midas連續(xù)梁計(jì)算書

1、精品文檔第 1章 89# 92#預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡述本橋?yàn)?27+27+25.94 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，斷面型式為弧形邊腹板大懸臂斷面，根據(jù)道路總體布置要求，主梁上下行為整體斷面，變寬度32.713m -35m，單箱 5 室結(jié)構(gòu)變截面。箱梁頂板厚度為0.22m，底板厚度 0.2m；支點(diǎn)范圍腹板厚度0.7m，跨中范圍腹板厚度 0.4m。主梁單側(cè)懸臂長度為4.85m，箱梁懸臂端部厚度為0.2m，懸臂沿弧線一直延伸至主梁底板。主梁兩側(cè)懸臂設(shè)置0.1m 后澆帶，與防撞護(hù)欄同期進(jìn)行澆筑。本橋平、立面構(gòu)造及斷面形式如圖11.1.1 和圖 11.1.2 所示。圖 11.1.1箱梁構(gòu)造圖圖 11.1.

2、2箱梁斷面圖。1 歡迎下載精品文檔縱向預(yù)應(yīng)力采用 s15.2 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線 ( 級 )(GB/T5224-1995) ，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 f pk =1860MPa 。中支點(diǎn)斷面鋼束布置如圖 11.1.3 所示。圖11.1.3中支點(diǎn)斷面鋼束布置圖主要斷面預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量如下表截面位置邊跨跨中中支點(diǎn)中跨跨中鋼絞線（ s 15.2 ）束數(shù)363636墩橫梁預(yù)應(yīng)力采用采用s15 19，單向張拉，如下圖。1.2主要材料1.2.1主要材料類型(1) 混凝土：主梁采用 C50砼；(2) 普通鋼筋： R235、HRB335鋼筋；(3) 預(yù)應(yīng)力體系：采用 s15.2 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線 ( 級 )(GB/T522

3、4-1995) ，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 f pk =1860 MPa ；預(yù)應(yīng)力錨具采用符合 GB/T14370-2002預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器中類要求的優(yōu)質(zhì)錨具；波紋管采用符合JT/T529-2004 標(biāo)準(zhǔn)的塑料波紋管。1.2.2主要材料用量指標(biāo)本橋上部結(jié)構(gòu)主要材料用量指標(biāo)如表11.2.2-1 所示，表中材料指標(biāo)均為每平米橋面的用量。2 歡迎下載精品文檔表 11.2.2-1上部結(jié)構(gòu)主要材料指標(biāo)材料全橋用量用量指標(biāo)單位用量單位用量指標(biāo)混凝土（ C50）m32015.8m3/m20.737預(yù)應(yīng)力鋼絞線t35.902kg/m213.131普通鋼筋t345.221kg/m2126.2611.3結(jié)構(gòu)計(jì)算分析1.

4、3.1計(jì)算模型結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如下圖所示。圖 11.3.1-1結(jié)構(gòu)模型圖有效分布寬度Iyy 系數(shù)10.90.80.70.60.50546985278319451165197142 .0 . . .2 . . .4 . . . . . .坐標(biāo). 5.26930470715825826929111233344555666777圖 11.3.1-2箱梁抗彎剛度折減系數(shù)示意圖1.3.2支座反力計(jì)算本橋各橋墩均設(shè)三支座。經(jīng)計(jì)算，本橋各墩處的反力見表11.3.2-1 ，支座布置如圖 11.3.2-1 示。3 歡迎下載精品文檔圖 11.3.2-1支座位置示意圖表 11.3.2-1支座反力一覽表 ( 反力單位：

5、kN)位置沉降沉降梯度梯度活載活載鋼束恒載組合組合(最大)(最小 )升溫降溫(最大)(最小)二次最大最小端支點(diǎn)966-966667-3332678-2446358842134627608(89# 墩 )中支點(diǎn)2905-2905-6733373860-4064246973138120295(90# 墩 )中支點(diǎn)2992-2992-6813403814-4554243373138620111(91# 墩 )中支點(diǎn)1052-1052687-3442661-2665338852134587396(92# 墩 )注： (1)汽車荷載效應(yīng)中已包含沖擊力；(2) “組合”項(xiàng)為標(biāo)準(zhǔn)值的組合結(jié)果；(3) 表中數(shù)

6、據(jù)為每個(gè)墩位處合計(jì)支座反力。1.3.3主梁持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算本橋按承載能力極限狀態(tài)組合的彎矩和剪力包絡(luò)圖及對應(yīng)的抗力分別如圖11.3.3-1 2所示。圖中單位為 kN.m與kN。圖 11.3.3-1承載能力組合彎矩包絡(luò)圖及對應(yīng)抗力圖( 單位： kN.m)。4 歡迎下載精品文檔圖 11.3.3-2承載能力組合剪力包絡(luò)圖及對應(yīng)抗力圖( 單位： kN)本橋按承載能力組合的正、負(fù)彎矩最大值分別為100,281kN.m和-86,295kN.m ；最大、最小剪力分別為 22,074kN 和-21,959kN 。根據(jù)以上圖形可以看出，主梁各截面的正截面抗彎驗(yàn)算、斜截面抗剪驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。1.3

7、.4主梁持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算(1) 正截面抗裂驗(yàn)算本橋按 A類構(gòu)件進(jìn)行正截面抗裂驗(yàn)算時(shí)，在作用短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合下的正截面拉應(yīng)力包絡(luò)圖如圖11.3.4-1 4所示，圖中應(yīng)力單位為 MPa，以拉應(yīng)力為正。由圖 11.3.4-1 4可見，在短期效應(yīng)作用下，主梁上緣在中支點(diǎn)及跨中截面出現(xiàn)拉應(yīng)力且在中間支座處有最大值3.9MPa，主梁下緣在中支座附近截面亦出現(xiàn)拉應(yīng)力達(dá) 2.4MPa，均超過規(guī)范 0.7*f tk (1.855MPa) 。在按長期效應(yīng)組合時(shí)，主梁上緣在中間支點(diǎn)及跨中截面處出現(xiàn)拉應(yīng)力，且在中間支座處有最大值0.8MPa，不滿足規(guī)范要求（長期效應(yīng)組合不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力）；主梁下

8、緣未出現(xiàn)拉應(yīng)力?？梢?，主梁在中間支座和跨中截面不滿足規(guī)范對于A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的正截面抗裂要求。5 歡迎下載精品文檔圖 11.3.4-1短期組合上緣最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)圖 11.3.4-2短期組合下緣最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)圖 11.3.4-3長期組合上緣最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)圖 11.3.4-4長期組合下緣最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)。6 歡迎下載精品文檔(2) 斜截面抗裂驗(yàn)算本橋按 A類構(gòu)件計(jì)算時(shí)，在作用短期效應(yīng)組合下主拉應(yīng)力包絡(luò)圖如圖11.3.4-5所示。由圖 11.3.4-5 可知，主梁在各支點(diǎn)附近及跨中截面出現(xiàn)拉應(yīng)力且最大達(dá)3.9MPa，

9、超出規(guī)范要求的 0.5*f tk (1.325MPa) ?？梢姡髁涸谥虚g支座和跨中截面不滿足規(guī)范對于 A類預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的斜截面抗裂要求。圖 11.3.4-5短期組合主拉應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)(3) 撓度驗(yàn)算本橋按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的最大、最小豎向位移圖( 已扣除恒載變形 ) 如圖11.3.4-6 7所示。圖11.3.4-6短期組合 ( 扣除自重 ) 最大豎向位移圖( 單位： mm)圖11.3.4-7短期組合 ( 扣除自重 ) 最小豎向位移圖( 單位： mm)。7 歡迎下載精品文檔從圖可 見， 結(jié)構(gòu) 的最大正 負(fù)撓度 之和為 1.5mm，考慮撓度長期增長系數(shù)1. 43 ，長期撓度為

10、2.1mm，規(guī)范允許值為 L/600=58mm，故滿足要求。1.3.5主梁持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算(1) 正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算本橋按荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的截面上下緣壓應(yīng)力包絡(luò)圖分別如圖11.3.5-1 2所示。圖 11.3.5-1標(biāo)準(zhǔn)組合上緣壓應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)圖 11.3.5-2標(biāo)準(zhǔn)組合下緣壓應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)由上圖可見，按標(biāo)準(zhǔn)值組合的主梁上緣最大壓應(yīng)力為10.9MPa；下緣最大壓應(yīng)力為 8.3MPa。上下緣應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。(2) 混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算本橋按荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的截面主壓應(yīng)力包絡(luò)圖如圖11.3.5-3 所示。8 歡迎下載精品文檔圖 11.3.5-3標(biāo)準(zhǔn)組合主壓

11、應(yīng)力包絡(luò)圖( 單位： MPa)由圖可見，按標(biāo)準(zhǔn)值組合的混凝土最大主壓應(yīng)力為10.9MPa，滿足規(guī)范要求。1.3.6端橫梁驗(yàn)算端橫梁寬度 1.2m，支座間距 13.6m，為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。計(jì)算模型如下。圖 11.3.6-1端橫梁計(jì)算模型圖考慮到橫梁懸臂部分的受力與跨中并無太大區(qū)別，而斜腹板處為預(yù)應(yīng)力鋼束集中錨固的區(qū)域，桿系模型的計(jì)算結(jié)果不太真實(shí)，因此，對橫梁的計(jì)算結(jié)果著重考察中間等高的部分。表 1.3.6-1支座反力一覽表( 反力單位： kN)位置活載活載鋼束恒載組合組合(最大)(最小)二次最大最小左支點(diǎn)1137-56-457393146133420中支點(diǎn)1547-17810457082961

12、17886右支點(diǎn)884-105-528260129591970注： (1)汽車荷載效應(yīng)中已包含沖擊力；(2) “組合”項(xiàng)為標(biāo)準(zhǔn)值的組合結(jié)果；(3) 表中數(shù)據(jù)為右端橫梁下墩頂每個(gè)支座處反力。(4) 支點(diǎn)位置中的“左中右”指從 92#墩向小號(hào)方向看。9 歡迎下載精品文檔(1) 橫梁持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算端橫梁按承載能力極限狀態(tài)組合的彎矩和剪力包絡(luò)圖及對應(yīng)的抗力分別如圖11.3.6-2 3所示。計(jì)算截面抗力時(shí)，縱向普通鋼筋按上下緣各8根 D28，箍筋按D16150mm考慮。圖中單位為 kN與 kN.m。圖 11.3.6-2承載能力組合彎矩包絡(luò)圖及對應(yīng)抗力圖( 單位： kN.m)圖 11.3.6

13、-3承載能力組合剪力包絡(luò)圖及對應(yīng)抗力圖( 單位： kN)根據(jù)圖 11.3.6-2 ，端橫梁按承載能力組合的最大正、負(fù)彎矩為7,520kN.m，21，567kN.m；最大、最小剪力分別為6,051kN和-7,215kN 。根據(jù)圖 11.3.6-3 可知，端橫梁中間等高部分預(yù)應(yīng)力束范圍內(nèi)正截面抗彎驗(yàn)算、斜截面抗剪驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。(2) 橫梁持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算按荷載短期、長期效應(yīng)組合，端橫梁上、下緣的最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖參見圖11.3.6-4 7。10 歡迎下載精品文檔圖 11.3.6-4端橫梁短期組合上緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)圖 11.3.6-5端橫梁短期組合下緣最大拉應(yīng)力( 單

14、位： MPa)圖 11.3.6-6端橫梁長期組合上緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)圖 11.3.6-7端橫梁長期組合下緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)由圖 11.3.6-4 7可見，按荷載短期組合，該端橫梁上緣未出現(xiàn)拉應(yīng)力，下最。11 歡迎下載精品文檔大拉應(yīng)力為 0.6MPa，滿足規(guī)范要求。 按荷載長期組合， 該端橫梁上緣未出現(xiàn)拉應(yīng)力，下緣最大拉應(yīng)力為 0.5 MPa，出現(xiàn)在兩邊支座內(nèi)側(cè)梁段，不滿足規(guī)范要求。按荷載短期效應(yīng)組合，端橫梁最大主拉應(yīng)力包絡(luò)圖參見圖11.3.6-8 。圖 11.3.6-8端橫梁短期組合最大主拉應(yīng)力( 單位： MPa)由圖 11.3.6-9 可見，按荷載短期組合，端橫梁

15、主拉應(yīng)力最大值達(dá)1.0MPa，滿足規(guī)范要求。(3)橫梁持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算按荷載標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合， 端橫梁上、下緣的最大壓應(yīng)力包絡(luò)圖參見圖11.3.6-10 11。圖11.3.6-10端橫梁標(biāo)準(zhǔn)組合上緣最大壓應(yīng)力( 單位： MPa)圖11.3.6-11端橫梁標(biāo)準(zhǔn)組合下緣最大壓應(yīng)力( 單位： MPa)。12 歡迎下載精品文檔由上圖可見，按標(biāo)準(zhǔn)值組合的主梁上緣最大壓應(yīng)力為5.8MPa；下緣最大壓應(yīng)力為7.0MPa。上下緣應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。端橫梁按荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的截面主壓應(yīng)力包絡(luò)圖如圖11.3.6-12 所示。圖 11.3.6-12端橫梁標(biāo)準(zhǔn)組合最大主壓應(yīng)力( 單位： MPa)由圖可見，按標(biāo)準(zhǔn)值組合的

16、混凝土最大主壓應(yīng)力為7.6MPa，滿足規(guī)范要求。1.3.7中橫梁驗(yàn)算中橫梁寬度 2.2m，支座間距 13.6m，為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。計(jì)算模型如下。圖 11.3.7-1 中橫梁計(jì)算模型圖考慮到橫梁懸臂部分的受力與跨中并無太大區(qū)別，而斜腹板處為預(yù)應(yīng)力鋼束集中錨固的區(qū)域，桿系模型的計(jì)算結(jié)果不太真實(shí)，因此，對橫梁的計(jì)算結(jié)果著重考察中間等高的部分。表 1.3.6-1支座反力一覽表( 反力單位： kN)位置活載活載鋼束恒載組合組合(最大)(最小)二次最大最小左支點(diǎn)1650-47793095327882中支點(diǎn)2354-36848134281582913107右支點(diǎn)15591836599258366注： (1

17、)汽車荷載效應(yīng)中已包含沖擊力；(2) “組合”項(xiàng)為標(biāo)準(zhǔn)值的組合結(jié)果；(3) 表中數(shù)據(jù)為右端橫梁下墩頂每個(gè)支座處反力。13 歡迎下載精品文檔(4)支點(diǎn)位置中的“左中右”指從91#墩向小號(hào)方向看(1) 橫梁持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算中橫梁按承載能力極限狀態(tài)組合的彎矩和剪力包絡(luò)圖及對應(yīng)的抗力分別如圖11.3.7-2 3所示。計(jì)算截面抗力時(shí)，縱向普通鋼筋按上、下緣15根D28進(jìn)行考慮；箍筋按 D16150mm考慮。圖中單位為 kN與 kN.m。圖 11.3.7-2承載能力組合彎矩包絡(luò)圖及對應(yīng)抗力圖( 單位： kN.m)圖 11.3.7-3承載能力組合剪力包絡(luò)圖及對應(yīng)抗力圖( 單位： kN)中橫梁按承

18、載能力組合的最大正、負(fù)彎矩為13,887kN.m和-23 ，491kN.m，根據(jù)圖11.3.7-2 ，中橫梁的抗彎承載能力滿足要求。中橫梁按承載能力組合的最大、 最小剪力分別為 11,269kN（該截面抗剪能力 11，025 kN）和-10,333kN ，最大剪應(yīng)力位于中支座處， 超出承載能力 2%。根據(jù)圖 11.3.7-3 ，端橫梁的斜截面抗剪驗(yàn)算不滿足要求。(2) 橫梁持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算按荷載短期、長期效應(yīng)組合，中橫梁上、下緣的最大拉應(yīng)力包絡(luò)圖參見圖11.3.7-4 7。14 歡迎下載精品文檔圖 11.3.7-4中橫梁短期組合上緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)圖 11.3.7-5

19、中橫梁短期組合下緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)圖 11.3.7-6中橫梁長期組合上緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)圖 11.3.7-7中橫梁長期組合下緣最大拉應(yīng)力( 單位： MPa)由圖 11.3.7-4 7可見，按荷載短期組合，該端橫梁上、下緣最大拉應(yīng)力分別。15 歡迎下載精品文檔2.0MPa、1.5MPa，不滿足規(guī)范要求；按荷載長期組合，該端橫梁上、下緣均出現(xiàn)拉應(yīng)力且最大值都為 1.8MPa，不滿足規(guī)范要求。按荷載短期效應(yīng)組合，中橫梁最大主拉應(yīng)力包絡(luò)圖參見圖11.3.7-8 。圖 11.3.7-8中橫梁短期組合最大主拉應(yīng)力( 單位： MPa)由圖 3.3.33 可見，按荷載短期組合，中橫

20、梁主拉應(yīng)力最大值達(dá)2.0MPa，不滿足規(guī)范要求。(3) 橫梁持久狀況應(yīng)力驗(yàn)算按荷載標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合，中橫梁上、下緣的最大壓應(yīng)力包絡(luò)圖參見圖11.3.7-9 10。圖 11.3.7-9中橫梁標(biāo)準(zhǔn)組合上緣最大壓應(yīng)力( 單位： MPa)圖11.3.7-10中橫梁標(biāo)準(zhǔn)組合下緣最大壓應(yīng)力( 單位： MPa)。16 歡迎下載精品文檔由上圖可見，按標(biāo)準(zhǔn)值組合的主梁上緣最大壓應(yīng)力為5.5MPa；下緣最大壓應(yīng)力為6.0MPa。上下緣壓應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。中橫梁按荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的截面主壓應(yīng)力包絡(luò)圖如圖11.3.7-11 所示。圖 11.3.7-11中橫梁標(biāo)準(zhǔn)組合最大主壓應(yīng)力( 單位： MPa)由圖可見，按標(biāo)準(zhǔn)值組合的混凝土最大主壓應(yīng)力為6.0MPa，滿足規(guī)范要求。1.4 計(jì)算結(jié)果小結(jié)與分析本橋在模型計(jì)算中考慮了荷載有效分布寬度，通過對本橋的計(jì)算分析可知：(1) 橋梁上部結(jié)構(gòu)總體計(jì)算的承載能力、撓度、持久狀況的壓應(yīng)力水平滿足規(guī)范要求。中橫梁及端橫梁的懸臂部分受力參考橋面板的分析結(jié)果，中橫梁抗剪承載能力、短長期效應(yīng)組