吳堡黃河特大橋主橋上部計算書-提供馬宏

1、 GZ(35)吳堡至子洲高速公路吳堡黃河特大橋施工圖設(shè)計上部結(jié)構(gòu)計算報告 跨徑： L75+4120+75米 中交第一公路勘察設(shè)計研究院橋梁標(biāo)準(zhǔn)化所二五年一月西安GZ(35)吳堡至子洲高速公路吳堡黃河特大橋施工圖設(shè)計上部結(jié)構(gòu)計算報告 跨徑： L75+4120+75米 負(fù)責(zé)人：結(jié)構(gòu)計算：結(jié)構(gòu)復(fù)核：中交第一公路勘察設(shè)計研究院橋梁標(biāo)準(zhǔn)化所二五年一月西安目 錄一、 橋梁概況-1二、 計算標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范-1三、 計算基本參數(shù)-1四、 主梁縱橋向結(jié)構(gòu)計算-4五、主梁橫橋向結(jié)構(gòu)計算-12六、附件：吳堡黃河特大橋縱橋向計算成果吳堡黃河特大橋（75m+4120m+75m）變截面剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋上部結(jié)構(gòu)計算報告一、橋

2、梁概況擬建吳堡黃河特大橋位于GZ（35）吳堡至子洲高速公路K1+036.760K1+791.240，橋位位于黃河干流的吳堡水文站下游約1.1公里處。該橋主橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)組合體系方案，跨徑組合為75412075=630米。主橋橋墩采用空心薄壁式橋墩，過渡橋墩采用實體橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主橋上部結(jié)構(gòu)為單箱單室截面，箱梁根部梁高6.6米，跨中梁高為3.0米，梁高按二次拋物線變化；頂板寬度為12.0米，其室內(nèi)厚為28厘米；底板寬度為6.5米，由2870厘米，按二次拋物線變化；腹板厚度由5070厘米；翼緣板長2.75m。各梁段細(xì)部尺寸詳見主橋箱梁一般構(gòu)造等相關(guān)設(shè)計文件。主橋主體結(jié)構(gòu)計算采用

3、橋梁線性綜合程序GQJS8.7進(jìn)行施工階段驗算和運營階段的結(jié)構(gòu)驗算。二、計算標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范1、 設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 1.1公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003； 1.2公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D602004； 1.3公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTJ 02385； 1.4公路工程抗震設(shè)計規(guī)范JTJ00489。2、上部結(jié)構(gòu)計算主要方法2.1 根據(jù)主梁實際橫斷面及橋梁布置，將橋梁按空間實用理論簡化為平面桿系，主梁簡化后結(jié)構(gòu)離散圖見附圖。2.2 主梁計算按實際施工階段進(jìn)行模擬，成橋后，上部為（75412075）米共六孔變截面預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)組合體系梁橋。三、計算基本參數(shù) 1、技術(shù)指標(biāo)

4、 橋?qū)挘?.5（護(hù)欄）+10.75（行車道）+0.75（護(hù)欄）12.0米 設(shè)計荷載：公路-級。 地震荷載：地震動峰值加速度為0.05g 2、主要材料 a)、預(yù)應(yīng)力系統(tǒng) 縱橋向及橫橋向預(yù)應(yīng)力材料270級低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強度Rby1860MPa，彈性模量Ey1.95x105MPa。豎向預(yù)應(yīng)力鋼束采用32的冷拉級精軋螺紋鋼筋。 b)、混凝土：主梁采用50號混凝土。c)、主要材料強度表如下： 混凝土材料名 稱項 目符 號單 位數(shù) 值混凝土立 方 體 強 度RMpa50彈 性 模 量EhMpa3.5e4軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度RbaMpa35.0抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度RblMpa3.0抗壓設(shè)計強度RaMpa28.

5、5抗拉設(shè)計強度RlMpa2.45施工階段最大正應(yīng)力0.75RabMpa23.6最小正應(yīng)力1.15RlbMpa-3.1正常使 用階段組合最大正應(yīng)力0.5RabMpa17.5最小正應(yīng)力（縱橋向）0Mpa0最小正應(yīng)力（橫橋向）0.8RlbMpa-2.4最大主拉應(yīng)力0.8RlbMpa-2.4最大主壓應(yīng)力0.6RabMpa21.0組合或最大正應(yīng)力0.6RabMpa21.0最小正應(yīng)力0.9RlbMpa-2.7最大主拉應(yīng)力0.9RlbMpa-2.7最大主壓應(yīng)力0.65RabMpa22.75預(yù)應(yīng)力鋼絞線名 稱項 目符 號單 位數(shù) 值預(yù)應(yīng)力鋼絞線標(biāo) 準(zhǔn) 強 度RybMpa1860彈 性 模 量EyMpa1.95

6、e5抗拉設(shè)計強度RyMpa1488最大控制應(yīng)力0.75RybMpa1395主要組合0.65RybMpa1209附加組合0.70RybMpa1302 3、節(jié)段劃分及施工方法 根據(jù)箱梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆筑法施工的特點，主橋縱向節(jié)段劃分如下：0號塊節(jié)段長（m）中間懸澆節(jié)段長（m）邊跨支架現(xiàn)澆段（m）邊、中跨合攏段長（m）懸澆最大節(jié)段重（T）5.05X3.0+5X3.5+6X4.013.72.0126當(dāng)單T懸澆至最大狀態(tài)，首先進(jìn)行兩邊跨的合攏，張拉邊跨底板預(yù)應(yīng)力及合攏段鋼束；再進(jìn)行兩次邊跨的合攏，張拉次邊跨底板預(yù)應(yīng)力；最后合攏中跨并張拉中跨底板預(yù)應(yīng)力鋼束，最終形成（75412075）米共六孔一聯(lián)的變截面

7、預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)組合體系梁橋 4、有關(guān)計算參數(shù)的選取 二期恒載：橋面鋪裝9cm瀝青混凝土+ 8cm40號調(diào)平層混凝土+兩側(cè)護(hù)欄+過橋管道65KN/m活載：公路-級，無人群荷載，半幅橋按3車道計算，橫向考慮折減，同時考慮偏載經(jīng)驗增大系數(shù)。汽車的橫向分配系數(shù)：2.8。相對濕度 55徐變系數(shù)終值 2.0收縮應(yīng)變終值 2.1x10-3錨下控制張拉力 1395 MPa錨具變形與鋼束回縮值（一端） L6mm管道摩阻系數(shù)（縱橋向） 0.15管道摩阻系數(shù)（橫橋向） 0.25管道偏差系數(shù) 0.0015 1/m鋼束松弛引起的應(yīng)力損失終值按一次張拉考慮，即s50.045k 地基及基礎(chǔ)不均勻沉降 2.0cm橋梁整

8、體升溫 30橋梁整體降溫 40橋面板升溫 10橋面板降溫 10合攏溫度 1020施工掛籃：掛籃自重及施工臨時荷載按800KN計，邊、中跨合攏吊架按200KN計。5、施工階段的劃分根據(jù)實際施工過程進(jìn)行施工階段模擬，主分為61個施工階段進(jìn)行驗算。四、主梁縱橋向結(jié)構(gòu)計算1、施工階段各施工階段計算結(jié)果表明，在整個施工過程中，主橋主梁的施工應(yīng)力控制滿足規(guī)范要求，基本未出現(xiàn)拉應(yīng)力：單T懸臂施工過程上緣最大壓應(yīng)力為12.80MPa，下緣最大壓應(yīng)力為11.47Mpa，上緣最小正應(yīng)力為-0.74Mpa，下緣最小正應(yīng)力為-0.3Mpa；兩邊跨合攏時上緣最大正應(yīng)力為11.0MPa，下緣最大正應(yīng)力為17.88MPa；

9、兩次邊跨合攏時上緣最小正應(yīng)力為1.3MPa，下緣最大正應(yīng)力為20.09MPa；成橋時箱梁上緣最大正應(yīng)力為11.8MPa，下緣最大正應(yīng)力為12.0Mpa；箱梁上緣最小正應(yīng)力為6.6MPa，下緣最小正應(yīng)力為5.0Mpa。計算結(jié)果表明，本橋結(jié)構(gòu)施工階段是安全的。2、使用階段使用階段主要控制截面的應(yīng)力情況詳見下表，主要荷載組合作用下截面上、下緣正應(yīng)力包絡(luò)圖見附圖 使用階段主要控制截面的正應(yīng)力（MPa）3號墩頂8.5514.110.3121.3159.5合攏段處10.86.29.83.113.43.79.92.8跨中附近11.6710.33.714.14.710.53.11/4跨附近11.67.48.3

10、313.95.39.51.42號墩頂8.75.213.910.111.22.814.98.9合攏段處10.75.311.43.213.82.013.11.6跨中附近11.76.411.53.414.83.113.21.91/4跨附近11.68.17.7314.55.28.52.21號墩頂8.86.11310.211.23.313.79.5邊跨合攏段處7.83.510.23.79.61.810.83.1邊跨跨中附近11.65.712.34.014.23.113.42.9邊跨支點3.32.99.18.64.11.79.88.4規(guī)范容許值17.5-2.417.5-2.421-2.721-2.7截面位

11、置最大最小最大最小最大最小最大最小上緣下緣上緣下緣荷載組合主要荷載組合附加荷載組合3、計算小結(jié)驗算結(jié)果表明，在主要荷載組合及附加組合作用下，主梁上、下緣均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的要求。另：本橋縱向預(yù)應(yīng)力鋼束指標(biāo)55.8Kg/m2 附1：支座沉降按1.5m考慮時的應(yīng)力表使用階段主要控制截面的正應(yīng)力（MPa）3號墩頂8.5514.110.311.91.414.79.6合攏段處10.86.29.83.113.43.79.92.8跨中附近11.6710.33.7144.710.53.11/4跨附近11.67.48.3313.85.49.41.62號墩頂8.75.213.910.111.12.9

12、14.99.0合攏段處10.75.311.43.213.82.113.11.6跨中附近11.76.411.53.414.73.2132.01/4跨附近11.68.17.7314.45.48.32.31號墩頂8.86.11310.211.23.513.69.6邊跨合攏段處7.83.510.23.79.51.910.63.2邊跨跨中附近11.65.712.34.014.13.313.13.4邊跨支點3.32.99.18.64.11.79.88.4規(guī)范容許值17.5-2.417.5-2.421-2.721-2.7截面位置最大最小最大最小最大最小最大最小上緣下緣上緣下緣荷載組合主要荷載組合附加荷載組合

13、 結(jié)構(gòu)離散圖成橋階段主橋箱梁應(yīng)力圖荷載組合1（恒載+汽車）下主橋箱梁應(yīng)力圖荷載組合1（恒載+汽車）下主橋箱梁最大正應(yīng)力圖荷載組合2（恒載+汽車+支座沉降1+整體升溫30+橋面板溫差10）下主橋箱梁應(yīng)力圖荷載組合2（恒載+汽車+支座沉降1+整體升溫30+橋面板溫差10）下主橋箱梁最大正應(yīng)力圖荷載組合3（恒載+汽車+支座沉降1+整體降溫40+橋面板溫差10）下主橋箱梁應(yīng)力圖荷載組合3（恒載+汽車+支座沉降1+整體降溫40+橋面板溫差10）下主橋箱梁最大應(yīng)力圖荷載組合4（恒載+汽車+支座沉降2+整體升溫30+橋面板溫差10）下主橋箱梁應(yīng)力圖荷載組合4（恒載+汽車+支座沉降2+整體升溫30+橋面板溫差

14、10）下主橋箱梁最大應(yīng)力圖荷載組合5（恒載+汽車+支座沉降2+整體降溫40+橋面板溫差10）下主橋箱梁應(yīng)力圖荷載組合5（恒載+汽車+支座沉降2+整體降溫40+橋面板溫差10）下主橋箱梁最大應(yīng)力圖五、橋梁橫橋向結(jié)構(gòu)計算1、有關(guān)計算參數(shù)的計算及選取）1、恒載內(nèi)力（每延米板條）二期恒載：橋面鋪裝9cm瀝青混凝土+ 8cm40號調(diào)平層混凝土瀝青混凝土： 0.09*1.0*252.25KN/m調(diào)平層混凝土： 0.08*1.0*252 KN/m護(hù)欄重（按集中力加載）：N護(hù)欄8KN2）、懸臂加載活載內(nèi)力 a2=0.2m b2=0.6m則板條上荷載壓力面的邊長 a1=a2+2H=0.2+2*(0.09+0.0

15、8)=0.54m b1=b2+2H=0.6+2*(0.09+0.08)=0.94m由于本橋懸臂長度較短，經(jīng)計算重車兩重軸對懸臂根部的有效分布寬度a外車輪6.38m，a內(nèi)車輪2.78m故：外車輪產(chǎn)生的均布力q=140/2*2/6.38=22 KN/m內(nèi)車輪產(chǎn)生的均布力q=140/2*2/2.78=23 KN/m工況1：現(xiàn)取主橋主梁跨中截面按框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算計算結(jié)果如下：懸臂加載累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖圖 懸臂加載時累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖數(shù)據(jù)表單元號節(jié)點號 上緣應(yīng)力 下緣應(yīng)力 1 10.00000.0000 1 26.73401.6630 2 26.75501.5300 2 36

16、.54400.3100 3 36.60300.2320 3 45.8740-0.0360 4 45.9150-0.0900 4 54.8250-0.0330 5 54.8750-0.1080 5 63.9160-0.6960 6 63.9370-0.7240 6 73.7090-0.4950 7 73.6990-0.5790 7 83.8580-0.7370 8 83.8470-0.7200 8 94.6780-0.4480 9 94.6520-0.3900 9 103.36703.3580 10 103.18803.5690 10 111.38605.3790 11 111.38605.37

17、90 11 121.81204.9520 12 121.81204.9520 12 131.91104.8530 13 131.91104.8540 13 144.26502.4790 14 144.43902.2680 14 155.2720-1.0230 15 155.2950-1.0800 15 164.2850-1.1650 16 164.2950-1.1820 16 174.1750-1.0640 17 174.1040-0.8970 17 184.2640-1.0570 18 184.2440-1.0290 18 195.3720-0.6180 19 195.3270-0.5450

18、 19 206.2120-0.3980 20 206.1760-0.3450 20 216.67100.1610 21 216.61500.2380 21 226.75501.5290 22 226.73501.6620 22 230.00000.0000工況2：現(xiàn)取主橋主梁中支點附近截面按框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算懸臂加載累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖圖 懸臂加載累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖數(shù)據(jù)表單元號節(jié)點號 上緣應(yīng)力 下緣應(yīng)力 1 10.00000.0000 1 26.73401.6630 2 26.75501.5300 2 36.54400.3100 3 36.60300.2320 3 45

19、.8740-0.0360 4 45.9150-0.0900 4 54.8250-0.0330 5 54.8750-0.1080 5 63.9160-0.6960 6 63.9380-0.7240 6 73.6130-0.3980 7 73.8510-0.6830 7 84.0590-0.8890 8 84.0480-0.8720 8 94.9310-0.6220 9 94.9080-0.5580 9 102.50804.3420 10 102.31404.5550 10 111.36405.5070 11 111.36505.5070 11 121.68705.1840 12 121.6870

20、5.1840 12 131.68205.1890 13 131.68205.1900 13 142.87803.9870 14 143.07103.7740 14 155.2470-0.9040 15 155.2680-0.9670 15 164.2930-1.1210 16 164.3040-1.1380 16 174.1300-0.9670 17 174.0350-0.8280 17 184.2640-1.0570 18 184.2440-1.0290 18 195.3720-0.6180 19 195.3270-0.5450 19 206.2120-0.3980 20 206.1760-

21、0.3450 20 216.67100.1610 21 216.61500.2380 21 226.75501.5290 22 226.73501.6620 22 230.00000.00003）、車輪居中布置于橋面板時活載內(nèi)力 a2=0.2m b2=0.6m則板條上荷載壓力面的邊長 a1=a2+2H=0.2+2*(0.09+0.08)=0.54m b1=b2+2H=0.6+2*(0.09+0.08)=0.94m由于本橋箱室較寬，經(jīng)計算橫向布置兩輛重車、縱向布置兩重軸時，箱室受力最為不利工況1：現(xiàn)取主橋主梁跨中截面按框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算計算結(jié)果如下：車輪居中布置于橋面板時累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣

22、應(yīng)力圖車輪居中布置于橋面板時累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖圖 車輪居中布置于橋面板時累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖數(shù)據(jù)表單元號節(jié)點號 上緣應(yīng)力 下緣應(yīng)力 1 10.00000.0000 1 26.60701.6390 2 26.56001.4960 2 36.43000.2510 3 36.47200.1770 3 46.0000-0.3110 4 46.0260-0.3610 4 55.1760-0.5020 5 55.1960-0.5650 5 64.1450-0.9910 6 64.1560-1.0170 6 73.9960-0.8570 7 72.95600.1610 7 83.3

23、060-0.1890 8 83.2980-0.1730 8 94.4490-0.2470 9 94.4490-0.1990 9 103.89302.7760 10 103.73902.9840 10 112.66604.0660 11 112.66604.0660 11 123.00303.7280 12 123.00303.7280 12 132.66804.0640 13 132.66804.0640 13 143.73902.9790 14 143.88902.7700 14 154.4430-0.1990 15 154.4400-0.2460 15 163.2940-0.1730 16

24、 163.3010-0.1890 16 172.95200.1610 17 173.9910-0.8550 17 184.1510-1.0150 18 184.1410-0.9900 18 195.1870-0.5620 19 195.1710-0.5010 19 206.0190-0.3600 20 205.9980-0.3110 20 216.47000.1770 21 216.43000.2510 21 226.56101.4960 22 226.60801.6380 22 230.00000.0000工況2：現(xiàn)取主橋主梁中支點附近截面按框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算車輪居中布置于橋面板時累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖圖 車輪居中布置于橋面板時累計應(yīng)力上(紅)下(藍(lán))緣應(yīng)力圖數(shù)據(jù)表單元號節(jié)點號 上緣應(yīng)力 下緣應(yīng)力 1 10.00000.0000 1 26.60701.6390 2 26.56001.4960