束T237掛籃前移,懸臂澆筑2號(hào)塊,張拉鋼束T347掛籃前移,懸臂澆筑3號(hào)塊,張拉鋼束T457掛籃前移,懸臂澆筑4號(hào)塊,張拉鋼束T567掛籃前移,懸臂澆筑5號(hào)塊,張拉鋼束T677掛籃前移,懸臂澆筑6號(hào)塊,張拉鋼束T7、T787掛籃前移,懸臂澆筑7號(hào)塊,張拉鋼束T8;在支架上澆筑9號(hào)塊。91拆除掛籃107合攏邊跨111拆除邊跨合攏吊架,張拉邊跨鋼束B(niǎo)1B5、BT1BT2127合攏中跨131拆除中跨合攏吊架,松開(kāi)墩頂臨時(shí)錨固精軋螺紋鋼筋,張

19、拉中跨鋼束Z1Z9。1430拆除臨時(shí)支座,施工橋面鋪裝和護(hù)欄153650收縮徐變4施工階段應(yīng)力驗(yàn)算施工階段正應(yīng)力見(jiàn)圖7圖21(紅線代表上緣應(yīng)力,藍(lán)線代表下緣應(yīng)力)。施工階段中,箱梁最大壓應(yīng)力為13.1MPa,最大拉應(yīng)力-1.1MPa,混凝土壓應(yīng)力限值為=0.7x32.4=22.68MPa,拉應(yīng)力限值為=-1.15x2.65=-3.05MPa,施工階段應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。圖7 第1施工階段正應(yīng)力圖圖8 第2施工階段正應(yīng)力圖圖9 第3施工階段正應(yīng)力圖圖10 第4施工階段正應(yīng)力圖圖11 第5施工階段正應(yīng)力圖圖12 第6施工階段正應(yīng)力圖圖13 第7施工階段正應(yīng)力圖圖14 第8施工階段正應(yīng)力圖圖15 第

20、9施工階段正應(yīng)力圖圖16 第10施工階段正應(yīng)力圖圖17 第11施工階段正應(yīng)力圖圖18 第12施工階段正應(yīng)力圖圖19 第13施工階段正應(yīng)力圖圖20 第14施工階段正應(yīng)力圖圖21 第15施工階段正應(yīng)力圖5正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算(1)撓度驗(yàn)算在汽車(chē)作用下,箱梁跨中最大位移為1.08cm,最小位移為-3.17cm,C50混凝土的撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù),跨中撓度限值f=L/6007000/60011.7cm,1.425x0.7x(1.08+3.17)=4.239cm<f=11.7cm,撓度驗(yàn)算合格?。?)應(yīng)力驗(yàn)算正常使用極限狀態(tài)下箱梁應(yīng)力見(jiàn)圖22圖25(其中圖22圖23中紅線和藍(lán)線分別代表上緣最大、最小正

21、應(yīng)力,青線和綠線分別代表下緣最大、最小正應(yīng)力;圖24、圖25中紅線代表最大主壓應(yīng)力,藍(lán)線代表最大主拉應(yīng)力)。在正常使用極限狀態(tài)下,箱梁最大壓應(yīng)力為15.2 MPa,組合1(長(zhǎng)期效應(yīng)組合)、組合2(短期效應(yīng)組合)均未出現(xiàn)拉應(yīng)力,最大主壓應(yīng)力為15.2MPa,最大主拉應(yīng)力為-0.7MPa,部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件的壓應(yīng)力限值為0.5x32.4=16.2MPa,作用短期效應(yīng)組合下拉應(yīng)力限值為-0.7x2.65-1.855MPa,主壓應(yīng)力限值為0.6x32.4=19.44MPa,主拉應(yīng)力限值為-0.5x2.65=-1.325MPa,使用階段應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。圖22 組合1正應(yīng)力(MPa)圖23 組合2正應(yīng)

22、力(最大壓應(yīng)力取自組合3,單位:MPa)圖24 組合2主應(yīng)力(MPa)圖25 組合3主應(yīng)力(MPa)6承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算(1)正截面強(qiáng)度驗(yàn)算在承載能力極限狀態(tài)組合1下,箱梁最大最小抗力及相應(yīng)內(nèi)力見(jiàn)圖26(紅線、藍(lán)線分別代表最大抗力,最小抗力,青線、綠線分別代表與最大、最小抗力對(duì)應(yīng)的內(nèi)力)。從圖中可看出,蓋梁各截面抗力均大于彎矩設(shè)計(jì)值,正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算合格!圖26 抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力圖(kN-m)(2)斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算最大、最小剪力抗力圖見(jiàn)圖27和圖28(紅線代表抗力,藍(lán)線代表相應(yīng)的剪力)。從圖中可看出,各截面抗力均大于剪力設(shè)計(jì)值,斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算合格!六、橫向框架分析1結(jié)構(gòu)離散圖取1m長(zhǎng)的

23、梁段進(jìn)行分析,橫向框架靜力計(jì)算以平面桿系理論為基礎(chǔ),采用橋梁博士進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。結(jié)構(gòu)離散圖見(jiàn)圖29。圖29 結(jié)構(gòu)離散圖2計(jì)算參數(shù)(1)預(yù)應(yīng)力混凝土重力密度:26kN/m3(2)二期恒載:鋪裝和調(diào)平層:(0.08x25+0.1x24)x14.4kN/m防撞護(hù)欄:7.75kN/m波形護(hù)欄:7.0kN/m(3)底板縱向預(yù)應(yīng)力鋼束徑向分力計(jì)算過(guò)程如下: 鋼束沿程最大應(yīng)力1170MPa,底板半徑260m,底板共設(shè)9束20S15.2,9束鋼束橫向?qū)?.24375m,底板鋼束徑向分力為 (4)孔道偏差系數(shù):k0.0015(5)孔道摩擦系數(shù):0.17(6)錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值(一端):6mm(7)混凝

24、土加載齡期:5天(8)豎向日照溫差:,豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5(9)橋梁結(jié)構(gòu)局部加載采用車(chē)輛荷載,車(chē)輛荷載沖擊系數(shù)0.3。(10)橫向加載時(shí)汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)為50.3,計(jì)算過(guò)程如下: 車(chē)輪作用下箱梁沿縱向有效分布寬度按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(JTG D622004)第4.1.3條計(jì)算,車(chē)輛荷載后輪作用下有效寬度可取a2L/3+d2x6.25/3+1.45.567m,1m長(zhǎng)梁段所承受的荷載為2x140/5.56750.3kN。根據(jù)橋梁博士橫向加載的計(jì)算原理,此時(shí)的橫向分布系數(shù)為50.3。3施工階段劃分施工階段劃分見(jiàn)表2。表2 施工階段劃分表施工階段周期(天)說(shuō) 明

25、17安裝單元,張拉橫向預(yù)應(yīng)力,施加底板縱向預(yù)應(yīng)力鋼束徑向分力。230施工橋面鋪裝和護(hù)欄33650收縮徐變4施工階段應(yīng)力驗(yàn)算施工階段橋面板正應(yīng)力見(jiàn)圖30圖32(紅線代表上緣應(yīng)力,藍(lán)線代表下緣應(yīng)力)。施工階段中,橋面板最大壓應(yīng)力為5.4MPa,最大拉應(yīng)力-1.1MPa,混凝土壓應(yīng)力容許值為=0.7x35.5=24.85MPa,拉應(yīng)力容許值為=-1.15x2.74=-3.151MPa,施工階段應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。圖30 第1施工階段正應(yīng)力圖圖31 第2施工階段正應(yīng)力圖圖32 第3施工階段正應(yīng)力圖5正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算(1)橋面板應(yīng)力正常使用極限狀態(tài)下橋面板應(yīng)力見(jiàn)圖33(圖33中紅線和藍(lán)線分別代表上緣

26、最大、最小正應(yīng)力,青線和綠線分別代表下緣最大、最小正應(yīng)力)。在正常使用極限狀態(tài)下,橋面板最大壓應(yīng)力為6.2MPa,最大拉應(yīng)力為-1.6MPa,部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件的壓應(yīng)力容許值為0.5x35.5=17.75MPa,拉應(yīng)力容許值為-0.7x2.74-1.918MPa,使用階段應(yīng)力應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。圖33 組合2正應(yīng)力(最大壓應(yīng)力取自組合3,單位:MPa)(2)裂縫寬度裂縫寬度驗(yàn)算見(jiàn)下表。表3 裂縫寬度驗(yàn)算表(單位:mm)單元號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)上緣下緣裂縫寬度容許值滿足?裂縫寬度容許值滿足?2990.066 0.2是0.000 0.2是300.080 0.2是0.000 0.2是30300.080 0.2是

27、0.000 0.2是310.093 0.2是0.000 0.2是31310.093 0.2是0.000 0.2是320.122 0.2是0.000 0.2是32320.000 0.2是0.000 0.2是330.000 0.2是0.000 0.2是33320.117 0.2是0.000 0.2是340.192 0.2是0.000 0.2是34340.192 0.2是0.000 0.2是350.056 0.2是0.019 0.2是35350.056 0.2是0.019 0.2是360.000 0.2是0.100 0.2是36360.000 0.2是0.100 0.2是370.000 0.2是0.

28、127 0.2是37370.000 0.2是0.127 0.2是380.000 0.2是0.125 0.2是38380.000 0.2是0.125 0.2是390.000 0.2是0.126 0.2是39390.000 0.2是0.126 0.2是400.000 0.2是0.098 0.2是40400.000 0.2是0.098 0.2是410.059 0.2是0.000 0.2是41410.059 0.2是0.000 0.2是420.196 0.2是0.000 0.2是42420.196 0.2是0.000 0.2是440.119 0.2是0.000 0.2是43430.000 0.2是0.

29、000 0.2是440.000 0.2是0.000 0.2是44440.119 0.2是0.000 0.2是450.096 0.2是0.000 0.2是45450.096 0.2是0.000 0.2是460.083 0.2是0.000 0.2是46460.083 0.2是0.000 0.2是210.069 0.2是0.000 0.2是6承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算在承載能力極限狀態(tài)組合1下,框架最大最小抗力及相應(yīng)內(nèi)力見(jiàn)圖34(紅線、藍(lán)線分別代表最大抗力,最小抗力,青線、綠線分別代表與最大、最小抗力對(duì)應(yīng)的內(nèi)力)。從圖中可看出,箱梁各截面抗力均大于對(duì)應(yīng)的內(nèi)力,正截面強(qiáng)度驗(yàn)算合格!圖34 抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力圖(

30、kN-m)七、下部樁長(zhǎng)計(jì)算1墩頂作用力計(jì)算(1)豎向力 使用階段荷載引起的支反力見(jiàn)下表。表4 使用階段荷載結(jié)構(gòu)支承反力表使用階段荷載1(結(jié)構(gòu)重力)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 2790 0 14 0 23500 0 36 0 23500 0 48 0 2780 0 使用階段荷載2(預(yù)應(yīng)力)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用階段荷載4(收縮荷載)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用階段荷載5(徐變荷

31、載)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用階段荷載6(變位1)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 -79 0 14 0 146 0 36 0 -108 0 48 0 41 0 使用階段荷載7(變位2)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 263 0 14 0 -520 0 36 0 451 0 48 0 -194 0 使用階段荷載8(變位3)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 -194 0 14 0 451 0 36 0 -520 0 48 0 263

32、0 使用階段荷載9(變位4)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 41 0 14 0 -108 0 36 0 146 0 48 0 -79 0 使用階段荷載41(溫度1)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 92 0 14 0 -92 0 36 0 -92 0 48 0 92 0 使用階段荷載42(溫度2)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 -46 0 14 0 46 0 36 0 46 0 48 0 -46 0 使用階段荷載55(汽車(chē)MaxM)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0

33、 0 48 0 0 0 使用階段荷載56(汽車(chē)MinM)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用階段荷載57(汽車(chē)MaxQ)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 2400 0 14 0 4210 0 36 0 4210 0 48 0 2340 0 使用階段荷載58(汽車(chē)MinQ)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 -736 0 14 0 -354 0 36 0 -354 0 48 0 -736 0 使用階段荷載59(汽車(chē)MaxN)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎

34、矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用階段荷載60(汽車(chē)MinN)結(jié)構(gòu)支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)水平力豎向力彎矩2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 組合3(標(biāo)準(zhǔn)值組合)支承反力見(jiàn)下表。組合3支承反力(單位:kN)節(jié)點(diǎn)號(hào)內(nèi)力水平最大水平最小豎向最大豎向最小最大彎矩最小彎矩2 水平力0 0 0 0 0 0 豎向力2790 2790 5710 1690 2790 2790 彎 矩0 0 0 0 0 0 14 水平力0 0 0 0 0 0 豎向力23500 23500 28600 22400 23500 23500 彎 矩0 0 0 0 0 0 36 水平力0 0 0 0 0 0 豎向力23500 23500 28600 22400 23500 23500 彎 矩0 0 0 0 0 0 48 水平力0 0 0 0 0 0 豎向力2780 2780 5640 1690

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