唐家沱組團(tuán)N標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)金竹溪生態(tài)公園玉龍大道以南部分1-2號(hào)人行橋結(jié)構(gòu)計(jì)算書

唐家沱組團(tuán)N標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)金竹溪生態(tài)公園玉龍大道以南部分1-2號(hào)人行橋結(jié)構(gòu)計(jì)算書工程號(hào)：目錄1.工程概況 頁/共24頁工程概況重慶兩江新區(qū)市政園林水利管護(hù)中心擬在重慶市兩江西區(qū)金渝修建“金渝郊野公園景觀提升工程”。擬建工程由魚腹梁橋、混凝土棧橋、展廳、管理用房及擋墻組成。本次設(shè)計(jì)范圍為混凝土棧橋。本冊(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)混凝土棧橋，為現(xiàn)澆實(shí)心板連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。橋跨布置均為3×(6×10m)+3×(7×10m)，全長(zhǎng)390m。橋?qū)?m，梁高為0.7m。橋臺(tái)采用樁柱式橋臺(tái)，橋墩采用樁柱式橋墩，墩柱直徑為0.8m，樁基直徑為1.0m。其中P3、P4、P8、P15、P16、P21、P22、P28、P29、P34、P35橋墩與主梁固結(jié)。1號(hào)人行橋結(jié)構(gòu)總體布置如圖1-1~圖1-3所示。圖1-1平面布置圖（單位：cm）圖1-2立面布置圖（單位：cm）圖1-3標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：cm）本設(shè)計(jì)選取第五聯(lián)人行橋做結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析。

橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.1設(shè)計(jì)規(guī)范《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（cjj11-2011）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2015）《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》（JTG3362—2018）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63—2007）《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD61-2005）《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TB02-01—2008）《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ2－2008）《公路與橋梁專用設(shè)備及材料標(biāo)準(zhǔn)匯編》（JT3132.3-90）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）《城市人行天橋與人行地通道技術(shù)規(guī)范》（CJJ69—95）2.2參考規(guī)范《鋼筋混凝土用鋼第1部分:熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1－2017）《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2－2018)《鋼筋混凝土用鋼第3部分:鋼筋焊接網(wǎng)》(GB1499.3－2010)《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107—2016）《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18—2012）《城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ139-2010)《公路橋梁伸縮裝置》（JT/T327-2004）《公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T663-2006）《城市道路交通設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50688-2011）《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）《中國(guó)地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（GB18306-2015）《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTG/TB07-01-2006）注：采用及參考規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)如有更新，以最新版本為準(zhǔn)。2.3設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路等級(jí)：公園道路設(shè)計(jì)使用年限：50年人群荷載：按《城市人行天橋與人行地通道技術(shù)規(guī)范》計(jì)算，取4.7kPa。橋面寬度：0.15m（欄桿）+2.7m（人行道）＋0.15m（欄桿）=3m。橋面橫坡：?jiǎn)蜗?.0%橋面縱坡：0.3%洪水頻率：1/100整體溫度：整體升溫25℃、降溫25℃梯度溫度：橋面鋪裝采用木板面層結(jié)構(gòu)，木板與主梁間鏤空。本次設(shè)計(jì)按10cm厚瀝青混凝土鋪裝處理，即按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTJD60-2004)表4.3.10-3，取值T1＝14℃，T2＝5.5℃；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。欄桿荷載：作用在欄桿立柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m，作用在欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值為1.2kN/m。抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：勘察區(qū)地震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)設(shè)計(jì)環(huán)境類別：Ⅱ類2.4主要材料指標(biāo)表2-1混凝土材料特性結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)彈性模量(Mpa)容重(kN/m3)線膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值fck

(Mpa)ftk

(Mpa)fcd

(Mpa)ftd

(Mpa)主梁梁C403.25×10425.001.0×10-526.802.4018.401.65臺(tái)帽C403.25×10425.001.0×10-526.802.4018.401.65墩柱C403.25×10425.001.0×10-526.802.4018.401.65樁基C303.15×10425.001.0×10-523.402.2016.101.52表2-1普通鋼筋材料特性鋼筋種類彈性模量(Mpa)容重(kN/m3)線膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值fsk

(Mpa)fsd

(Mpa)fsd’

(Mpa)HPB3002.00×10525.001.0×10-5335280280HRB4002.00×10525.001.0×10-5400330330橋梁有限元模型本橋梁采用大型有限元分析軟件MidasCivil2019（授權(quán)版）建立全橋模型。3.1模型概述在有限元建模中，考慮到各結(jié)構(gòu)的物理特性，主梁、墩柱等主要承重結(jié)構(gòu)均采用空間梁?jiǎn)卧M。二期恒載等建模時(shí)通過在主梁上加載節(jié)點(diǎn)力的方式模擬其自重對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。在建立有限元模型時(shí)，為較準(zhǔn)確模擬結(jié)構(gòu)受力，每個(gè)單元?jiǎng)澐植怀^0.5m，墩柱則按照每個(gè)單元1m進(jìn)行劃分。支座頂與主梁采用剛性連接；支座則按照實(shí)際支座類型計(jì)算剛度，采用彈性連接模擬；支座底采用固結(jié)的模擬方式。整個(gè)模型共劃分190個(gè)節(jié)點(diǎn)，163個(gè)單元，其中主梁梁劃分為143個(gè)節(jié)點(diǎn)，142個(gè)單元。MidasCivil有限元模型劃分見圖3-1，有限元效果圖見圖3-2。圖3-1有限元模型單元?jiǎng)澐謭D圖3-2有限元效果圖3.2截面特性該模型各結(jié)構(gòu)的截面特性如表3-1所示，各截面具體位置如圖3-3所示。橋墩橋墩?qǐng)D3-3截面位置示意圖表3-1單元截面特性截面面積

(m2)剪切面積Asy(m2)剪切面積Asz(m2)抗扭慣性矩Ixx(m4)抗彎慣性矩Iyy(m4)抗彎慣性矩Izz(m4)主梁2.10001.75001.75010.29260.08581.5750墩柱0.50270.45240.45240.04020.02010.02013.3作用種類根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015），作用分類為永久作用、可變作用、偶然作用和地震作用。3.3.1永久作用該橋梁的永久作用（恒荷載）包括結(jié)構(gòu)自重、二期恒載（欄桿+鋪裝）結(jié)構(gòu)自重：結(jié)構(gòu)自重不同材料的密度取值如表3-2所示。表3-2不同材料的密度主梁梁（C40）kN/m3墩柱（C40）kN/m32626二期恒載：二期恒載包括人行道，橋面鋪裝和人行道欄桿。橋面鋪裝為2cm厚廣場(chǎng)磚，欄桿為混凝土欄桿，在模型中按均布荷載考慮，具體的荷載取值如表3-3所示，加載方式如圖3-4所示。表3-3二期恒載荷載值結(jié)構(gòu)雙側(cè)欄桿kN/m橋面鋪裝（kN/m）2cm厚廣場(chǎng)磚荷載7.81.4合計(jì)：9.2圖3-4橋面鋪裝均布荷載加載示意圖（單位：kN）3.3.2可變作用人群荷載：按《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ11-2011），人群荷載取值為3.5kPa，沖擊系數(shù)按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）取值。該模型中橋?qū)挒?m，共劃分為一個(gè)人行道，如圖3-5所示。圖3-5人行道劃分示意圖整體溫度荷載：根據(jù)《地勘說明》，擬建區(qū)屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，大陸性季風(fēng)氣候顯著，具有冬暖春早，年均氣溫17.3℃。根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）第4.3.12條，通過計(jì)算可得，若取模型初始溫度為0℃，則結(jié)構(gòu)整體升溫25℃，整體降溫25℃是合適的。梯度溫度荷載：橋面鋪裝為2cm厚廣場(chǎng)磚，如圖3-6所示。本次設(shè)計(jì)豎向日照正溫差按照10cm厚瀝青混凝土鋪裝考慮。按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTJD60-2015)表4.3.10-3插值計(jì)算，即取值T1＝14℃，T2＝5.5℃；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。圖3-6橋面鋪裝示意圖3.3.3地震作用設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g，抗震設(shè)防烈度為6度；抗震設(shè)防分類為丁類設(shè)防。按照抗震措施設(shè)防即可。3.4荷載組合根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015），為了結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，將各種荷載進(jìn)行組合，如表3-5所示。表3-5結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的荷載組合組合名稱組合類型荷載系數(shù)整體升溫整體降溫梯度升溫梯度降溫人群恒荷載基本1基本組合1.2基本2基本組合1.41.2基本3基本組合基本4基本組合基本5基本組合基本6基本組合基本7基本組合1.051.2基本8基本組合1.051.051.2基本9基本組合1.051.051.2基本10基本組合1.051.051.2基本11基本組合1.051.051.2基本12基本組合1.051.051.051.2基本13基本組合1.051.051.051.2基本14基本組合1.051.051.051.2基本15基本組合1.051.051.051.2基本16基本組合1基本17基本組合1.41基本18基本組合1.41.41基本19基本組合1.41.41基本20基本組合1.41.41基本21基本組合1.41.41基本22基本組合1.051基本23基本組合1.051.051基本24基本組合1.051.051基本25基本組合1.051.051基本26基本組合1.051.051基本27基本組合1.051.051.051基本28基本組合1.051.051.051基本29基本組合1.051.051.051基本30基本組合1.051.051.051頻遇31頻遇組合0.41頻遇32頻遇組合10.81頻遇33頻遇組合10.81頻遇34頻遇組合10.81頻遇35頻遇組合10.81頻遇36頻遇組合10.80.41頻遇37頻遇組合10.80.41頻遇38頻遇組合10.80.41頻遇39頻遇組合10.80.41準(zhǔn)永久40準(zhǔn)永久組合0.41準(zhǔn)永久41準(zhǔn)永久組合10.81準(zhǔn)永久42準(zhǔn)永久組合10.81準(zhǔn)永久43準(zhǔn)永久組合10.81準(zhǔn)永久44準(zhǔn)永久組合10.81準(zhǔn)永久45準(zhǔn)永久組合10.80.41準(zhǔn)永久46準(zhǔn)永久組合10.80.41準(zhǔn)永久47準(zhǔn)永久組合10.80.41準(zhǔn)永久48準(zhǔn)永久組合10.80.41標(biāo)準(zhǔn)49標(biāo)準(zhǔn)組合11標(biāo)準(zhǔn)50標(biāo)準(zhǔn)組合111標(biāo)準(zhǔn)51標(biāo)準(zhǔn)組合111標(biāo)準(zhǔn)52標(biāo)準(zhǔn)組合111標(biāo)準(zhǔn)53標(biāo)準(zhǔn)組合111標(biāo)準(zhǔn)54標(biāo)準(zhǔn)組合1111標(biāo)準(zhǔn)55標(biāo)準(zhǔn)組合1111標(biāo)準(zhǔn)56標(biāo)準(zhǔn)組合1111標(biāo)準(zhǔn)57標(biāo)準(zhǔn)組合11113.5邊界條件支座頂與主梁梁采用彈性連接中的剛接；支座則按照實(shí)際支座類型計(jì)算剛度，采用彈性連接模擬；橋墩與主梁采用剛性連接模擬；橋墩底采用固結(jié)的模擬方式；橋墩處支座底與橋墩共節(jié)點(diǎn)。如圖3-7~3-9所示。圖3-7主梁與橋墩間剛性連接模擬圖3-8支座模擬主梁受力驗(yàn)算按照《規(guī)范》（JTGD60-2015）要求分別對(duì)主梁進(jìn)行了承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算。4.1支座選型計(jì)算圖4-1a標(biāo)準(zhǔn)組合下支座最大支反力圖4-1b標(biāo)準(zhǔn)組合下支座最小支反力由上圖可以看出，標(biāo)準(zhǔn)組合下支座反力最大值為404.1kN，支座反力最小值為120.3kN，未出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。分聯(lián)處支座采用GJZF4100×200板式支座，其余支座采用GJZF4150×300板式支座，支座參數(shù)如表4-1所示。表4-1橋梁支座參數(shù)支座類型最大承壓力(kN)支座允許最大位移量(mm)支座高度(mm)GJZF4100×2002003042GJZF4150×30045040564.2施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算表4-2施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算表 根據(jù)規(guī)范，施工階段法向壓應(yīng)力=17.152Mpa，從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)施工階段法向壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。4.3施工階段中性軸處主拉應(yīng)力驗(yàn)算表4-3施工階段中性軸處主拉應(yīng)力驗(yàn)算表 從上表可以看出，中性軸處主拉應(yīng)力=1.92Mpa，從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)施工階段中性軸處主拉應(yīng)力滿足規(guī)范要求。4.4使用階段裂縫寬度驗(yàn)算表4-4使用階段裂縫寬度驗(yàn)算表 對(duì)于Ⅱ類環(huán)境，鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度，從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段裂縫寬度滿足規(guī)范要求。4.5使用階段正截面抗彎驗(yàn)算表4-5使用階段正截面抗彎驗(yàn)算表 從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段正截面抗彎承載力滿足規(guī)范要求。4.6使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算表4-6使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算表 從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段斜截面抗剪承載力滿足規(guī)范要求。4.7使用階段抗扭驗(yàn)算表4-7使用階段抗扭驗(yàn)算表 從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段抗扭承載力滿足規(guī)范要求。4.8撓度驗(yàn)算按照《規(guī)范》（JTG3362-2018）第6.5.3條規(guī)定，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度后梁式橋主梁的最大撓度處不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600。當(dāng)荷載短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度不超過計(jì)算跨徑的1/1600時(shí)，可不設(shè)預(yù)拱度。繪制出恒荷載和短期組合下主梁撓度的包絡(luò)圖，如圖4-8所示。圖4-8a恒荷載下?lián)隙葓D（單位:mm）圖4-8b短期組合下?lián)隙劝j(luò)圖（單位:mm）f主梁=（4.51-1.12）×1.45=4.92mm<f容許=10×1000/600=16.7mm撓度滿足規(guī)范要求。f主梁=4.51×1.45=6.54mm>f=10×1000/1600=6.25mm，故需要設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)拱度的具體設(shè)置如下表所示。表4-8預(yù)拱度值參數(shù)表第一跨第二跨第三跨第四跨第五跨第六跨第七跨位置跨中支座處跨中支座處跨中支座處跨中支座處跨中支座處跨中支座處跨中支座處預(yù)拱度值（mm）20202050202020施工時(shí)，按最大的預(yù)拱值沿順橋向以二次拋物線向兩側(cè)過渡到支座處，做成平順的曲線。

橋墩受力驗(yàn)算按照《規(guī)范》（JTG3362-2018），橋墩作為偏心受壓構(gòu)件，應(yīng)驗(yàn)算墩柱強(qiáng)度、穩(wěn)定性及裂縫寬度。5.1使用階段裂縫寬度驗(yàn)算表5-1使用階段裂縫寬度驗(yàn)算表 對(duì)于Ⅱ類環(huán)境，鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度，從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段裂縫寬度滿足規(guī)范要求。5.2使用階段正截面偏心受壓承載力驗(yàn)算表5-2使用階段正截面偏心受壓承載力驗(yàn)算表 從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段正截面偏心受壓承載力滿足規(guī)范要求。5.3使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算將墩柱圓形截面偏安全的等效成邊長(zhǎng)為0.7直徑的矩形截面，其抗剪驗(yàn)算如下所示。從上表可以看出，該結(jié)構(gòu)使用階段斜截面抗剪承載力滿足規(guī)范要求。

樁基受力驗(yàn)算根據(jù)《規(guī)范》（JTGD63-2007）第5.3.10條，樁應(yīng)驗(yàn)算樁身強(qiáng)度、穩(wěn)定性及裂縫寬度，同時(shí)應(yīng)計(jì)算樁的單樁軸向受壓承載力。6.1單樁軸向受壓承載力驗(yàn)算該結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)按照嵌巖樁設(shè)計(jì)，選取樁頂軸力最大的樁基，單樁軸向受壓承載力驗(yàn)算如表6-1所示。表6-1