京杭运河大桥计算书-典尚设计

宿迁至淮安高速公路第九合同段 京杭运河特大桥（93+165+93）米连续梁 江苏宿迁至淮安高速公路淮安第九合同段京杭运河特大桥上部结构计算书 跨径： L93+165+93米 桥宽：B13.50米 计算：复核：审核：中交第一公路勘察设计研究院桥梁设计研究分院二二年元月西安 目 录1、 标准与规范2、 计算理论与方法3、计算基本资料与参数选取4、正常使用极限状态验算5、竖向预应力钢筋的计算6、横向预应力计算7、最大悬臂施工状态验算 京杭运河特大桥主跨165米变截面连续梁上部结构计算书 1 设计规范与标准 1.1 交通部部颁公路工程技术标准JTJ0188； 1.2 交通部部颁公路桥涵设计通用规范JTJ02189； 1.3 交通部部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ02385； 1.4 交通部部颁公路桥涵地基与基础设计规范JTJ02485； 1.5 交通部部颁公路砖石及混凝土桥涵设计规范JTJ02285； 1.6 交通部部颁公路工程抗震设计规范JTJ00491。2. 上部结构计算主要方法2.1 根据主梁实际横断面及桥梁布置（见图1），将桥梁按照空间实用理论简化为平面杆系，主梁简化后结构离散图见图2。2.2 主梁计算按不同施工阶段采用不同计算图式。成桥后，上部为56+3x100+56米共五孔变截面预应力混凝土连续箱梁，计算跨径： L55.16+3x100+55.16米2.3 桥梁横向采用大悬臂预应力体系。2.4 桥梁竖向采用精轧螺纹钢。 图1. 箱梁典型横断面3计算基本参数 3.1 技术指标 桥宽： 0.5 m（外护栏）+15.25m（行车道）+1.0 m（内侧护栏）16.75m。 设计荷载：汽车超20级，挂车120。 3.2 结构用材 a) 预应力系统 纵桥向及横桥向预应力材料270级低松弛预应力钢绞线，标准强度Rby1860MPa，弹性模量Ey1.95x105MPa。预应力束均采用j15.24，预应力管道采用钢波纹管成型预应力锚固体系采用OVM15-17、OVM15-15或OVM15-4系列。 b) 非预应力钢筋：钢筋直径小于12mm者采用级钢，反之采用级钢。 c) 混凝土 主梁采用50号混凝土。 d) 主要材料强度表（详见表1） 3.3 施工方法 箱梁施工采用悬臂现浇法施工，单T悬浇至最大状态，首先进行边跨的合拢，张拉边跨底板预应力和合拢段钢筋；合拢次边跨并张拉张拉预应力；合拢中跨并张拉张拉预应力后，形成5孔一联的55.16+3x100+55.16米变截面连续连续箱梁。 3.4 有关计算参数的选取 锚下控制张拉力 1395KN 徐变系数终值 2.0 收缩应变终值 2.1x10-3 锚具变形与钢束回缩值（一端） L6mm 地基及基础不均匀沉降 次边支点20 mm中支点20mm 日照温差影响按桥面板升温14度，降温7度 体系温度变化范围 -1030；a=1x105 3.5 施工阶段的划分 3.6主要参数计算 桥面铺装：桥面铺装采用10厚沥青混凝土铺装。 q10.1023.015.2535.08KN/m 内外侧防撞护栏： q215.69KN/m 箱梁均布荷载合计：35.08+15.69=50.77KN/m3.7 荷载横向分布系数计算汽车荷载横向分布系数 = 3x0.78x1.15=2.691挂车荷载横向分布系数 = 1.15 表1 主 要 材 料 强 度 表 名 称项 目符 号单 位数 值混凝土立 方 体 强 度RMpa50弹 性 模 量EhMpa3.5e4轴心抗压标准强度RbaMpa35.0抗拉标准强度RblMpa3.0抗压设计强度RaMpa28.5抗拉设计强度RlMpa2.45预加应力阶段极限压应力0.75RabMpa23.6极限拉应力0.75RlbMpa2.03正常使用阶 段组合1极限压应力0.5RabMpa17.5极限拉应力0.8RlbMpa2.4极限压应力0.6RabMpa21.0组合2或3极限压应力0.6RabMpa21.0极限拉应力0.9RlbMpa2.7极限压应力0.65RabMpa22.8预应力钢绞线标 准 强 度RybMpa1860弹 性 模 量EyMpa1.95e5抗拉设计强度RyMpa1488最大控制应力0.75RybMpa1395正常使用阶段组合10.65RybMpa1209组合2或30.70RybMpa1302支座摩阻系数0.05 管道摩阻系数 0.25 管道偏差系数 0.0015 1/m 钢束松弛引起的应力损失终值按一次张拉考虑，即s50.045k 3.8 预应力布置 边跨跨中： 10x(17j15.24) =170股 次中跨跨中： 28x(17j15.24) =476股 中跨跨中： 28x(15j15.24) =420股 支 点： 42x(15j15.24) =630股 钢束布置见有关设计图纸3.9 施工阶段划分施工阶段划分一览表 表2施工阶段编号安装单元（个）集中力个数内容描述186安装墩顶0号块、1号块2张拉腹板下束w138挂篮安装, 462号块悬浇施工5张拉顶板束T1, 腹板下弯束w268+8移动挂篮, 763号块悬浇施工8张拉顶板束T2, 腹板下弯束w398+8移动挂篮1064号块悬浇施工11张拉顶板束T3, 腹板下弯束w4128+8移动挂篮1365号块悬浇施工14张拉顶板束T4, 腹板下弯束w5158+8移动挂篮1666号块悬浇施工17张拉顶板束T5, 腹板下弯束w6188+8移动挂篮1967号块悬浇施工20张拉顶板束T6, 腹板下弯束w7218+8移动挂篮2268号块悬浇施工23张拉顶板束T7, 腹板下弯束w8248+8移动挂篮2569号块悬浇施工26张拉顶板束T8,T9278+8移动挂篮28610号块悬浇施工29张拉顶板束T10,T11308+8移动挂篮31611号块悬浇施工32张拉顶板束T12,T13338+8移动挂篮34612号块悬浇施工35张拉顶板束T14，T15368+8移动挂篮37613号块悬浇施工38张拉顶板束T16,T17398+8移动挂篮40614号块悬浇施工41张拉顶板束T18,T19428+8移动挂篮43615号块悬浇施工448张拉顶板束T20,T2145空468支架现浇边跨474拆除边跨挂篮482边跨合拢49张拉边跨底板B1预应力束5023、26号桥墩体系转换51张拉边跨底板B2B5以及顶板合拢预应力束528移动次边跨挂篮532合拢次边跨54张拉次边跨底板Z1、Z14预应力束5524、25号桥墩体系转换56张拉次边跨底板Z2、Z13、Z3、Z12预应力束574移动中跨挂篮581中跨合拢598张拉剩余的所有预应力束，拆除所有的挂篮和支架60均布二期恒载的施工，运营 4.上部结构计算4.1 正常使用极限状态结果汇总表 正常使用极限状态应力验算 表5 单位：MPa截面号6#9#12#15#成桥阶段s0.743.695.546.27X3.236.807.7910.01营运阶段组合Ismax0.935.478.449.11smin0.642.573.383.55xmax3.368.7711.5014.36xmin3.003.682.825.40组合IIsmax2.516.8110.3011.21smin0.641.323.141.96xmax4.198.7311.9014.99xmin2.993.381.553.72组合IIIsmax0.863.527.257.91smin0.711.984.705.21xmax3.287.559.2311.71xmin3.094.854.877.37 正常使用极限状态应力验算 表6 单位：MPa截面号19#22#25#29#成桥阶段s6.1615.736.968.52X10.6611.2811.0910.44营运阶段组smax8.457.267.929.06合smin3.343.164.626.37Ixmax14.7614.5313.8112.77xmin7.329.369.989.85组smax10.608.029.9410.10合smin1.961.564.205.18IIxmax15.6014.9314.2213.42xmin5.757.949.219.25组smax7.426.577.498.80合smin5.054.726.057.71IIIxmax12.2712.5512.1611.32xmin8.8210.2310.4810.13 正常使用极限状态应力验算 表7 单位：MPa截面号32#35#38#42#成桥阶段s9.326.719.307.98X10.488.599.9610.15营运阶段组smax9.717.009.658.38合smin7.274.827.386.13Ixmax12.5910.3111.9412.15xmin10.088.339.619.72组smax11.478.7711.5210.99合smin6.864.657.185.92IIxmax12.7010.7212.2312.39xmin9.878.339.909.48组smax9.506.879.478.16合smin8.586.098.657.35IIIxmax11.249.1510.6310.83xmin10.308.459.799.96 正常使用极限状态应力验算 表8 单位：MPa截面号45#48#52#58#成桥阶段s7.515.857.178.55X10.339.9411.5211.51营运阶段组smax8.238.018.5110.55合smin5.975.695.907.55Ixmax12.9012.1713.3713.09xmin10.289.269.588.34组smax10.2010.1511.9814.38合smin5.554.115.637.32IIxmax12.6012.1213.7513.45xmin10.018.728.256.59组smax7.997.699.2511.05合smin6.935.386.688.04IIIxmax11.5810.9112.2312.31xmin9.979.2810.099.38 正常使用极限状态应力验算 表9 单位：MPa截面号62#65#68#71#成桥阶段s9.657.33X8.7411.048.4910.92营运阶段组smax12.6011.8610.1211.22合smin8.707.52Ixmax10.3413.16xmin3.785.77组smax16.7214.84合smin8.576.42IIxmax10.5713.16xmin1.643.11组smax12.559.21合smin9.207.02IIIxmax9.4311.57xmin5.827.78 4.2 正常使用极限状态计算内力正常使用极限状态计算内容提要: 京杭运河大桥主桥(93+165+93m)连续梁 设计计算 * 施 工 过 程 加 载 阶 段 * * 第 3 阶 段 * * 累 计 内 力 * 单元号 结点号 轴力(t) 剪力(t) 弯矩(t.m) 29 29 680.432 -4.101 2891.553 29 30 698.763 -40.209 2989.049 30 30 698.440 251.245 3091.911 30 31 728.770 -0.011 3530.127 31 31 728.770 0.011 3530.127 31 32 698.440 -251.245 3091.911 32 32 698.763 40.209 2989.049 32 33 680.432 4.101 2891.553 81 81 680.432 -4.101 2891.553 81 82 698.763 -40.209 2989.049 82 82 698.440 251.245 3091.911 82 83 728.770 -0.011 3530.127 83 83 728.770 0.011 3530.127 83 84 698.440 -251.245 3091.911 84 84 698.763 40.209 2989.049 84 85 680.432 4.101 2891.553 122 30 0.000 393.515 0.000 123 32 0.000 393.515 0.000 128 82 0.000 393.515 0.000 129 84 0.000 393.515 0.000 * 累 计 应 力 (kg/cm2) * 单元号 结点号 上缘 下缘 29 29 8.904 -2.174 29 30 8.989 -2.141 30 30 7.756 -2.051 30 31 8.618 -2.583 31 31 8.618 -2.583 31 32 7.756 -2.051 32 32 8.989 -2.141 32 33 8.904 -2.174 81 81 8.904 -2.174 81 82 8.989 -2.141 82 82 7.756 -2.051 82 83 8.618 -2.583 83 83 8.618 -2.583 83 84 7.756 -2.051 84 84 8.989 -2.141 84 85 8.904 -2.174 * 第 74 阶 段 * * 累 计 内 力 * 单元号 结点号 轴力(t) 剪力(t) 弯矩(t.m) 1 1 0.000 0.000 0.000 1 2 0.000 -53.222 -26.611 2 2 0.000 68.691 -26.611 2 3 0.000 4.825 17.498 3 3 0.000 57.367 17.498 3 4 0.000 -89.974 -79.225 4 4 0.000 62.538 -79.225 4 5 0.000 -7.520 0.000 6 6 752.564 -61.132 591.821 6 7 798.234 -158.566 290.636 7 7 1544.974 -159.141 884.288 7 8 1614.263 -257.099 241.792 8 8 2356.668 -258.298 846.680 8 9 2431.652 -357.330 -122.715 9 9 3168.633 -358.906 509.048 9 10 3250.368 -459.565 -766.288 10 10 3982.021 -461.570 -97.453 10 11 4053.505 -564.357 -1675.217 11 11 4781.871 -567.156 -955.667 11 12 4855.688 -672.638 -2785.288 12 12 5582.158 -675.631 -1999.146 12 13 5656.280 -784.316 -4073.783 13 13 6377.394 -787.614 -3212.193 13 14 6444.677 -900.020 -5531.697 14 14 7161.060 -904.294 -4582.657 14 15 7239.386 -1006.223 -6717.792 15 15 7948.492 -1010.304 -5684.227 15 16 8025.562 -1115.854 -7948.934 16 16 8729.888 -1126.506 -6817.400 16 17 8814.492 -1241.913 -8907.660 17 17 10103.514 -1093.143 -8121.299 17 18 10218.007 -1223.026 -9820.736 18 18 11532.818 -1075.906 -8850.606 18 19 11605.575 -1224.990 -10418.623 19 19 12892.485 -1082.640 -9429.353 19 20 12988.635 -1261.634 -10266.296 20 20 14297.424 -1123.525 -9041.396 20 21 14402.449 -1365.431 -9686.745 21 21 15010.654 -1214.691 -10296.262 21 22 15061.444 -1467.139 -11441.046 22 22 15759.024 -1494.101 -9534.029 22 23 15856.821 -1768.993 -10309.432 23 23 17121.419 -1599.668 -8969.035 23 24 17186.657 -1867.071 -9642.621 24 24 17873.118 -1892.981 -7442.950 24 25 17955.031 -2097.092 -7742.765 25 25 19203.065 -1832.530 -5754.660 25 26 19250.563 -2060.574 -7603.525 26 26 19972.971 -2095.517 -5022.010 26 27 20103.433 -2298.838 -5665.726 27 27 20631.857 -2051.370 -5878.378 27 28 20694.188 -2371.364 -6590.678 28 28 21160.675 1670.014 -6728.432 28 29 21106.461 1372.614 1776.445 29 29 21788.530 1398.483 4636.856 29 30 21900.967 1142.806 8852.026 30 30 22002.162 1110.759 12901.846 30 31 21976.497 511.529 14714.122 31 31 21976.505 511.131 14714.153 31 32 21987.179 -88.097 15394.023 32 32 21884.953 -646.603 11342.627 32 33 21772.525 -902.180 7874.223 33 33 21090.988 -876.568 5015.873 33 34 21145.135 -1173.729 -2243.883 34 34 20678.403 2309.692 -2107.875 34 35 20613.014 1989.680 -1556.085 35 35 20084.610 2237.176 -1344.175 35 36 19951.034 2033.835 -860.156 36 36 19228.953 1999.127 -3440.532 36 37 19180.114 1771.078 -1745.513 37 37 17932.270 2035.367 -3733.848 37 38 17850.260 1831.255 -3581.408 38 38 17164.036 1805.484 -5780.342 38 39 17098.837 1538.082 -5284.041 39 39 15834.390 1707.439 -6624.799 39 40 15736.631 1432.557 -6026.977 40 40 15039.457 1406.702 -7933.178 40 41 14982.540 1176.421 -7006.009 41 41 14374.184 1327.689 -6395.476 41 42 14283.017 1091.424 -5773.570 42 42 12974.268 1231.665 -6998.237 42 43 12888.560 1051.605 -6287.883 43 43 11602.404 1192.145 -7270.491 43 44 11502.320 991.192 -5899.619 44 44 10188.112 1137.901 -6865.454 44 45 10058.838 984.248 -5583.074 45 45 8810.798 1180.878 -6392.060 45 46 8717.517 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