某某桥新建工程初步设计咨询报告

XX县XX桥新建工程初步设计咨询报告上海XXXX土建工程咨询有限公司二一二年七月目录第一章概述3一、工程概况3二、咨询依据及内容3三、主要规范及技术标准3第二章结构计算分析5一、计算原理5二、主要原材料及技术参数6三、作用取值7四、荷载组合7五、结构计算分析结果8第三章图纸部分意见25一、设计说明25二、图纸部分25第四章结论及建议26一、总体评价26二、主要结论26三、建议26第一章概述一、工程概况XX桥位于湖北省XX县XX处，湖北省XX县古洞口水库蓄水后，库区中阳垭村出行交通依靠渡口，给当地乡村发展和民生带来极大影响，经当地政府研究决定，在XX处架设桥梁以解决中阳垭村交通问题。XX大桥跨越古洞口水库，桥长1854M。目前桥址水面宽135M左右，测时水位31219M，水库蓄水后设计水位为3261M。综合考虑桥址的地形、地貌条件、桥跨布置的协调性及主塔基础的边坡稳定性，结合初步设计评审意见，本桥桥跨布置采用（155150155）M地锚式简支悬索桥。二、咨询依据及内容1、咨询依据（1XX县XX渡改桥工程初步设计咨询合同书（2012年6月）；（2XX县XX桥新建工程两阶段初步设计；（3现行有关“技术标准”、“设计规范”、及“文件编制办法”等。2、咨询内容（1）初步设计文件编制深度；（2）对本桥梁结构的进行计算分析验算；（3）对桥梁方案细节的优化等。三、主要规范及技术标准1、主要规范（1公路工程技术标准JTGB012003（2公路桥涵设计通用规范JTGD602004（3钢结构设计规范GB500172003（4公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD622004（5公路桥涵地基与基础设计规范JTGD632007（6公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ02586（7公路桥涵施工技术规范JTJ0412000（8公路悬索桥设计规范JTJXXX2002（9悬索桥预制主缆丝股技术条件JT/T3951999（10公路悬索桥吊索JT/T4492001（11钢丝绳国家标准GB/T870620062、技术标准（1荷载等级公路级，人群荷载275KPA。（2标准桥面布置05M（栏杆）35M（行车道）05M（栏杆）45M。（3桥下净空要求桥梁底高于库区设计水位15M。（4桥面横坡双向10。（5桥面铺装（引桥）桥面铺装为10133CM厚C40防水砼铺装。（6抗震设防标准地震动峰值加速度005G，对应基本烈度6度，按度设防。第二章结构计算分析对本桥主桥结构的计算分析采用了MIDAS2010空间杆系有限元程序，空间杆系模型简图如下所示图21全桥有限元模型一、计算原理对主桥计算采用了MIDAS2010空间杆系有限元程序，全桥共2171个单元。其中175、150225为主缆单元，77149、226298为吊索单元，主缆和吊索均采用只受拉桁架单元类型。375376、378381、383384为主塔单元，377、382为主塔上横梁单元，11991224为主塔下横梁单元，300373、3851198为桥面纵梁单元，12252173为桥面横梁单元，主塔、上下横梁、桥面纵横梁均采用梁单元。主塔底部和主缆两边均采用固结约束，桥面纵梁与主塔下横梁之间用释放梁端约束模拟铰接。计算分析基本步骤A利用MIDAS建模助手建立初始平衡状态；B用悬索桥分析进行进一步精确分析，得到更合理的平衡状态（主缆成桥坐标）；C一次成桥的模拟，查看成桥位移是否为“0”，以及对应内力与几何刚度初始荷载基本相同；D进行倒拆分析得到空缆坐标；E特征值分析，得到全桥基频；F最终成桥分析；G动力分析；二、主要原材料及技术参数1、混凝土C30混凝土桥塔塔柱及横梁，梁和桥塔及基础，锚碇；C40防水混凝土桥面铺装。2、钢材普通钢筋采用R235及HRB335钢筋，钢筋符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB130131991）和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB14991998）的规定；钢丝绳满足重要用途钢丝绳GB89182006相关标准；钢板满足碳素结构钢GB7001988的相关规定；鞍座、索夹满足一般工程用碳素钢构件、碳素结构钢等相关标准；锚固螺栓、螺母满足钢结构用大六角螺栓、螺母、垫圈技术条件、钢结构用六角大螺母、钢结构用六角螺栓等相关标准。表21混凝土主要参数表标准值设计值轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉弹性模量参数FCKFTKFCDFTDEC标号MPAMPAMPAMPAMPAC3020120113813930X104C4026824184165325X104表22普通钢筋主要参数表设计值抗拉强度标准值抗拉强度抗拉强度参数FSKFSDFSDES型号MPAMPAMPAMPAR23523519519521X105HRB33533528028020X105表23钢材的强度设计值（MPA）钢材牌号厚度或直径（MM）抗拉、抗压和抗弯F抗剪FV端面承压（刨平顶紧）FCEQ345钢16310180400三、作用取值恒载结构自重26KN/M3；钢材785KN/M3；活载人群荷载275KPA；车辆荷载公路二级（单车道，偏载系数取12）；地震烈度地震动加速度峰值取A005G，按度设防；温度荷载整体升温25度；整体降温20度；加劲梁梯度升温67度；加劲梁梯度降温335度；主塔内外侧、前后侧升降温5度；主缆升降温15度；吊杆升降温8度；风荷载按规范取值。四、荷载组合组合1（承载能力）12恒荷载14活荷载112升温组合2（承载能力）12恒荷载14活荷载112降温组合3（承载能力）12恒荷载14活荷载088风荷载组合4（承载能力）12恒荷载14活荷载088风荷载组合5（承载能力）12恒荷载14活荷载098降温077风荷载组合6（承载能力）12恒荷载14活荷载098升温077风荷载组合7（承载能力）12恒荷载14活荷载098降温077风荷载组合8（承载能力）12恒荷载14活荷载098升温077风荷载组合9（使用性能）10恒荷载0667活荷载10升温组合10（使用性能）10恒荷载0667活荷载10降温组合11（使用性能）10恒荷载0667活荷载075风荷载组合12（使用性能）10恒荷载0667活荷载075风荷载组合13（使用性能）10恒荷载0667活荷载10升温075风荷载组合14（使用性能）10恒荷载0667活荷载10升温075风荷载组合15（使用性能）10恒荷载0667活荷载10降温075风荷载组合16（使用性能）10恒荷载0667活荷载10降温075风荷载组合17（使用性能）10恒荷载0381活荷载10升温组合18（使用性能）10恒荷载0381活荷载10降温组合19（使用性能）10恒荷载0381活荷载075风荷载组合20（使用性能）10恒荷载0381活荷载075风荷载组合21（使用性能）10恒荷载0381活荷载10升温075风荷载组合22（使用性能）10恒荷载0381活荷载10升温075风荷载组合23（使用性能）10恒荷载0381活荷载10降温075风荷载组合24（使用性能）10恒荷载0381活荷载10降温075风荷载五、结构计算分析结果1、在自重和二期恒载作用下主缆和吊杆中的线形和内力情况（1）主缆线形（坐标原点为两桥塔中心点，如下图所示）图22全桥有限元模型表24主缆空缆下线形坐标节点号X（M）Z（M）152（左塔顶）7504400001537203007161547002211771556801416251566600720591576400024801586199428881595998832811605798336631615597940311625397543861635197247281644996950561654796653711664596456731674396359631684196162391693996165021703796067521713596069901723396072141733196174261742996276241752796378091762596579831772396681431782196882901791997184231801797385451811597586541821397887501831198188331849984890318579878960186599090051873993903718819979056189（跨中）00009063表25主缆成桥状态下线形坐标表节点号X（M）Z（M）152（左塔顶）75000015372078715470129315568178615666226415764272715862317615960361016058403116156443616254482816352520516450556716548591516646624916744656916842687416940716517038744217136770517234795317332818717430840717528861217626880417724898117822914417920929218018942718116954718214965418312974618410982318589887186699371874997218829993189（跨中）010000（2）吊杆内力表26初始平衡状态作用下吊杆内力表吊索单元内力IKN内力JKN77（靠近主塔处吊杆）1161137893917991898092898192908292908392908492908591908691908791908891908991909091909191909291909391909491909591909691909790909890909990901009090101909010290901039090104909010590901069090107909010890901099090110909011190891129493113跨中吊杆8383表27吊杆最大内力表吊索单元内力IKN内力JKN77（靠近主塔处吊杆）66866578653651796546518065365081652650826526498365164984652650856526508665265087652651886536518965365190653652916536529265465293654653946546539565465396655654976556549865565499655654100655655101656655102656655103656655104656655105656656106656656107656656108656656109656656110656656111656655112663663113跨中吊杆648648吊索采用成品28钢丝绳（619FC），公称抗拉强度为1670MPA，最小破断力432KN，初始平衡状态（自重二期恒载）最大吊杆拉力为116KN，使用阶段吊杆最大内力为668KN。吊杆的安全系数K432/66864760，满足安全要求（钢丝绳作吊杆使用时安全系数为67）。（3）主缆内力桥道恒载按横梁间距20M内计算纵梁474KG10N/KG474KN横梁365KG10N/KG3655KN二期恒载549517570772340152KG10N/KG96KN主缆每米自重0636KN每条主缆合计（不包含吊杆自重）KN/M136502695374G恒载作用下主索水平拉力K1408212GFLH表28初始平衡状态作用下主缆内力表主缆单元内力IKN内力JKN1（边跨）1520215252214974149693149401493741491414911514890148876148661486371484314840814820148179147981479510147771477411147571475412147371473513147181471614147001469815146821468016146651466317146491464818146341463219146201461820146061460421145931459122145801457923145691456724145581455625145471454626145381453727145291452828145211452029145141451330145071450731145021450132144961449633144921449234144881448835144851448536144831448337144821448238（跨中段）1448114481表29主缆最大内力表主缆单元内力IKN内力JKN1（边跨）2853628586230955309503308853088243082830824530774307716307243072173067530672830627306249305813057810305363053411304933049012304503044813304093040714303693036715303313032916302943029217302573025618302233022119301893018720301563015521301253012322300953009323300663006524300383003725300123001126299872998527299632996228299402993929299192991830298992989831298802987932298622986233298462984634298312983135298182981836298062980637297962979638（跨中段）2978929789主缆采用19根28钢丝绳（619WIWR），公称抗拉强度为1670MPA，破断力115810KN，初始平衡状态（自重二期恒载）最大吊杆拉力为15252KN，使用阶段吊杆最大内力为30955KN。主缆的安全系数K11581/309553730，满足安全要求。（小型悬索桥的主缆绳安全系数取335）2、索塔计算将索塔简化成轴心受压的钢筋混凝土构件进行验算桥规531规定钢筋混凝土轴心受压构件，当配有箍筋时，正截面抗压承载力应符合下列规定0ND090（FCDAFSDAS）经计算，索塔最大轴力37436KN，主塔配筋时应进行验算。表210索塔底部最大支反力表节点编号最大支反力（KN）38138071383380713853807138738071表211索塔顶点处最大位移表方向桥塔顶处最大位移（MM）荷载工况横桥向0713自重二期恒载风荷载系统升温汽车荷载（公路级）纵桥向12685自重二期恒载风荷载系统升温汽车荷载（公路级）3、桥面纵梁计算（1）承载能力极限状态应力验算（取中间最不利的一条纵梁进行分析，单元号755828）表212承载能力极限状态下纵梁截面上下缘应力表（纵梁应力对称，给出一半单元的数据）单元荷载位置CBMIN/MAXMPACB1左上MPACB2右上MPACB3右下MPACB4左下MPA755承载能力包络I1663198816198198816755承载能力包络J1664529518529527519756承载能力包络I1664524516524523517756承载能力包络J1665558551558557551757承载能力包络I1665557550557557551757承载能力包络J1666566559566565559758承载能力包络I1666565559565564559758承载能力包络J1667566559566565560759承载能力包络I1667566559566565560759承载能力包络J1668565559565564559760承载能力包络I1668565559565564559760承载能力包络J1669564558564563558761承载能力包络I1669563558563562558761承载能力包络J1670562556562561557762承载能力包络I1670562557562561557762承载能力包络J1671561555561560556763承载能力包络I1671560555560560556763承载能力包络J1672560554560558554764承载能力包络I1672559554559558555764承载能力包络J1673558553558557553765承载能力包络I1673557553557557554765承载能力包络J1674557552557556552766承载能力包络I1674556552556556553766承载能力包络J1675556551556555551767承载能力包络I1675555551555554552767承载能力包络J1676555550555554551768承载能力包络I1676554551554553551768承载能力包络J1677554549554552550769承载能力包络I1677553550553552550769承载能力包络J1678553549553551549770承载能力包络I1678552549552551549770承载能力包络J1679552548552550548771承载能力包络I1679551548551550548771承载能力包络J1680551547551549547772承载能力包络I1680550547550549548772承载能力包络J1681550546550549547773承载能力包络I1681549547549548547773承载能力包络J1682549546549548546774承载能力包络I1682548546548547546774承载能力包络J1683548545548547545775承载能力包络I1683547545547546546775承载能力包络J1684547544547546544776承载能力包络I1684546545546546545776承载能力包络J1685546544546545544777承载能力包络I1685546544546545544777承载能力包络J1686546543546544543778承载能力包络I1686545544545544544778承载能力包络J1687545543545544543779承载能力包络I1687544543544543543779承载能力包络J1688544542544543542780承载能力包络I1688544543544543543780承载能力包络J1689544542544542542781承载能力包络I1689543542543542542781承载能力包络J1690543541543542541782承载能力包络I1690543542543541542782承载能力包络J1691543541543541541783承载能力包络I1691542541542541541783承载能力包络J1692542541542541540784承载能力包络I1692542541542540541784承载能力包络J1693542540542540540785承载能力包络I1693541541541540540785承载能力包络J1694542540542540540786承载能力包络I1694541540541539540786承载能力包络J1695541540541540539787承载能力包络I1695541540541539540787承载能力包络J1696541540541539539788承载能力包络I1696540540540539540788承载能力包络J1697541539541539539789承载能力包络I1697540540540539539789承载能力包络J1698540539540539539790承载能力包络I1698540540540538539790承载能力包络J1699540539540539539791承载能力包络I1699540540540539539791承载能力包络J1700541540541539540注“”表示截面应力为拉应力，“”表示截面应力为压应力纵梁上下缘最大拉压应力为566MPA，而Q345钢板的极限抗拉抗压应力以及抗拉应力0310MPAMAX566MPA,因此，纵梁钢板的应力验算不满足规范要求。（2）纵梁在风荷载作用下横向位移计算表213纵梁在风荷载作用下横向位移表工况节点号横桥向位移（MM）备注风荷载17703665纵梁跨中节点纵梁在风荷载作用（桥面无车）下横向最大位移3665MM1/150L1M，满足规范要求。（公路悬索桥设计规范JTJXXX2002521规定）（3）纵梁在汽车荷载（不计冲击力）作用下横向位移计算表214纵梁在汽车荷载（不计冲击力）作用下横向位移表工况节点号竖向位移（MM）备注177023368纵梁跨中节点公路级168127982纵梁1/4跨处节点纵梁在汽车荷载（不计冲击力）作用下横向最大位移（向下）27982MM1/250L06M，超出规范建议范围。（公路悬索桥设计规范JTJXXX2002522规定）4、桥面横梁计算承载能力极限状态应力验算取桥塔附近横梁（单元号12251237）和跨中横梁进行分析（单元号16931705）。表215承载能力极限状态下横梁截面上下缘应力表单元荷载位置CBMIN/MAXMPACB1左上MPACB2右上MPACB3右下MPACB4左下MPA1225承载能力包络I22800000000001225承载能力包络J203920202020201226承载能力包络I203933323033311226承载能力包络J19644784704784714781227承载能力包络I19644904834894844901227承载能力包络J1889104010201040102010401228承载能力包络I1889105010301050103010501228承载能力包络J1814171016801710168017101229承载能力包络I1814172016901720169017201229承载能力包络J1739146014301460143014601230承载能力包络I1739147014401470145014701230承载能力包络J1664134013101340132013401231承载能力包络I1664135013201350132013501231承载能力包络J1589135013201340132013501232承载能力包络I1589134013101340132013401232承载能力包络J1514147014401470145014701233承载能力包络I1514146014301460143014601233承载能力包络J1439172016901720169017201234承载能力包络I1439171016801710168017101234承载能力包络J1364105010301050103010501235承载能力包络I1364104010201040102010401235承载能力包络J12894894834884844891236承载能力包络I12894784704774714781236承载能力包络J121432322932301237承载能力包络I121420202020201237承载能力包络J7800000000001693承载能力包络I26400000000001693承载能力包络J207519191919191694承载能力包络I207519191919191694承载能力包络J20004474464464474471695承载能力包络I20004464464464464461695承载能力包络J19259689679679689681696承载能力包络I19259689679679689681696承载能力包络J1850159015901590159015901697承载能力包络I1850159015901590159015901697承载能力包络J1775136013601360136013601698承载能力包络I1775136013601360136013601698承载能力包络J1700124012401240124012401699承载能力包络I1700124012401240124012401699承载能力包络J1625124012401240124012401700承载能力包络I1625124012401240124012401700承载能力包络J1550136013601360136013601701承载能力包络I1550136013601360136013601701承载能力包络J1475159015901590159015901702承载能力包络I1475159015901590159015901702承载能力包络J14009689679679689681703承载能力包络I14009689689689689681703承载能力包络J13254464464464464461704承载能力包络I13254474474474474471704承载能力包络J125019191919191705承载能力包络I125019191919191705承载能力包络J1140000000000注“”表示截面应力为拉应力，“”表示截面应力为压应力横梁上下缘最大拉压应力为172MPA，而Q345钢板的极限抗拉抗压应力以及抗拉应力0310MPAMAX172MPA,因此，横梁钢板的应力验算满足规范要求。5、全桥动力特性分析表216结构动力特性计算结果频率频率周期模态号RAD/SECCYCLE/SECSEC12064385032855730436112248087303948432532651332780905217241916721442067630669527149359154209406066994814926546475966507575241320097569901090702611025058583138109280931077478959994210954837104729910640980610201520980246下面给出前10阶模态示意图振型及描述第一阶振型主梁侧弯第二阶振型主梁一阶竖弯（反对称）第三阶振型主梁二阶竖弯