重慶菜園壩長(zhǎng)江大橋補(bǔ)充計(jì)算報(bào)告書(shū)(共15頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上主墩Y構(gòu)計(jì)算報(bào)告書(shū)1. 設(shè)計(jì)及計(jì)算依據(jù)（1）中鐵大橋局集團(tuán)五公司重慶菜園壩長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目經(jīng)理部與我院簽訂的有關(guān)合同（2）重慶市菜園壩長(zhǎng)江大橋兩階段施工圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)說(shuō)明（第一冊(cè)）（3）重慶市菜園壩長(zhǎng)江大橋兩階段施工圖設(shè)計(jì)P18主墩剛構(gòu)及基礎(chǔ)系桿索（第四冊(cè)）（4）支架布置及節(jié)段劃分圖（中鐵大橋局集團(tuán)五公司重慶菜園壩項(xiàng)目經(jīng)理部提供）2. 工程概況 菜園壩大橋正橋采用剛構(gòu)與提籃式鋼箱系桿拱、桁梁組合結(jié)構(gòu)。系桿拱橋主跨420m，對(duì)稱布跨的邊跨和側(cè)跨分別為102m和88m，主橋總長(zhǎng)800m。主橋設(shè)六線行車道，雙線城市輕軌，雙側(cè)人行道。六車道及雙側(cè)人行道設(shè)在橋面，雙線輕軌設(shè)在主橋桁

2、梁下橫梁上，構(gòu)成雙層特大公軌兩用橋。 P17及P18兩個(gè)主墩均采用Y形造型，"Y"型上部為預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，P17主墩基礎(chǔ)由9根直徑3m的挖孔樁及17×17×5m的承臺(tái)組成，P18主墩采用17×17×6m的擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，墩身都采用14×912×6.2m的變截面空心薄壁結(jié)構(gòu)。Y形剛結(jié)構(gòu)由前、后懸臂，主橫梁，前、后次橫梁，前、后主橫梁及系桿索錨固件等結(jié)構(gòu)組成。 從墩底面中心高程159.522m（162.000m）(括號(hào)內(nèi)為P18剛構(gòu)，以下同)至高程193.522m(196.000m)段，為主墩墩身結(jié)構(gòu)，橫橋向墩身坡度為1/

3、25.84，縱橋向墩身坡度為1/38.77。 在主墩頂部與剛構(gòu)的底部設(shè)異形渡塊，過(guò)渡塊橫橋向側(cè)面為接順剛構(gòu)，內(nèi)、外側(cè)側(cè)面均為曲面，順橋向?yàn)檠囟丈硇甭氏蛏?。剛?gòu)前懸臂縱橋向傾角為37.71º（37.29º），橫橋向傾角為79.38º（79.22º）。剛構(gòu)后懸臂縱橋向傾角為20.32º（20.91º），橫橋向傾角為79.13º（79.48º）。異形過(guò)渡塊底下墩身5m，設(shè)置為實(shí)體構(gòu)件。 剛構(gòu)前懸臂10×65.2×3.6m的變截面空心薄壁結(jié)構(gòu)。從前懸臂頂沿中心向下15m長(zhǎng)為實(shí)心構(gòu)造。在離墩中心50m處設(shè)

4、置了3.6×3.3m，長(zhǎng)14.615m的系桿索錨固鍵及一道前次橫梁。根據(jù)受力需要，前次橫梁與剛構(gòu)連接部設(shè)置為砼牛腿，中間段為方便施工采用鋼結(jié)構(gòu)撐梁。在砼牛腿上設(shè)置了桁梁支點(diǎn)吊索。在離墩中心32.91m處設(shè)置一道前主橫梁，截面為3.6×3.3m，壁厚為50cm。主橫梁設(shè)置在兩墩頂部，連接主墩及兩側(cè)剛構(gòu)。結(jié)構(gòu)造型為六邊形寶石結(jié)構(gòu)，高為6m，底寬3.5m，厚70cm；頂寬7.6m,厚40cm；兩側(cè)腹板厚40cm。 剛構(gòu)后懸臂為10×64×3.6m的變截面空心薄壁結(jié)構(gòu)。頂、底板壁厚60cm，腹板厚50cm。從后懸臂頂沿中心向下10m長(zhǎng)為實(shí)心構(gòu)造。在離主墩中心10

5、2m處設(shè)置了3.0×1.5m后次橫梁。在離墩中心68.07m處設(shè)置一道后主橫梁，截面為3.6×3.3m，壁厚為50cm。在邊墩墩頂實(shí)心部設(shè)置了系桿索錨結(jié)構(gòu)。 根據(jù)受力需要，除前次橫梁外，其他橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。3. 補(bǔ)充設(shè)計(jì)概述 原設(shè)計(jì)計(jì)算中，Y型剛構(gòu)部分采用滿布支架施工，所配置的預(yù)應(yīng)力鋼束均按成橋階段配束，在Y構(gòu)的施工過(guò)程中，其本身重量靠施工支架承擔(dān)，結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力均不大。施工單位出于多方原因考慮，提出修改Y型剛構(gòu)的施工方案，兩主墩前懸臂主要由懸臂澆筑完成，后懸臂為懸臂澆筑及支架上澆注混合采用，由此，施工階段受力狀況發(fā)生改變，須重新計(jì)算，并作相應(yīng)的設(shè)計(jì)補(bǔ)充。4. 設(shè)計(jì)

6、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)（1）公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89）（2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ023-89）（3）公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）5. 施工節(jié)段劃分5.1 節(jié)段劃分原則（1）考慮施工支架承受荷載要求，懸澆各節(jié)段最大長(zhǎng)度為10m，支架上現(xiàn)澆節(jié)段均為20m。（2） 考慮頂、底板鋸齒塊位置，節(jié)段分界線盡可能避開(kāi)頂、底板鋸齒塊，保證鋸齒塊的完整性。（3） 各懸澆節(jié)段基本上均布置有頂板束。（4） 各橫梁布置在一個(gè)施工節(jié)段內(nèi)，以保證橫梁的整體性。5.2 節(jié)段劃分前懸臂分為10個(gè)節(jié)段，除墩頂0#節(jié)段外，其余各節(jié)段長(zhǎng)度依次為：8+10+6+10+6+6+6+4+

7、4+1.47m。 后懸臂分為8個(gè)節(jié)段，除墩頂0#節(jié)段外，其余各節(jié)段長(zhǎng)度依次組成為：8+8+10+10+20+8+20.5+12.33m。以上節(jié)段長(zhǎng)度均為P18橋墩，圖一為節(jié)段劃分圖。（圖一）6. 施工方案根據(jù)施工單位提供的支架布置圖，以P18墩為控制墩，其前懸臂在0#及4#節(jié)段均布置有支承立柱；后懸臂在0#，5#，6#，7#，8#節(jié)段布置有支承立柱。6.1支承立柱的作用前懸臂支承立柱均只考慮承受本支承立柱節(jié)段自重及施工支架，模板及小型施工設(shè)備的重量，0#塊前后兩支承立柱考慮承受0#節(jié)段自重，待該段預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，將退出工作。6.2 懸澆節(jié)段支架的作用對(duì)各懸澆節(jié)段而言，懸臂澆注時(shí)節(jié)段自重將由支

8、架支承，待該節(jié)段預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，節(jié)段自重將由預(yù)應(yīng)力承擔(dān)。7. 設(shè)計(jì)計(jì)算原則及參數(shù)取值本次設(shè)計(jì)計(jì)算，考慮施工過(guò)程中支承體系發(fā)生改變，進(jìn)行了施工過(guò)程中平面桿系及空間桿系計(jì)算。平面計(jì)算采用預(yù)應(yīng)力砼綜合程序計(jì)算（PRBP2000），空間計(jì)算采用空間梁結(jié)構(gòu)靜力分析程序（BAP）。以平面計(jì)算作為總的控制計(jì)算，同時(shí)校核空間計(jì)算結(jié)果，并提供各節(jié)段兩端的豎向位移，因此，平面計(jì)算劃分單元不如空間計(jì)算多。計(jì)算中考慮了結(jié)構(gòu)自重（包括各橫梁自重），預(yù)應(yīng)力，砼收縮徐變，各支承按彈性支承考慮。7.1 設(shè)計(jì)參數(shù)取值（1）容重：2.625t/m3，C60，Eh=3.65×105Mpa（2）各節(jié)段施工時(shí)間：0#節(jié)段為

9、2個(gè)月，其余各節(jié)段按10天考慮（3）彈性支承剛度：10000KN力作用下為3cm變形（立柱處），其余各處支承按10000KN力作用下為5cm變形考慮。（4）鋼絞線：Ryb=1860Mpa, k=0.75 Ryb=1395Mpa Ey=1.95×105Mpa, k=0.003 =0.25 Ay=140mm2(15.24mm),最大松弛2.5%8. 平面計(jì)算8.1設(shè)計(jì)計(jì)算模型結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)包括墩身，前后懸臂，以承臺(tái)頂為固結(jié)支承，將結(jié)構(gòu)離散為52個(gè)單元，53個(gè)節(jié)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)離散圖見(jiàn)圖二。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖二）8.2施工階段各施工階段簡(jiǎn)圖及工況說(shuō)明見(jiàn)圖三。(圖三)(續(xù)圖三)（續(xù)圖三）8.3 計(jì)算結(jié)果分

10、析（1） 平面設(shè)計(jì)與空間計(jì)算結(jié)果比較，在同一截面，應(yīng)力相差不大，二者計(jì)算較吻合。（2） 前懸臂最大豎向位移均14cm，后懸臂最大豎向位移均2.4cm.該位移值為恒載、預(yù)應(yīng)力、收縮徐變作用下的位移，未考慮施工荷載幾溫度變形。9.空間分析9.1設(shè)計(jì)計(jì)算模型結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)包括墩身、前后懸臂和五根橫梁，以承臺(tái)頂為固結(jié)支承，將結(jié)構(gòu)離散為198個(gè)單元，195個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中單元?jiǎng)澐譃椋簝蓚€(gè)前懸臂的單元編號(hào)為1-30和75104；兩個(gè)后懸臂的單元編號(hào)為31-64和105138；兩個(gè)墩的單元編號(hào)為6574和139-148；前次橫梁的單元編號(hào)為149158；前主橫梁的單元編號(hào)為159168；中橫梁的單元編號(hào)為16917

11、8；后主橫梁的單元編號(hào)為179188；后次橫梁的單元編號(hào)為189198； 結(jié)構(gòu)離散圖見(jiàn)圖四。（圖四）9.2施工階段空間梁仿真計(jì)算模擬結(jié)構(gòu)建造過(guò)程與用平面計(jì)算程序仿真計(jì)算模擬結(jié)構(gòu)建造過(guò)程基本相同，區(qū)別在于平面仿真計(jì)算只考慮了一個(gè)前懸臂、一個(gè)后懸臂和一個(gè)墩，而空間仿真計(jì)算考慮了兩個(gè)前懸臂、兩個(gè)后懸臂、兩個(gè)墩和五根橫梁。9.3主要計(jì)算結(jié)果（1）單位及符號(hào)說(shuō)明：應(yīng)力以拉應(yīng)力為負(fù)，壓應(yīng)力為正，單位為kg/cm2,;位移以向上為正，向下為負(fù)，單位為cm。（2）計(jì)算結(jié)果：各施工階段上、下緣應(yīng)力見(jiàn)后各專項(xiàng)內(nèi)容。9.4 主要結(jié)果分析（1）前懸臂上緣最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在第25階段，第7號(hào)單元的末端，拉應(yīng)力值為l=-2

12、1.27kg/cm2，后懸臂上緣最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在第4階段，31號(hào)單元的末端（墩頂部位），拉應(yīng)力值為l=-13.50kg/cm2 前懸臂下緣最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在第20階段，第10號(hào)單元首端，拉應(yīng)力值為l=-20.44kg/cm2，后懸臂下緣最大拉應(yīng)力出 現(xiàn)在第16階段，第5號(hào)單元末端，拉應(yīng)力值為l=-14.14kg/cm2。前懸臂上緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在第24階段，第27號(hào)單元的首端，壓應(yīng)力值為a=148.36kg/cm2，下緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在第31階段，第24號(hào)單元的末端，壓應(yīng)里值為a=147.18kg/cm2。后懸臂上緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在第15階段，第35號(hào)單元的末端，數(shù)值為a=131.43kg/cm

13、2。后懸臂下緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在第29階段，第38號(hào)單元的首端，數(shù)值為a=62.60kg/cm2。根據(jù)JTJ023-85規(guī)范要求，施工階段允許壓應(yīng)力ha=0.75Rab=0.75×0.8×32.5=19.5kg/cm2,允許拉應(yīng)力hl=1.15Rlb=1.15×0.8×26.5=24.4kg/cm2,上述應(yīng)力允許值均考慮砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%。由此可見(jiàn)，無(wú)論拉、壓應(yīng)力，均能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。（2）前懸臂上緣外側(cè)正應(yīng)力高于上緣內(nèi)側(cè)正應(yīng)力，以17號(hào)單元尾端為例，左端正應(yīng)力為-8.42kg/cm2，而右端正應(yīng)力為-17.70kg/cm2。前懸臂下緣外側(cè)正應(yīng)力高于

14、內(nèi)側(cè)正應(yīng)力，如24號(hào)單元尾端，左端正應(yīng)力為147.55kg/cm2，而右端正應(yīng)力為153.87kg/cm2。上述應(yīng)力均為第23階段應(yīng)力。內(nèi)外側(cè)應(yīng)力的區(qū)別，反映箱體向內(nèi)側(cè)扭轉(zhuǎn)，由于約束扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，導(dǎo)致箱體產(chǎn)生翹曲應(yīng)力，由于箱體扭轉(zhuǎn)剛度較大，翹曲效應(yīng)不突出。后懸臂正應(yīng)力，在上緣預(yù)應(yīng)力布置范圍內(nèi)，基本呈外大內(nèi)小，而其余區(qū)段則為外小內(nèi)大，但內(nèi)外側(cè)應(yīng)力均相差不大。（3）懸臂次橫梁未安裝的影響分析 通過(guò)對(duì)比形成Y構(gòu)后后懸臂的應(yīng)力狀況，在懸臂形成階段，后懸臂次橫梁對(duì)箱體縱向應(yīng)力影響較小，其影響可忽略不計(jì)。10.設(shè)計(jì)圖紙注意事項(xiàng)（1）根據(jù)計(jì)算，確定了各施工階段應(yīng)張拉的預(yù)應(yīng)力束，為避免頂、底板出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，施工時(shí)須嚴(yán)格按照施工步驟圖中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力張拉要求執(zhí)行。（2）前懸臂臨時(shí)增加了4束臨時(shí)束，束號(hào)為QB1QB4，后懸臂臨時(shí)增加了4束臨時(shí)束，束號(hào)為HH1, 臨時(shí)束應(yīng)在系桿索張拉完畢后予以解決，以恢復(fù)原設(shè)計(jì)狀況。（3）各節(jié)段縱向鋼筋應(yīng)予搭接，搭接長(zhǎng)度為35d（d為原設(shè)計(jì)主筋直徑），搭接時(shí)采用綁扎接頭。（4）為方便鋼束張拉，應(yīng)在頂板或底板適當(dāng)位置設(shè)置進(jìn)人