橋梁橫梁計(jì)算書

1、A13#中橫梁計(jì)算書設(shè)計(jì)規(guī)范(1)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2004(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JTGD62-2004(3)公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/TB02-01-2008(4)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD63-2007計(jì)算參數(shù)主要材料及技術(shù)參數(shù)(1)混凝土力學(xué)指標(biāo)混凝土力學(xué)指標(biāo)表表1-1項(xiàng)目C50C40fck(MPa)ftk(MPa)fcd(MPa)ftd(MPa)彈性模量Ec(MPa)3450032500剪切卞K量Gc(MPa)1380013000泊松比心熱膨脹系數(shù)a(2)鋼絞線力學(xué)指標(biāo)鋼絞線力學(xué)指標(biāo)表表1-2項(xiàng)目彈性模量Ep(MPa)195000fpk

2、(MPa)1860fpd(MPa)1260熱膨脹系數(shù)a(3)鋼筋力學(xué)指標(biāo)鋼筋力學(xué)指標(biāo)表表1-3項(xiàng)目HRB335R235fsk(MPa)335235fsd(MPa)280195fsd(MPa)280195彈性模量Es(MPa)200000200000工程概況簡龍互通式立體交叉A匝道橋第四聯(lián)上部結(jié)構(gòu)是跨徑組合為m等高度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，橋梁寬度為,橋梁設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：設(shè)計(jì)荷載：城一A,公路-I級；受力階段：澆注梁；加二期恒載；使用階段預(yù)應(yīng)力體系布置橫梁預(yù)應(yīng)力筋主要有：13-鋼絞線，管道采用塑料波紋管。計(jì)算荷載取值永久作用(1) 一期恒載主梁：C50墩：C40橫梁自重，預(yù)應(yīng)力混凝

3、土容重取26kN/m3。預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力鋼絞線米用公稱直徑s15.2mm低松弛鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa,彈性模量Ep=M05MPa。預(yù)應(yīng)力鋼束與管道的摩擦系數(shù)以取，管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)k取?；炷潦湛s徐變作用：按規(guī)范考慮。(2)上部主梁主梁支反力計(jì)算中取橋梁縱向計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行中橫梁的計(jì)算，上部荷載反力(包括二期包載)作用在每個(gè)支點(diǎn)處為；(3)收縮徐變收縮徐變時(shí)間取10年，即3650天?？勺冏饔煤奢d等級：城一A,公路-I級；采用橫向移動(dòng)荷載加載計(jì)算(2) 溫度荷載整體溫差：升溫20，降溫20；局部溫差：正負(fù)溫度梯度按規(guī)范瀝青混凝土鋪裝取值。主梁按公路橋涵設(shè)計(jì)通用

4、規(guī)范(JTGD60-2004)計(jì)入梯度溫度影響。荷載組合荷載組合(1) 持久狀況和短期狀況應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)組合：作用取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)(2) 持久狀況正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合:永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合長期效應(yīng)組合:永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)組合(3) 持久狀況承載能力極限狀態(tài)基本組合：永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合計(jì)算過程說明計(jì)算說明(1) 計(jì)算方法計(jì)算采用Midas/civil進(jìn)行平面桿系分析，根據(jù)橋梁施工流程劃分結(jié)構(gòu)計(jì)算的施工階段。根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力、主梁極限承載力計(jì)算，按A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在施工階段、使用階段應(yīng)

5、力、極限承載力是否符合規(guī)范要求。(2) 施工方法本橋采用滿堂支架澆注施工。計(jì)算要點(diǎn)橫梁按照一次落架的施工方法采用平面桿系理論進(jìn)行計(jì)算，考慮長度為6倍頂板厚度的頂?shù)装鍏⑴c橫梁受力，根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力、極限承載能力計(jì)算，按A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在施工階段、使用階段應(yīng)力、極限承載力及整體剛度是否符合規(guī)范要求。(1) 計(jì)算模型橫梁模型共劃分48個(gè)單元，52個(gè)節(jié)點(diǎn)。下部墩柱與上部結(jié)構(gòu)間采用剛性連接。橋梁模型如下圖所示。圖1-2結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖計(jì)算結(jié)果匯總1.7.1 施工狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算按照新公橋規(guī)第7.2.8條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合：壓應(yīng)力ct

6、c0.70fc'k，拉應(yīng)力ctt0.70ftk'。本橋施工時(shí)混凝土強(qiáng)度已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的90%，故壓應(yīng)力允許值'0.70fck0.700.932.420.40MPa；拉應(yīng)力允許值0.70X>=。下圖所列為施工階段截面邊緣混凝土的最大、最小正應(yīng)力。圖1-3-1施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算（最大）（單位：MPa）圖1-3-2施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算（最?。▎挝唬篗Pa）由上圖可見，施工階段應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。1.7.2 持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算按照正常使用極限狀態(tài)的要求，采用作用短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合，按A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。A.正應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD

7、62-2004第6.3.1條,正截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，對于A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在荷載短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：stpc0.7ftk1.855MPa；圖1-4-1使用階段正截面抗裂驗(yàn)算（短期組合）（單位：MPa）在荷載長期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：ltpc0。圖1-4-2使用階段正截面抗裂驗(yàn)算（長期組合）（單位：MPa）由以上兩圖可見：長效組合下除梁端外均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，短效組合下在3#墩頂出現(xiàn)最大拉應(yīng)力，由此可知，橫梁在正常使用階段正截面抗裂滿足規(guī)范要求。B.主拉應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD62-2004第6.3.1條，斜截面抗裂應(yīng)對構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，對于A類預(yù)應(yīng)

8、力混凝土現(xiàn)場澆筑構(gòu)件，在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足：tp0.5%1.325MPa。圖1-5使用階段斜截面抗裂驗(yàn)算（單位：MPa）由上圖可見，忽略梁端處主拉應(yīng)力的影響，主梁在正常使用階段斜截面抗裂滿足規(guī)范要求。1.7.3 持久狀況預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD62-2004第7.1.1條，按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土法向壓應(yīng)力和斜截面混凝土主壓應(yīng)力，并不超過相應(yīng)限值。計(jì)算時(shí)作用取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。A.混凝土正壓應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD62-2004第7.1.5條，使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土最大正應(yīng)力應(yīng)符合以下規(guī)定：圖1-6

9、使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算（單位：MPa）標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，構(gòu)件正截面最大壓應(yīng)力為，小于規(guī)范限值，使用階段主梁正截面混凝土壓應(yīng)力滿足要求。B.使用階段混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD62-2004第7.1.6條，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主壓應(yīng)力cp應(yīng)符合以下規(guī)定：cp圖1-7使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算（單位：MPa）標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，構(gòu)件截面最大主壓應(yīng)力為，滿足規(guī)范限值，使用階段主梁截面混凝土主壓應(yīng)力滿足要求。1.7.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD62-004第7.1.5條，使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力應(yīng)滿足：預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算表1-4鋼束編號張拉控制應(yīng)力（Con（MPa）預(yù)應(yīng)力最人拉應(yīng)力（pe+cp（MPa）N11395N2|1395|經(jīng)驗(yàn)算，預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生最大拉應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。1.7.5 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算按照橋規(guī)持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算要求，主梁應(yīng)滿足正截面抗彎強(qiáng)度、斜截面抗剪強(qiáng)度要求。A.正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算按照規(guī)范JTGD62-2004第5.1.5條，進(jìn)行主梁承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合。將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分，考慮預(yù)加力引起的次效應(yīng)，并考慮普通鋼筋的作用。其中，頂板布置25根間距10cm的上25普通鋼