混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)計算報告

1、目錄1 工程概況.21.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) .21.1.1設(shè)計道路等級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) .21.1.2計算參數(shù) .31.1.3荷載組合 .51.2主要材料及性能指標(biāo)設(shè)計參數(shù). 52計算依據(jù)和內(nèi)容 .52.1計算依據(jù) .52.2計算內(nèi)容 .53縱向計算.53.1計算模型 .63.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算. 63.2.1正截面抗彎承載力驗(yàn)算 .63.2.2斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 .83.2.3抗扭驗(yàn)算 .93.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算. 113.3.1裂縫寬度驗(yàn)算 .113.3.2撓度驗(yàn)算 .124端橫梁計算 .134.1計算模型 .134.2荷載 .144.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算. 144

2、.4正截面抗彎承載力驗(yàn)算 .144.5斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 .154.6裂縫寬度計算 .165中橫梁計算 .165.1計算模型 .165.2荷載 .175.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算. 175.4正截面抗彎承載力驗(yàn)算 .175.5斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 .185.6裂縫寬度計算 .196橋面板計算 .錯誤！未定義書簽。I /231 工程概況本項(xiàng)目橋位位于。本聯(lián)為單箱單室混凝土結(jié)構(gòu)， 跨徑布置為 11+20+11m。箱梁梁頂寬 6m，頂板厚度為 0.22m；底板寬 3.6m，厚度從距中跨橫梁 3m的范圍內(nèi)按線性由 0.22m 漸變?yōu)?0.5m；跨中箱梁高 1m，支點(diǎn)箱梁高 1.6m；腹板跨中標(biāo)

3、準(zhǔn)段厚度為 0.45m，在縱橋向與底板變厚度相同的梁段區(qū)間內(nèi)，腹板厚度由 0.45m 變化到 0.7m；頂、底板平行布置， 頂板加腋尺寸 0.4 × 0.15m，底板加腋尺寸 0.2 × 0.2m，中橫梁寬2m，端橫梁寬 1m，梁端統(tǒng)一留 0.03m 伸縮用，截面構(gòu)造圖如圖 1.2 、 1.3 所示：道路設(shè)計中心線300060003000120045027004501200000200205050230320400×1501065200×20002212001800180012003600圖 1.2主梁跨中標(biāo)準(zhǔn)斷面（單位：mm）道路設(shè)計中心線600030

4、0030001200700220070012000002002005502303200400×15018200×2003004支座中心線1350135012001800360018001200圖 1.3主梁支點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)斷面（單位：mm）橋梁寬度： 0.5m（欄桿） +5m（車行道） +0.5m（欄桿） =6m。主橋施工采用滿堂支架現(xiàn)澆施工。1.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1.1.1設(shè)計道路等級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1) 道路等級2) 設(shè)計車速3) 設(shè)計基準(zhǔn)期和設(shè)計安全等級2 /23設(shè)計基準(zhǔn)期： 100 年。設(shè)計使用年限： 50 年。設(shè)計安全等級：一級。4) 荷載標(biāo)準(zhǔn)按城市橋梁設(shè)計規(guī)范CJJ 11-2011

5、取值。5) 橋面寬度：0.5 （欄桿及路燈） +5（道路） +0.5 （欄桿及路燈）6) 抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：橋址處的地震動峰值加速度為0.1g （基本烈度 7 度）（按照城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范（ CJJ166-2011）、中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 （GB18306-2001）以及建筑抗震設(shè)計規(guī)范 （ GB50011-2010）中儋州市的相關(guān)規(guī)定確定） ，抗震設(shè)防類別為丁類；7) 環(huán)境類別：構(gòu)件均按 III類環(huán)境考慮。9) 橋面防水等級：橋面防水等級為 I 級。10) 設(shè)計洪水頻率：常水位標(biāo)高： 1.50m；河床底標(biāo)高： 0.0m。11) 航道等級：無通航要求。1.1.2計算參數(shù)1.恒載a）施工階段一期恒

6、載：包括結(jié)構(gòu)自重（包含結(jié)構(gòu)配重） 、徐變收縮、基礎(chǔ)變位等；混凝土容重采用26kN/m3。根據(jù)施工步驟，每一階段通過混凝土加載齡期、荷載變化過程分別考慮徐變、收縮影響。施工階段結(jié)束后 10 年的使用階段混凝土徐變、收縮影響作為可選效應(yīng)計入組合。b)二期恒載：（1）橋面鋪裝： 8cm 混凝土（=26kN/m3）+9cm 瀝青混凝土（ =23kN/m3）；3 /23（2）欄桿基座： 4.2kN/m；（單側(cè)）；（3）欄桿： 2kN/m ；（單側(cè)）；（4）防撞護(hù)欄： 10kN/m（單側(cè)）；（5）管線及管線托架： 6kN/m；（按每根管線 15kg/m 計算）（6）外裝飾砼掛板： 7.1 kN/m（單側(cè)）

7、；（7）外貼面裝飾： 3.8 kN/m（單側(cè)）；（8）管線下放砼板： 5 kN/m（單側(cè)）。2.活載荷載標(biāo)準(zhǔn)：車輛荷載：按城市橋梁設(shè)計規(guī)范 （ CJJ 11-2011）第 10.0.3 條規(guī)定的城 -B 取值；非機(jī)動車荷載：無非機(jī)動車通行；消防車荷載：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范第5.1 條取值人群荷載：按城市橋梁設(shè)計規(guī)范 （ CJJ 11-2011）第 10.0.5 條規(guī)定及城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范（ 2003 修改版）（ CJJ69-95）第 3.1.3 條規(guī)定取值；車輛按單車道計算。分別計算車輛和人群荷載，取其不利值；3.溫度荷載分別計算結(jié)構(gòu)整體升降溫20。日照溫差遵照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范

8、（ JTGD60-2015）取值，橋面板表面升溫 14，橋面板以下 100mm 升溫 5.5，橋面板以下 400mm 升溫 0，負(fù)效應(yīng)減半。4.風(fēng)荷載風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算按公路橋涵設(shè)計通用設(shè)計規(guī)范（ JTG 60-2015）的規(guī)定執(zhí)行。5.基礎(chǔ)不均勻沉降基礎(chǔ)變位：每個墩按1/3000 的跨徑進(jìn)行計算，進(jìn)行最不利組合。6.制動力或摩阻力4 /23橋墩制動力、摩阻力遵照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2015）取值。1.1.3荷載組合按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （JTG D60-2015）執(zhí)行。對持久狀況承載能力計算進(jìn)行荷載效應(yīng)的基本組合， 對正常使用極限狀態(tài)計算進(jìn)行各種荷載效應(yīng)的短期效應(yīng)和長期效

9、應(yīng)組合，對支座反力計算進(jìn)行荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合等。1.2主要材料及性能指標(biāo)設(shè)計參數(shù)1、混凝土：主梁 C45混凝土（ -E 環(huán)境）；表 1.1混凝土材料特性標(biāo)號容重 (kN/m3)fcd(MPa)ftd(MPa)E(MPa)泊松比 C4526.020.51.743.35×1040.21.0×10-5混凝土剪切模量 Ge=0.4 Ec2、鋼材設(shè)計用鋼筋為 HRB400鋼筋， HRB400鋼筋必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1499.22007）的有關(guān)規(guī)定。表 1.2普通鋼筋材料特性抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （MPa）強(qiáng)度設(shè)計值 （MPa）鋼筋種類彈性模量 Es(MPa)fsk抗拉 f sd5抗壓 f

10、sdHRB4004003303302.0 × 102 計算依據(jù)和內(nèi)容2.1計算依據(jù)現(xiàn)行國家及行業(yè)有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范。2.2計算內(nèi)容1、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算；2、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算；3 縱向計算5 /233.1計算模型整體計算采用 Midas/Civil2015 進(jìn)行計算。在實(shí)際建模中，對主梁采用梁單元模擬，整個計算模型共 66 個節(jié)點(diǎn)， 49 個單元，如圖 3.1 所示。圖 3.1 計算模型圖示主梁單元坐標(biāo)軸： X- 順橋向， Y-橫橋向， Z- 豎橋向，計算采用 kN、m制，應(yīng)力單位為 MPa，截面有效寬度參考 JTG D62-2004 的第 4.2.3

11、條規(guī)定計算。理論分跨線理論分跨線對稱中心線42000/2=2100030109701000010006002400237030006001000100060024006000支座中心00000005555540400444770000004440080105000351155919900006732000005055091599130180001000404400000055755544444支座中心支座中心圖 3.2 梁底支座布置圖（梁底剖面俯視圖）（單位： mm）3.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算3.2.1正截面抗彎承載力驗(yàn)算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（ JTG D622

12、004）第 5.1.5 條及公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（ JTG D60 2015）第 4.1.6 條的規(guī)定，本橋計算時取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 1.1。按照鋼筋混凝土構(gòu)件，并根據(jù)規(guī)范 JTG D62 2004 第 5.1.1-5.2.5 的要求對荷載 （作用）進(jìn)行組合計算， 驗(yàn)算正截面的抗彎承載力。表 3.1正截面抗彎承載力計算結(jié)果單元驗(yàn)算rMu (kN*m)Mn (kN*m)1OK0168172OK-20140146 /233OK637168174OK1319168175OK2328168176OK2910168177OK3129168178OK3125168179OK28971987510OK2570

13、1987511OK21161987512OK11671375914OK5391375915OK16142560816OK21612560817OK32782560818OK42622369719OK53622363920OK61812174721OK66771985522OK69041681723OK66771681724OK61801681725OK53621681726OK42612369727OK32782369728OK21602725829OK16141375930OK5391375931OK11672534732OK2359240

14、3134OK2897993735OK3125993736OK3129946037OK29101681738OK23281681739OK6371681741OK-20140147 /23圖 3.3 基本組合下的彎矩抗力及對應(yīng)內(nèi)力（單位：KN· m）圖 3.3 給出了各截面的抗彎承載力及對應(yīng)的內(nèi)力，由計算結(jié)果可知，截面的設(shè)計彎矩均小于截面極限承載彎矩，各截面的抗彎承載力均滿足規(guī)范要求。3.2.2斜截面抗剪承載力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 的第 5.2.6-5.2.12 條規(guī)定進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。箍配筋置為跨中每片腹板2 肢 16150mm，腹

15、板加厚段每片4 肢 16100mm，計算結(jié)果如圖3.4 所示，表 3.4 為典型截面位置在基本組合下的抗剪承載能力驗(yàn)算。表 3.2斜截面抗剪承載力計算結(jié)果單元驗(yàn)算rVd (kN)Vn (kN)1OK049902OK30948473OK39147334OK47645595OK68141946OK96237957OK119439968OK142341989OK1646440010OK1824519811OK2006603612OK2150684713OK23491159614OK-11221159615OK-897757816OK-793741417OK-589624818OK-382524819

16、OK-130523620OK127483621OK38844368 /2322OK651379523OK953379524OK1260379525OK1569499426OK1875539327OK2135641828OK2419740529OK25671159630OK-740986331OK-504704932OK-397679233OK-169588034OK56444035OK250444036OK450423937OK658379538OK916419439OK1213455940OK1374499041OK-814847圖 3.4 基本組合下的剪力抗力及對應(yīng)內(nèi)力（單位：KN）結(jié)果表

17、明驗(yàn)算截面的設(shè)計剪力均小于截面極限承載剪力，結(jié)構(gòu)受力安全， 斜截面抗剪滿足設(shè)計規(guī)范要求。3.2.3抗扭驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 的第 5.5.1-5.5.6 條規(guī)定進(jìn)行截面抗扭承載力驗(yàn)算。正常組合下剪力最大時和扭轉(zhuǎn)最大時截面抗扭承載能力驗(yàn)算結(jié)果如表3.3 所示。表 3.3 抗扭承載力計算結(jié)果單元驗(yàn)算rTd (kN*m)Tn (kN*m)rVd (kN)Vn (kN)1OK0.0011823049902OK-0.181182330948479 /233OK-0.201182339147334OK-0.201182347645595OK-0.281182368141946OK0.01

18、1182396237957OK0.0112323119439968OK0.0112822142341989OK0.85133221646440010OK0.89144381824519811OK0.94155532006603612OK5.03166692150684713OK-0.841781823491159614OK-0.2117818-11221159615OK-0.1917818-897757816OK0.0317818-793741417OK0.1116799-589624818OK-0.0915780-382524819OK-0.0914791-130523620OK-0.091

19、3801127483621OK-0.0912812388443622OK0.1711823651379523OK0.1812812953379524OK0.18138011260379525OK0.18147911569499426OK0.88157801875539327OK0.66167992135641828OK-0.01178182419740529OK-0.241781825671159630OK0.0017818-740986331OK0.0117818-504704932OK0.0816669-397679233OK0.0714995-169588034OK0.011332256

20、444035OK0.0112822250444036OK0.0112323450423937OK0.0811823658379538OK0.0711823916419439OK0.08118231213455940OK0.08118231374499041OK0.0011823-814847結(jié)果表明驗(yàn)算截面的設(shè)計扭矩值均小于截面極限承載扭矩。結(jié)構(gòu)受力安全，截面扭矩滿足設(shè)計規(guī)范要求。10/ 233.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算持久狀況按正常使用極限狀態(tài)的要求，采用頻遇組合和準(zhǔn)永久組合， 對構(gòu)件的裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算。3.3.1裂縫寬度驗(yàn)算按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60 2015）將

21、各種荷載進(jìn)行組合，并根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）中第 6.4 條規(guī)定對主梁進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，表 3.1 為典型截面在頻遇組合并考慮準(zhǔn)永久效應(yīng)的裂縫寬度驗(yàn)算。表 3.1正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗(yàn)算單元驗(yàn)算鋼筋應(yīng)力（ MPa） wf(mm)wf(mm)1OK0.000.000.152OK0.000.000.153OK10.610.010.154OK22.360.010.155OK41.210.030.156OK54.540.040.157OK61.830.040.158OK65.620.040.159OK56.440.040.1510OK54.780.04

22、0.1511OK51.380.030.1512OK36.450.020.1513OK60.940.060.1514OK48.180.040.1515OK36.100.020.1516OK42.020.030.1517OK51.580.030.1518OK62.820.040.1519OK68.160.040.1520OK76.770.050.1521OK85.830.060.1522OK103.590.070.1523OK100.350.060.1524OK97.840.060.1525OK94.040.060.1526OK62.820.040.1527OK55.540.040.1528OK3

23、9.210.030.1511/2329OK67.370.060.1530OK48.160.040.1531OK32.640.020.1532OK36.450.020.1533OK44.500.030.1534OK112.880.080.1535OK112.150.080.1536OK110.710.070.1537OK54.540.040.1538OK41.210.030.1539OK22.360.010.1540OK10.610.010.1541OK0.000.000.15進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，最大裂縫寬度為0.06mm，小于規(guī)范容許的0.15mm，滿足要求。3.3.2撓度驗(yàn)算按照公路鋼筋混凝土

24、及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）中第 6.5.1-6.5.6 條的規(guī)定對主梁進(jìn)行撓度驗(yàn)算，圖3.7-3.19 為在正常使用極限狀態(tài)下各種荷載工況下的主梁撓度值。圖 3.7 恒載作用效應(yīng)下?lián)隙龋▎挝唬簃m）12/ 23圖 3.8 汽車荷載最大豎向撓度（單位：mm）圖 3.9 汽車荷載最小豎向撓度（單位：mm）分析位移計算結(jié)果表明： 全橋在恒載作用下的最大豎向位移為6.405mm（中跨跨中位置），汽車單項(xiàng)效應(yīng)造成的最大豎向位移為2.093 mm（對應(yīng)中跨跨中位置）?？紤]到短期組合系數(shù)0.7，撓度長期增長系數(shù)1.425，主梁在荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期豎向撓

25、度值為(6.405+0.7× 2.093)×1.425=11.214mm<L/1600=13.13mm，不設(shè)預(yù)拱度。在荷載短期效應(yīng)組合并消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期豎向撓度后主梁的最大豎向撓度為 0.7×2.186×1.425=2.18mm<L/600=18mm，滿足規(guī)范要求。4 端橫梁計算4.1計算模型端橫梁截面計算模型如圖4.1 所示，橫梁共 16 個單元，梁高 1m，梁寬 1m。13/ 23圖 4.1 橫梁計算模型4.2荷載(1) 恒載恒載考慮結(jié)構(gòu)自重、二期恒載、預(yù)應(yīng)力二次力、沉降、溫度效應(yīng)等，其中15%按橋面寬度的均布荷載考慮，85%按腹板

26、中心處的集中力加載，各腹板分配的荷載按腹板及其相鄰頂?shù)装迕娣e之和的比值確定。(2) 活載活載僅考慮汽車荷載的作用。 先根據(jù)橋梁縱向影響線計算出結(jié)構(gòu)中心作用單列車道荷載時驗(yàn)算橫梁處的最大支反力，再將其作為集中力加載于橫梁最不利位置。橫梁汽車荷載按規(guī)范考慮橫向折減，并比較不同車道數(shù)加載結(jié)果，取最不利情況驗(yàn)算。(3) 非線性溫度整體升降溫：體系升溫20；體系降溫 -20。日照溫差遵照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2004）取值。4.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算構(gòu)件按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，應(yīng)采用基本組合對構(gòu)件的承載力進(jìn)行計算。4.4正截面抗彎承載力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004

27、 的第 5.1.1-5.2.5 條規(guī)定進(jìn)行正截面抗彎承載力驗(yàn)算。表 4.1 端橫梁正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算單元驗(yàn)算rMu (kN*m)Mn (kN*m)1OK002OK-22953OK-73874OK-1616725OK-28167214/ 236OK-4716727OK15612798OK35212799OK538127910OK352127911OK156127912OK-47167213OK-28167214OK-1648015OK-738716OK-2295圖 4.2 最大抗力及抗力對應(yīng)內(nèi)力圖（KN ·m）圖 4.3 最小抗力及抗力對應(yīng)內(nèi)力圖（KN ·m）結(jié)果表明，驗(yàn)算截

28、面的設(shè)計彎矩均小于截面極限承載彎矩。結(jié)構(gòu)受力安全，正截面強(qiáng)度滿足設(shè)計規(guī)范要求。4.5斜截面抗剪承載力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 的第 5.2.6-5.2.12 條規(guī)定進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，計算結(jié)果如表4.2 所示。表 4.2 端橫梁正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算單元驗(yàn)算rVd (kN)Vn (kN)1OK04952OK106553OK218014OK3231275OK23331276OK-5831277OK-3931278OK-1931279OK404307110OK428307111OK451307115/ 2312OK-198312713OK-42312714OK-2792915OK-

29、1780116OK-8655圖 4.2 斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算4.6裂縫寬度計算按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60 2015）將各種荷載進(jìn)行組合，并根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）中第 6.4 條規(guī)定對橫梁進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算， 最大裂縫寬度為 0.077m，小于規(guī)范容許的 0.15mm，滿足要求。圖 4.3 橫梁抗裂性驗(yàn)算5 中橫梁計算5.1計算模型中橫梁截面計算模型及預(yù)應(yīng)力配束立面如圖4.1 所示，橫梁共16 個單元，16/ 23梁高 1.6m，梁寬 2m。圖 5.1 橫梁計算模型5.2荷載(1) 恒載恒載考慮結(jié)構(gòu)自重、二期恒載、預(yù)應(yīng)力二次力、沉降、

30、溫度效應(yīng)等，其中15%按橋面寬度的均布荷載考慮，85%按腹板中心處的集中力加載，各腹板分配的荷載按腹板及其相鄰頂?shù)装迕娣e之和的比值確定。(2) 活載活載僅考慮汽車荷載的作用。 先根據(jù)橋梁縱向影響線計算出結(jié)構(gòu)中心作用單列車道荷載時驗(yàn)算橫梁處的最大支反力， 再將其作為集中力加載于橫梁最不利位置。橫梁汽車荷載按規(guī)范考慮橫向折減， 并比較不同車道數(shù)加載結(jié)果， 取最不利情況驗(yàn)算。(3) 非線性溫度整體升降溫：體系升溫15.5；體系降溫 30.5。日照溫差遵照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60-2004）取值。5.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算構(gòu)件按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計， 應(yīng)采用基本組合對構(gòu)件的承載力進(jìn)行計算。5.4正截面抗彎承載力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62-2004 的第 5.1.1-5.2.5 條規(guī)定進(jìn)行正截面抗彎承載力驗(yàn)算。表 5.1 正截面抗彎驗(yàn)算單元驗(yàn)算rMu (kN*m)Mn (kN*m)1OK0017/ 232OK-75893OK-297754OK-6755745OK-11655746OK-24855747OK7642648OK36642649OK622426410OK366426411OK76426412OK-248557413OK-116557414OK-6796115OK-29