x25m连续箱梁计算书.doc

- 0 - 计 算 书 工程名称： 项目名称： 工程编号： 设计阶段： 施工图设计 构件名称： 4x25m 预应力混凝土连续箱梁 - 1 - 目录目录 1 工程概况工程概况 .1 2 计算依据和内容1 2.1 计算依据.1 2.2 计算内容.1 3 技术标准技术标准 .1 3.1 技术标准.1 3.2 设计规范.2 4 设计参数设计参数 .2 4.1 主要材料及其设计参数.2 4.1.1 混凝土.2 4.1.2 预应力钢束.2 4.1.3 钢筋.3 4.2 设计荷载取值.3 4.2.1 恒载3 4.2.2 活载3 4.2.3 温度荷载4 4.2.4 沉降4 5 计算概述计算概述 .4 5.1 计算方法.4 5.2 荷载组合.4 5.2.1 承载能力极限状态组合4 5.2.2 正常使用极限状态内力组合4 6 人行及非机动车道桥梁纵向整体计算分析人行及非机动车道桥梁纵向整体计算分析 .5 6.1 计算模型.5 6.2 支座反力.5 6.3 成桥初期应力状况计算.6 (1)正截面抗弯承载力验算 6 (2)斜截面抗剪承载力验算 7 .5 持久状况正常使用极限状态计算.10 (1)抗裂验算 10 (2)挠度验算 11 6.6 持久状况构件的应力计算.11 7 桥梁横向局部计算桥梁横向局部计算 12 7.1 端横梁.12 7.1.1 计算模型.12 7.1.2 荷载.12 7.1.3 配筋情况.13 7.1.4 成桥初期应力状况计算13 - 2 - 7.1.5 持久状况承载能力极限状态计算.13 7.1.6 持久状况正常使用极限状态计算.15 (1)抗裂验算 15 7.1.7 持久状况构件的应力计算16 7.2 中横梁.16 7.2.1 计算模型.16 7.2.2 荷载.17 7.2.3 配筋情况.17 7.2.4 成桥初期应力状况计算17 7.2.5 持久状况承载能力极限状态计算.17 7.2.6 持久状况正常使用极限状态计算.20 (1)抗裂验算 20 7.2.7 持久状况构件的应力计算20 8 桥面板及横向框架计算21 8.1 计算理论及思路说明.21 8.2 恒载.21 8.3 人群荷载.22 8.4 汽车.22 8.5 跨间板的有效分布宽度及车轴换算荷载计算.22 8.6 验算结果.23 1）、正常使用阶段抗裂验算.23 2）、承载能力极限状态正截面强度验算.23 - 1 - 1 1 工程概况工程概况 2 2 计算依据和内容计算依据和内容 2.12.1 计算依据计算依据 2.1.1 现行国家及行业有关法规、标准、规程、规范。 2.1.2 同济大学建筑设计研究院桥梁工程设计分院设计大纲。 2.22.2 计算内容计算内容 2.2.1 使用阶段支座反力计算 2.2.2 承载能力极限状态正截面强度验算 2.2.3 正常使用状态正截面、斜截面抗裂验算 2.2.4 结构刚度验算 3 3 技术标准技术标准 3.13.1 技术标准技术标准 3.1.1 道路等级：城市快速路。 3.1.2 桥梁宽度： 桥梁宽度为2.5m（人行道）+3.5m（非机动车道）+15m（非机动车道）+3.5m（非 机动车道）+2.5m（人行道）=27m。 3.1.3 荷载标准：城A 级。 3.1.4 桥梁设计安全等级 结构重要性系数=1.1。 0 3.1.5 环境类别 环境类别为 I 类，最大裂缝宽度0.20mm。 - 2 - 3.23.2 设计规范设计规范 3.2.1公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004） 3.2.2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004） 3.2.3公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000） 3.2.4城市桥梁设计荷载标准（CJJ 77-98） 3.2.5城市桥梁设计准则（CJJ11-93） 3.2.6公路工程技术标准（JTG B01-2003） 3.2.7公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004） 4 4 设计参数设计参数 4.1 1 主要材料及其设计参数主要材料及其设计参数 4.1.14.1.1 混凝土混凝土 预应力混凝土梁上部结构采用 C50 混凝土；桥面铺装采用 C30 混凝土。 标号标号 容重容重 （kN/m3 ） fcd(MPa)ftd(MPa)E(MPa)泊松比泊松比 C5026.022.41.85 3.45104 0.2 1.010-5 C3026.013.81.39 3.00104 0.2 1.010-5 混凝土的收缩徐变参数： 加载龄期：28 天 - 3 - 4.1.24.1.2 预应力钢束预应力钢束 预应力钢束采用直径为 15.2mm 的预应力钢绞线，主要力学性能： 极限抗拉强度：Rby=1860MPa； 张拉控制应力：0.75Rby=1395MPa； 弹性模量：E=1.95105MPa； 钢筋松弛率：0.035； 一端锚具变形及钢束回缩值：6mm。 预应力连续箱梁的预应力管道采用性能优良的塑料波纹管。 =0.15，k=0.0015； 4.1.34.1.3 钢筋钢筋 设计用钢筋为 R235 钢筋（公称直径小于 12mm）和 HRB335 钢筋（公称直 径大于等于 12mm）两种，R235 钢筋必须符合国家标准（GB130131991）的 有关规定；HRB335 钢筋必须符合国家标准（GB14991998）的有关规定。 4.24.2 设计荷载取值设计荷载取值 4.2.14.2.1 恒载恒载 (1) 一期恒载 一期恒载包括箱梁材料重量，混凝土容重取 26kN/m3。 (2) 二期恒载 二期恒载为人行道栏杆及桥面铺装、人行道。 其中：人行道栏杆为单侧 10kN/m，车行道桥面铺装为 9混凝土 （25kN/m3）+8cm 沥青（24kN/m3） ，人行道荷载根据实际构造布置施加。 钢筋种类钢筋种类 容重容重 （kN/m3） fsk(MPa)fsd(MPa)E(MPa)泊松比泊松比 R23578.5235195 2.1105 0.3 1.010-5 HRB33578.5335280 2.0105 0.3 1.010-5 - 4 - 4.2.24.2.2 活载活载 人行道宽 2.5m；车行道宽度为 22m，计算取 6 车道城-A 级车道荷载；冲 击系数按照城市桥梁设计荷载标准（CJJ 77-98）取值。 人群荷载：5kN/m2。 4.2.34.2.3 温度荷载温度荷载 混凝土体系升温：20，混凝土体系降温：-25。 日照温差遵照公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）取值。 4.2.44.2.4 沉降沉降 不均匀沉降按照 0.5cm 取值。 5 5 计算概述计算概述 5.15.1 计算方法计算方法 总体静力计算根据桥梁施工流程划分结构计算阶段，根据荷载组合要求的 内容进行应力、主梁极限承载力计算，验算结构在运营阶段应力、主梁极限承 载力及整体刚度是否符合规范要求。总体计算采用桥梁博士 V3.1 平面杆系。 5.25.2 荷载组合荷载组合 5.2.15.2.1 承载能力极限状态组合承载能力极限状态组合 一、组合：基本组合。按规范 JTG D602004 第 4.1.6 条规定。按此组 合验算结构的承载能力极限状态的强度。 5.2.25.2.2 正常使用极限状态内力组合正常使用极限状态内力组合 一、组合：长期效应组合。按规范 JTG D602004 第 4.1.7 条规定。 - 5 - 二、组合：短期效应组合。按规范 JTG D602004 第 4.1.7 条规定。 三、组合：标准值组合。 - 6 - 6 6 4x25m4x25m 连续箱梁纵向整体计算分析连续箱梁纵向整体计算分析 人行及非机动车道桥梁断面布置为单箱三室断面，跨中横断面为： 图 6.1 箱梁断面图（单位：mm） 6.16.1 计算模型计算模型 计算模型如下图所示。全桥共 102 个单元。 图 6.2 计算模型 配索： 腹板索：15s15.2，顶、底板索：7s15.2。 考虑预应力弯道损失、预埋波纹管 k， 值。=0.15，k=0.0015。 腹板竖弯半径为 8 m，顶、底板竖弯半径 8m。 6.26.2 支座反力支座反力 恒载及活载竖向支反力汇总（单位：恒载及活载竖向支反力汇总（单位：kN） 表表 6.1 汽车城B 级人群 支点恒载 MaxMinMaxMin 标准组合最大标准组合最小 A057802600-276220-27.9101005100 P1142005850-451495-45.52320012800 P2141005540-1040534-1022270012400 P3142005850-451495-45.52320012800 A355702600-276220-27.994904890 - 7 - 6.36.3 成桥初期应力状况计算成桥初期应力状况计算 单位：MPa 成桥初期应力 6.46.4 持久状况承载能力极限状态计算持久状况承载能力极限状态计算 构件按持久状况承载能力极限状态设计，应采用基本组合对构件的承载力 进行计算。 (1)(1)正截面抗弯承载力验算正截面抗弯承载力验算 按照规范 JTG D62-2004 的第 5.1.1-5.2.5 条规定进行正截面抗弯承载力验算。 单位：kN-m 支点截面：；14123(18996).115062(117492). jR MkN mMkN m 跨中截面：；54881(33362).74555(57379). jR MkN mMkN m 结果表明未计入普通钢筋情况下，验算截面的设计弯矩均小于截面极限承 载弯矩。结构受力安全，正截面强度满足设计规范要求。 - 8 - (2)(2)斜截面抗剪承载力验算斜截面抗剪承载力验算 按照规范 JTG D62-2004 的第 5.2.6-5.2.12 条规定进行斜截面抗剪承载力验 算。箍筋配置为跨中每片腹板 2 肢 12150mm，腹板加厚段每片 4 肢 12100mm。详细钢筋布置参见人行及非机动车道箱梁普通钢筋图。计算结 果如下表所示。 斜截面抗剪计算结果汇总（单位：斜截面抗剪计算结果汇总（单位：kN） 表表 6.2 X V 箍筋 V 弯 起 V 预应 力 总抗力设计剪力 VR/Vd 满 足 尺 寸 1 最大剪力 21186.606249.727436.310519.32.608 是是 1 最小剪力 21914.206098.728012.83513.47.973 是是 2 最大剪力 23377.3012510.335887.769775.144 是是 2 最小剪力 23392.9012510.335903.21427.625.149 是是 3 最大剪力 22653.9011013.233667.158985.708 是是 3 最小剪力 22659011013.233672.2696.348.358 是是 4 最大剪力 20924.708167.129091.85089.25.716 是是 4 最小剪力 20924.908167.12909292.1315.962 是是 5 最大剪力 19751.606286.226037.84111.96.332 是是 5 最小剪力 -19759.40-6286.2-26045.6-690.537.721 是是 6 最大剪力 18360.803607.12196832206.822 是是 6 最小剪力 -18360.80-3607.1-21968-1417.415.499 是是 7 最大剪力 11043.901573.712617.62382.55.296 是是 7 最小剪力 27730.50027730.52172.212.766 是是 8 最大剪力 11249.80011249.816446.843 是是 8 最小剪力 28939.50028939.51350.421.43 是是 9 最大剪力 11562.90011562.9925.612.493 是是 9 最小剪力 16956.40016956.4721.123.516 是是 10 最大剪力 11490.70011490.722451.293 是是 10 最小剪力 -14556.300-14556.3-93.4155.865 是是 11 最大剪力 -1139800-11398-455.425.028 是是 11 最小剪力 -13034.300-13034.3-799.516.303 是是 12 最大剪力 -1115300-11153-1093.110.203 是是 12 最小剪力 -11346.100-11346.1-1507.97.525 是是 13 最大剪力 -10877.800-10877.8-1705.86.377 是是 13 最小剪力 -11273.900-11273.9-22435.026 是是 14 最大剪力 11201.60011201.61553.17.212 是是 14 最小剪力 -11201.600-11201.6-3042.13.682 是是 15 最大剪力 11129.301418.712548836.714.997 是是 15 最小剪力 -11129.30-1418.7-12548-3896.63.22 是是 16 最大剪力 11057.101993.113050.2137.495 是是 - 9 - 16 最小剪力 -11057.10-1993.1-13050.2-4766.22.738 是是 17 最大剪力 -10565.40-4717.2-15282.6-551.227.725 是是 17 最小剪力 -10565.60-4717.2-15282.8-5655.92.702 是是 18 最大剪力 -10339.80-5736.4-16076.1-1251.212.849 是是 18 最小剪力 -9989.70-5558-15547.8-7973.81.95 是是 19 最大剪力 -10105.50-7147.5-17253-1923.38.971 是是 19 最小剪力 -10280.60-6473.2-16753.8-9874.81.697 是是 20 最大剪力 -10603.60-7873.7-18477.2-2447.87.548 是是 20 最小剪力 -11205.10-6998.8-18203.9-11117.71.637 是是 21 最大剪力 -10179.60-6998.8-17178.4-4504.83.813 是是 21 最小剪力 -12447.20-6998.8-19445.9-12093.61.608 是是 22 最大剪力 -10001.60-6998.8-17000.3-4503.33.775 是是 22 最小剪力 -13502.40-6424.3-19926.7-13114.21.519 是是 23 最大剪力 -12965.30-4825.6-17790.9-6085.92.923 是是 23 最小剪力 -14212.40-5243.7-19456.1-14177.31.372 是是 24 最大剪力 -14108.60-3308.1-17416.7-67312.588 是是 24 最小剪力 -15092.20-5005.6-20097.8-152811.315 是是 25 最大剪力 -13654.20-1476.9-15131.1-7365.62.054 是是 25 最小剪力 -14432.80-3743.4-18176.2-16406.51.108 是是 26 最大剪力 26486.505005.631492.213942.72.259 是是 26 最小剪力 2464804051286995586.95.137 是是 27 最大剪力 24930.805955.23088612837.22.406 是是 27 最小剪力 22779.905005.627785.64950.25.613 是是 28 最大剪力 23741.906998.830740.711775.32.611 是是 28 最小剪力 21183.705005.626189.44364.36.001 是是 29 最大剪力 21488.306998.828487.110759.42.648 是是 29 最小剪力 17051.406998.824050.23340.97.199 是是 30 最大剪力 18756.507216.625973.19791.62.653 是是 30 最小剪力 17321.407873.725195.11235.420.395 是是 31 最大剪力 18493.906614.425108.38854.42.836 是是 31 最小剪力 1663706289.722926.7692.633.1 是是 32 最大剪力 18126.605137.523264.27929.82.934 是是 32 最小剪力 -16582.10-4130.7-20712.8-20.61003.61 是是 33 最大剪力 17357.104957.522314.669623.205 是是 33 最小剪力 -9745.20-3111.5-12856.7-725.517.72 是是 34 最大剪力 1713301993.119126.15604.23.413 是是 34 最小剪力 -10153.40-1993.1-12146.6-1459.38.324 是是 35 最大剪力 10144.801993.112137.94209.22.884 是是 35 最小剪力 9778.9009778.918525.28 是是 36 最大剪力 10153.40010153.42647.13.836 是是 36 最小剪力 10008.10010008.11212.58.254 是是 37 最大剪力 10127.80010127.819525.189 是是 37 最小剪力 9755.9009755.9418.823.293 是是 - 10 - 38 最大剪力 9754.9009754.9692.914.078 是是 38 最小剪力 -9962.900-9962.9-251.239.658 是是 39 最大剪力 -10008.400-10008.4-90.5110.649 是是 39 最小剪力 -10137.500-10137.5-936.510.825 是是 40 最大剪力 -9998.600-9998.6-118.584.396 是是 40 最小剪力 -10153.40-1418.7-11572.1-1667.96.938 是是 41 最大剪力 -9929.30-5137.5-15066.8-1009.714.922 是是 41 最小剪力 -9897.50-1993.1-11890.6-4283.92.776 是是 42 最大剪力 9631.40330812939.51441.58.977 是是 42 最小剪力 -9490.40-3738.1-13228.5-4278.63.092 是是 43 最大剪力 -9820.70-5137.5-14958.2-745.220.074 是是 43 最小剪力 -9524.50-4130.7-13655.2-4291.73.182 是是 44 最大剪力 -10315.60-6289.7-16605.3-1372.112.102 是是 44 最小剪力 -96340-6614.4-16248.4-7103.12.288 是是 45 最大剪力 -10829.10-7873.7-18702.7-1984.19.426 是是 45 最小剪力 -10829.10-6998.8-17827.9-8538.12.088 是是 46 最大剪力 -124360-8005.6-20441.7-2574.27.941 是是 46 最小剪力 -12110.70-6998.8-19109.5-9512.42.009 是是 47 最大剪力 -14276.90-6998.8-21275.7-3162.96.727 是是 47 最小剪力 -13226.80-6424.3-19651.1-10534.11.865 是是 48 最大剪力 -15688.20-6998.8-22687-3770.76.017 是是 48 最小剪力 -14017.70-5243.7-19261.4-11600.91.66 是是 49 最大剪力 -16202.50-5955.2-22157.7-4397.75.038 是是 49 最小剪力 -