钢管混凝土拱桥吊杆长度计算范本.doc

吊杆长度复核计算1.1主拱预拱度1.1.1成桥状态拱顶位移图1.1.1成桥状态下全桥竖向变形（图中单位：m）成桥状态下，拱顶截面在恒载以及计入十年收缩徐变期的作用下的最大挠度为29cm.1.1.2 活载作用下拱顶位移图1.1.2活载作用下全桥竖向变形（图中单位：m）成桥状态下，拱顶截面在汽车荷载和人群作用下的最大挠度为2.8cm。1.1.3 预拱度分配计算根据现行设计规范规定，某某大桥拱顶预拱度为29+2.8/2=31.8cm，实际设计单位拱顶截面取40cm，两者相差不大，设计单位已将预拱度考虑到钢管的制作中，所以在施工中按设计单位提供的预拱度（图09）进行线性控制。1.2 吊杆理论长度与实际下料长度吊杆长度与拱肋高度、吊杆横梁高度、吊杆锚点位置、主拱预拱度等因素。对某某大桥，主拱还设置了双向0.5%纵坡，桥面纵坡通过吊杆长度来实现，此外，因双向纵坡，还设置了R=20000m，T=100m，E=0.25m 的竖曲线。这些因素都必需在计算吊杆长度时予以考虑。1.2.1 理论吊杆长度1、竖曲线对吊杆长度的影响图1.2.1某某大桥竖曲线要素计算图式根据公路勘测设计，各几何要素计算公式如下：(1.2.1) (1.2.2) (1.2.3) (1.2.4) (1.2.5)式中：R竖曲线半径，m； T切线长，m； L竖曲线长度，m； E竖曲线外距，m； x竖曲线上任意一点P 距离竖曲线起点或终点的水平距离，m； y竖曲线上任意一点P 距切线（即坡度线）的纵距，m。对某某大桥，i2=-i1=0.005，w=0.01,E=0.25,L=200,T=L/2=100,R=L/w=200001#12#吊杆因竖曲线引起的吊杆长度变化量如表1.2.1 所示。表1.2.11#12#吊杆因竖曲线引起的吊杆长度变化量吊杆编号吊杆距离拱顶截面水平距离（m）吊杆距离竖曲线起点水平距离（m）Yx1#88120.0042#80200.0103#72280.0204#64360.0325#56440.0486#48520.0687#40600.0908#32680.1169#24760.14410#16840.17611#8920.21212#01000.2502、预拱度对吊杆长度的影响表1.2.21#12#吊杆因预拱度设置引起的吊杆长度变化量吊杆编号吊杆距离拱顶截面水平距离（m）吊杆距离竖曲线起点水 平距离（m）Y1#88120.1062#80200.1233#72280.1464#64360.1725#56440.2016#48520.2367#40600.2738#32680.3109#24760.34510#16840.37311#8920.39112#01000.4003、吊杆理论下料长度i本分析报告吊杆长度取上下锚垫板之间（包括锚垫板厚度）的垂直距离。1）吊杆横梁底面计算根据设计文件，桥面铺装层由4cm 沥青混凝土和6cm 钢纤维混凝土构成，桥面横坡2%通过吊杆横梁形成。桥面板小 梁中心高度1m。吊杆横梁中截面高度1#吊杆处为2.1m，其余为2.0m，中间分隔带宽为1.5m,设某吊杆横梁中心的桥面设计标高为Hi，则吊杆横梁底面中心高程为：Hi1=Hi-0.04-0.06-1+0.752%-2(2.1) =Hi-3.085（3.185）m（具体应参照设计图03、36、66）2）吊杆横梁底面吊杆处高程Hi2Hi2=Hi1根据设计文件图03，跨中截面（里程桩号+407.06）设计高程为246.29m，于是各吊杆横梁中心的桥面设计标高Hi 为图1.2.3吊杆横梁中心的桥面设计标高Hi 计算图式表1.2.3吊杆横梁底面高程吊杆编号吊杆距离拱顶截面水平距离吊杆距离竖曲线起点的水平距离Yx桥面设计标高Hi吊杆横梁底面高程1#88120.004246.096242.9112#80200.010246.130243.0453#72280.020246.160243.0754#64360.032246.188243.1035#56440.048246.212243.1276#48520.068246.232243.1477#40600.090246.250243.1658#32680.116246.264243.1799#24760.144246.276243.19110#16840.176246.284243.19911#8920.212246.288243.20312#01000.250246.290243.2053）吊杆横梁底面至上弦杆中心线的垂直距离（长度）Li 第i 根吊杆横梁底面至上弦杆中心线之间的长度；H 拱肋上弦中心拱肋上弦杆计入拱肋预拱度设置后的中心高程；H 吊杆横梁顶面高程吊杆横梁底面设计高程。表1.2.4吊杆横梁底面至上弦杆中心线之间的长度一览表吊杆编号吊杆距离拱顶截面水平距离吊杆距离竖曲线起点的水平距离拱肋上弦杆中心线绝对高程(计入预拱度)吊杆横梁底面高程监控单位计算长度（m）1#8812254.938242.91112.0272#8020259.507243.04516.4623#7228263.601243.07520.5264#6436267.232243.10324.1295#5644270.413243.12727.2866#4852273.157243.14730.0107#4060275.471243.16532.3068#3268277.360243.17934.1819#2476278.828243.19135.63710#1684279.877243.19936.67811#892280.505243.20337.30212#0100280.718243.20537.5131.2.2 实际下料长度1、拱肋及管内混凝土浇筑完成后拱肋变形量由于空钢管成拱，以及管内混凝土逐根灌注，使钢管混凝土拱肋发生了弹性变形，这种变形使钢管混凝土拱产生下挠，因此，在计算吊杆实际下料长度时，必须予以扣除，否则吊杆长度就偏长。计算方法如下：根据有限元仿真分析，模拟施工过程，计算钢管混凝土灌注完成后，拱肋的累计变形量，即为拱肋及管内混凝土浇筑完成后拱肋变形量。2、吊杆横梁和梁自重引起的拱肋下挠变形及吊杆弹性伸长该下挠变形与钢管混凝土自重变形性质一致，只需通过有限元仿真分析，即可计算出桥道系重量引起的拱肋下挠变形，同时还会造成吊杆伸长。3、桥面铺装、人行道板及防撞护栏等重量引起拱肋下挠变形及吊杆弹性伸长主要需要考虑桥面铺装、人行道板、防撞护栏等附属设施引起的拱肋下挠变形，同样有吊杆的弹性伸长，设由此对第i 根吊杆引起的伸长量为。具体计算方法如下：可以计算出每根吊杆所受的吊杆力，然后根据材料力学公式计算： 式中：F i第i 根吊杆力；EAi 第i 根吊杆抗拉刚度；Li 第i 根吊杆的长度。从理论上讲，吊杆长度应取当前状态下的长度，这就存在一个迭代过程，简化方法是取吊杆的理论长度。4、管内混凝土收缩徐变引起的拱肋下挠由有限元程序计算得到，本分析中按降温15 度考虑。5、吊杆修正量包括温度变化修正、主拱肋理论变形量与实测值偏差的修正。6、实际下料长度式中：， L i 第i 根吊杆横梁底面至上弦杆中心线之间的长度,上弦杆中心到上锚垫板之间的长度(包含上锚垫板厚度)。从图11 可以看出，1#12#吊杆上弦杆中心到锚垫板之间的长度为=0.305（横连管半径）+0.03（铸钢垫块厚）=0.335m。 某某大桥吊杆由31 根15.24mm 钢绞线组成，钢绞线束公称截面积4340mm2，弹性模量E=1.95105MPa，拱肋在拱桥全部自重及混凝土收缩徐变后的变形累计值列入表1.2.4 中。根据以上分析结果，得到吊杆下料长度，详细见表1.2.4。10表1.2.4 吊杆在各种工况下的变形及吊杆下料长度吊杆编号吊杆长度L i拱肋变形累计值吊杆横梁和梁自重引起的拉力二期恒载引起的拉力上弦杆中心到上锚垫板之间的长度吊杆修正量累计值 监控单位下料长度设计单位下料长度差值拉力(KN)吊杆弹性伸长拉力(KN)吊杆弹性伸长1#12.027-0.0421730.0-0.019300.0-0.0040.335-0.0490.22112.24812.3400-0.0922#16.462-0.0611425.0-0.022245.0-0.0050.335-0.040.20716.66916.8580-0.1893#20.526-0.0851392.9-0.027241.7-0.0060.335-0.0280.18920.71520.8987-0.1844#24.129-0.1131425.2-0.032245.1-0.0070.335-0.0150.16824.29724.4765-0.1805#27.286-0.1411425.2-0.036245.5-0.0080.335-0.0140.13627.42227.6042-0.1826#30.010-0.1711426.0-0.040245.7-0.0080.335-0.0180.09830.10830.2927-0.1857#32.306-0.2011410.6-0.043233.4-0.0090.335-0.0150.06732.37332.5517-0.1798#34.181-0.2271422.7-0.046242.3-0.0090.3350.0050.05834.23934.3892-0.1509#35.637-0.2501426.2-0.048245.6-0.0100.335-0.010.01735.65435.8116-0.15810#36.678-0.2711402.0-0.049222.6-0.0090.335-0.0020.00436.68236.8240-0.14211#37.302-0.2831413.8-0.050232.9-0.0100.3350.0260.01837.32037.4300-0.11012#37.513-0.2901426.5-0.050245.6-0.0100.335-0.002-0.01737.49637.6318-0.136从表1.2.4 可以看出，两者的主要差异在于设计院吊杆下料长度中没有考虑吊