整体式桥台建模报告2d

118+22+22+18 米空心板整体式桥台桥梁计算书一：总体设计说明本设计模型是 18+22+22+18 米空心板先简支后结构连续的连续梁桥，两梁之间各 0.6m现浇段连接，在桥台处采用整体式桥台，使上部结构与桥台完全固结。设计荷载：公路级车道荷载，结构重要性系数=1.0；计算跨径：22 米；预应力钢绞线抗拉强度设计值：1860MPa；环境类别：类。二：计算模型图 1 计算模型图示模型分析按照升温和降温采取了两种二维分析模型。 1、整体升温计算模型模型结构基本情况：桥梁跨度为 18+22+22+18 米；桥台高 2.5 米；升温时将桥台桩和桥台柱模拟为一个整体，直径 0.6m，共长 24 米；桥墩柱直径 0.88m（根据等效刚度法将实际桥墩 1m 直径转换为二维模型的尺寸） ，长 7 米；桥墩桩直径 0.88m，长 25 米；连接：桥台与梁之间刚性连接；桥墩与梁之间铰接，传递竖向反力、水平力，不传递弯矩；升温时考虑了台后填土的作用；边界条件：桥台后的土模拟成了受压弹簧；柱和桩周围的土模拟成了线性土弹簧；各桩底只设竖向支承； 桥台台后土弹簧的刚度，根据马萨诸塞州交通部所给出的标准说明中的公式：2（ 为桥台发生的位移；H 为桥台高度）计算出台后土在)1(7.543.0/90eKa桥台温度膨胀发生 0.01m 位移时产生的土压力系数，再由公式： （Ka 土压/bhHKa力系数； 土的容重（取 25kN/m3） ；b 桥台宽度（取 1.65m） ；h 划分的桥台单元的高度（取 0.1m） ；H 单元的土层深度； 为桥台发生的位移）计算出桥台单元在各土层深的土弹簧刚度。桥台柱与桩侧土弹簧和桥墩桩侧土弹簧刚度的计算，按照公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ 024-85中的 m 法进行计算，由公式 （m非岩石类土比例系数，取HhbK20000kN/m4；H单元所在土层深度；h划分的桩单元的高度；b桩的计算宽度=0.9（d+1） （d 是桩的直径） ）计算出桩单元在各土层深的土弹簧刚度。2、整体降温计算模型：模型结构基本情况：桥梁跨度为 18+22+18+22 米；桥台高 2.5 米；桥台柱直径 0.6m，长3 米；桥台桩直径 0.6m，长 21 米；桥墩柱直径 0.88m，长 7 米；桥墩桩直径 0.88m，长 25米；连接：桥台与梁之间刚性连接；桥墩与梁之间铰接，传递竖向反力、水平力，不传递弯矩；支承：桩周围的土模拟成了线性土弹簧；各桩底只设了竖向支承；忽略了桥台前锥坡土作用，没有加土弹簧；降温时忽略了锥坡填土的作用，桥台以下至地面以上部分按照柱考虑，地面以下部分按照桩考虑；模拟土弹簧刚度：桥台桩侧土弹簧和桥墩桩侧土弹簧刚度的计算，按照公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ 024-85中的 m 法进行计算，计算方法同整体升温。三：单元截面特征3图 2 梁单元截面图（尺寸单位：）单元截面特征值表单元号 截面面积（m 2） 抗弯惯性矩（m 4） 中性轴高度（m） 单元类型梁单元 0.785825 0.135009 0.5467 预砼现浇段单元 1.692830 0.194433 0.5646 钢砼桥台单元 1.815000 0.183013 0.5500 钢砼四：荷载工况与荷载组合介绍1、荷载工况施加的荷载工况有：自重、桥面铺装、二期荷载、系统温度荷载（整体升温/整体降温） 、温度梯度、移动荷载、汽车制动力、预应力、地震力、支座沉降、收缩二次、徐变二次、钢束二次。自重（G1）：只记入模型中一片边梁的自重；混凝土容重 =25kN/m3;二期恒荷载(G2)：只记入一片边梁所承受的荷载；桥面铺装水泥混凝土厚10cm，=25kN/m3；沥青混凝土厚 6cm，=24kN/m3；一侧防撞墙按照均布荷载简化q=7.58kN/m，全部由边梁承担；温度荷载：整体升温时温度变化范围 10-35；整体降温时温度变化范围-25-10；混凝土材料线膨胀系数为 0.00001,长度变化为 ；lTl温度梯度：按照规范公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004中 50mm 沥青混凝土铺装层计算；桥梁结构竖向温度梯度曲线如图 3，其中 T1=20，T2=6.7；混凝土上部结构4竖向日照反温差为正温差乘以-0.5； 上部结构高度图 3 竖向梯度温度（尺寸单位： ）移动荷载：按照公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004中的公路级车道荷载布载，横向分布系数由刚性横梁法求得为 0.54，计算图式见图 4，全桥均布荷载q=7.875kN/m，集中荷载 P=186kN；计算剪力效应时，集中荷载标准值 P 应乘以 1.2 系数；车道荷载的均布荷载 q 应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。图 4 计算图式 结构基频按照公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004中连续梁桥计算，公式如下：cmEILf216.3 cmEILf22651.3式中 L-结构计算跨径（m）-取 80 E结构材料的弹性模量（N/m 2）-取 3.451010Ic跨中截面的截面惯性矩（m 4）-取 0.135mc结构跨中处的单位长度质量（kg/m）m c=G/g（G 为结构跨中处延米结构重力 N/m）-取 2104.6汽车制动力：按照公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004计算，在两端桥台顶承受 44.1KN 水平力，中间三个墩顶承受 0.6KN 水平力；5地震力：按照公路工程抗震设计规范 JTJ004-89中的反应谱理论进行计算，仅考虑顺桥向的地震力，基本烈度为 7 度，地震动峰值加速度等于 0.10g，场地类别为类，重要性修正系数为 1.3，综合影响系数为 0.35。支座沉降：支座下沉每个支点的沉降按 1cm 考虑，同一个墩上的两个支点按同时发生相同沉降考虑，分析时支座下沉由系统自动组合。收缩二次、徐变二次、钢束二次均有系统自动计算2、荷载组合荷载组合采用的公路桥涵设计通用规范 JTG D602004中的有关规定进行组合，以下内容摘自公路桥涵设计通用规范 JTG D602004P18-20 页。其中结构重要性系数取 1.0。678荷载组合表荷载工况荷载组合恒荷载 汽车荷载 汽车制动 整体升温 或降温 水平 土压力温度梯度（正）温度梯度（负） 支 座 沉 降 地震荷载 钢束一次 钢束 二次 徐变 二次 收缩 二次荷载组合 1 承载能力基本组合 1.2 1.4 0.5 1.2 1 1荷载组合 2 承载能力基本组合 1.2 1.4 1.4 0.5 1.2 1 1荷载组合 3 承载能力基本组合 1.2 1.4 1.4 1.4 0.5 1.2 1 1荷载组合 4 承载能力基本组合 1.2 1.4 1.4 1.4 0.5 1.2 1 1荷载组合 5 承载能力基本组合 1.2 1.4 0.784 1.4 0.5 1.2 1 1荷载组合 6 承载能力基本组合 1.2 1.4 1.12 1.12 0.5 1.2 1 1荷载组合 7 承载能力基本组合 1.2 1.4 1.12 1.4 1.12 0.5 1.2 1 1荷载组合 8 承载能力基本组合 1.2 1.4 0.686 0.98 1.4 0.98 0.5 1.2 1 1荷载组合 9 承载能力基本组合 1.2 1.4 0.686 0.98 1.4 0.98 0.5 1.2 1 1荷载组合 10 承载能力基本组合 1 1 0.5 1 1 1荷载组合 11 承载能力基本组合 1 1.4 1 0.5 1 1 1荷载组合 12 承载能力基本组合 1 1.4 1 1.4 0.5 1 1 1荷载组合 13 承载能力基本组合 1 1.4 1 1.4 0.5 1 1 1荷载组合 14 承载能力基本组合 1 1.4 0.784 1 0.5 1 1 1荷载组合 15 承载能力基本组合 1 1.4 1.12 1 1.12 0.5 1 1 1荷载组合 16 承载能力基本组合 1 1.4 1.12 1 1.12 0.5 1 1 1荷载组合 17 承载能力基本组合 1 1.4 0.686 0.98 1 0.98 0.5 1 1 1荷载组合 18 承载能力基本组合 1 1.4 0.686 0.98 1 0.98 0.5 1 1 1荷载组合 19 承载能力偶然组合 1 1 0.5 1 1 1 1荷载组合 20 承载能力偶然组合 1 1 0.5 -1 1 1 1荷载组合 21 承载能力偶然组合 1 1 1 1 0.5 1 1 1 1荷载组合 22 承载能力偶然组合 1 1 1 1 0.5 -1 1 1 19荷载组合 23 承载能力偶然组合 1 1 1 1 0.5 1 1 1 1荷载组合 24 承载能力偶然组合 1 1 1 1 0.5 -1 1 1 1荷载组合 25 使用性能极限组合 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 26 使用性能短期组合 1 0.5306 1 1 1 1 1 1荷载组合 27 使用性能短期组合 1 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 28 使用性能短期组合 1 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 29 使用性能短期组合 1 0.5306 0.7 1 1 1 1 1 1荷载组合 30 使用性能短期组合 1 0.5306 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 31 使用性能短期组合 1 0.5306 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 32 使用性能短期组合 1 0.5306 0.7 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 33 使用性能短期组合 1 0.5306 0.7 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 34 使用性能长期组合 1 0.3032 1 1 1 1 1 1荷载组合 35 使用性能长期组合 1 0.3032 0.7 1 1 1 1 1 1荷载组合 36 使用性能长期组合 1 0.3032 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 37 使用性能长期组合 1 0.3032 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 38 使用性能长期组合 1 0.3032 0.7 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 39 使用性能长期组合 1 0.3032 0.7 1 1 0.8 1 1 1 1 1荷载组合 40 使用性能弹性应力验算组合 1 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 41 使用性能弹性应力验算组合 1 1 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 42 使用性能弹性应力验算组合 1 1 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 43 使用性能弹性应力验算组合 1 1 0.7 1 1 1 1 1 1荷载组合 44 使用性能弹性应力验算组合 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 45 使用性能弹性应力验算组合 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 46 使用性能弹性应力验算组合 1 1 0.7 1 1 1 1 1 1 1 1荷载组合 47 使用性能弹性应力验算组合 1 1 0.7 1 1 1 1 1 1 1 1注：1.表中 恒荷载=自重+二期荷载 2.表中数值为各荷载组合下荷载工况的分项系数10五.预应力简介1预应力钢束信息预应力钢束表钢束 号钢束弹性模量 （MPa）钢束张拉控制应力 （MPa）钢束面积 （m 2）钢束长度 (m)钢束 束数1-18-1 1.95E+05 1.19E+03 8.40E-04 17.64 61-18-2 1.95E+05 1.19E+03 4.20E-04 16.4 31-18-3 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 14.9 21-18-4 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 13.4 21-18-5 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 10.4 22-22-1 1.95E+05 1.19E+03 8.40E-04 21.34 62-22-2 1.95E+05 1.19E+03 4.20E-04 20.1 32-22-3 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 18.3 22-22-4 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 16.4 22-22-5 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 14.6 22-22-6 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 12.8 22-22-7 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 10.9 23-22-1 1.95E+05 1.19E+03 8.40E-04 21.34 63-22-2 1.95E+05 1.19E+03 4.20E-04 20.1 33-22-3 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 18.3 23-22-4 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 16.4 23-22-5 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 14.6 23-22-6 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 12.8 23-22-7 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 10.9 24-18-1 1.95E+05 1.19E+03 8.40E-04 17.64 64-18-2 1.95E+05 1.19E+03 4.20E-04 16.4 34-18-3 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 14.9 24-18-4 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 13.4 24-18-5 1.95E+05 1.19E+03 2.80E-04 10.4 22. 预应力钢束说明全部预应力钢束距梁下底面均为 4.7 厘米，每片 22 米板共布置 19 根预应力钢束，18米板共布置 15 根预应力钢束。钢束张拉控制应力 1190MPa，为钢束极限抗拉强度 1860MPa 乘以 75后减去 l1与 l2之和。3钢束预应力损失预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中，应考虑由下列因素引起的预应力损失：锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 l1预应力钢筋与台座之间的温差 l2混凝土的弹性压缩 l3 11预应力钢筋的应力松弛 l4混凝土的收缩和徐变 l5（1）钢筋由于锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失，按下列计算：