20+25+20米连梁计算书1-典尚设计

检 算 报 告二零零三年九月一、 工程概况：本桥位于 江河上，原河宽60米，设三孔梁桥，上部结构采用20+25+20 米，中孔为25米预应力混凝土槽形梁加空心板的组合箱形梁，两边孔为20米预应力混凝土工字形梁加空心板组合式梁。下部采用重力式桥台，桩柱式桥墩，直径1米的桩基础。二、 设计标准及规范：1、 华人民共和国交通部部颁标准公路工程技术标准（JTJ00197）；2、 华人民共和国交通部部颁标准公路桥涵设计通用规范（JTJ02189）；3、 中华人民共和国交通部部颁标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ02385）；4、 中华人民共和国交通部部颁标准公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ02485）；5、 中华人民共和国交通部部颁标准公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）。三、 计算内容：1、桩基础的载力计算；2、上部结构按承载力的极限状态和正常使用的极限状态进行最不利组合内 力及应力计算；3、 计算结构极限承载力并评价结构的安全性；4、 桥面直接加铺6cm沥青混凝土时评价技桥梁结构的安全性。四、 计算资料：1、检算荷载：汽20，挂100；2、 桥面宽度：0.25m栏杆净7m0.25m栏杆；3、桥面横坡：1.5双向坡；4、主要材料及力学指标：上部结构(a) 混凝土：预制槽梁和工字梁采用40号混凝土，弹性模量E=3.3104Mpa，r=2.65t/m3。空心板采用25号混凝土，E=2.85104Mpa，r=2.65t/m3。(b) 桥面铺装：采用6cm沥青混凝土（r=2.3t/m3）10cm 30号混凝土（r=2.5t/m3）；(c) 预应力钢绞线：采用四级直径25mm预应力粗钢筋，标准强度750MPa，弹性模量E=1.95104Mpa，张拉控制应力675Mpa，采用先张法施工；下部结构(a) 桥台： 25号混凝土，弹性模量E=3.0104MPa，r=25kN/m3，承台、桩基础采用25号混凝土；(b) 桥墩：盖梁、墩柱采用25号混凝土，系梁采用25号混凝土；五、 上部结构计算模型和荷载：1、计算模型本桥为直线桥，中跨25米由3片槽梁与空心板现浇湿接缝联成整体，边跨20米由5片工字梁与空心板现浇湿接缝联成整体，运营阶段按刚接梁法计算各片梁的横向分配系数，单元和节点的具体编号见下图。图5-1 中跨结构计算模型简图图5-2 边跨结构计算模型简图2、荷载及其组合计算荷载： 1）恒载（包括预应力）；2）活载：汽20，挂100，横向按双向两车道布置。荷载组合如下： 组合：恒载汽车组合：恒载挂车 3、预应力混凝土应力容许值（40号混凝土）预应力混凝土应力容许值（MPa） 表5-1种类应力ha组合Iha0.50Rba14组合IIha0.60Rba16.8hl A类构件hl0.80Rbl2.08（组合I）hl0.90Rbl2.34（组合II）zl组合Izl0.80Rbl2.08组合IIzl0.90Rbl2.34za组合Iza0.60Rba16.8组合IIza0.65Rba18.23、荷载横向分配计算横向分配系数表 表5-2中跨边跨汽20挂车100汽20挂车1000.7680.4510.4210.223表中结果是按照刚接梁法求得，均为最不利的主梁（边梁）的分布系数，活载横向分布系数按二车道取值。4、计算结果如下：（1）、使用阶段应力验算a、 中跨（边梁）使用阶段控制断面应力表(MPa) 表5-3荷载组合 位置应力跨中1/4跨恒载上缘应力1.080.36下缘应力9.4910.2组合一上缘应力最大3.752.65最小1.080.36下缘应力最大9.499.92最小4.976.20组合二上缘应力最大4.893.42最小1.080.36下缘应力最大9.499.94最小3.174.72l 使用阶段主梁控制断面均满足部分预应力混凝土A类构件的受力要求。图5-3恒载上缘、下缘应力图图5-4 组合一上缘应力图图5-5 组合一下缘应力图图5-6 组合二上缘应力图图5-7 组合二下缘应力图b、边跨（边梁）使用阶段控制断面应力表(MPa) 表5-4荷载组合 位置应力跨中1/4跨恒载上缘应力4.313.16下缘应力10.3812.08组合一上缘应力最大7.615.51最小4.303.16下缘应力最大10.3812.10最小5.298.43组合二上缘应力最大8.496.26最小4.313.16下缘应力最大10.3812.10最小4.217.53l 使用阶段主梁控制断面均满足部分预应力混凝土A类构件的受力要求。图5-8恒载上缘、下缘应力图图5-9组合一上缘应力图图5-10 组合一下缘应力图图5-11 组合二上缘应力图图5-12 组合二下缘应力图（2）、使用阶段变形验算a、中跨（边梁） 使用阶段控制断面最大挠度值（mm） 表5-5截面位置跨中1/4跨恒载139汽2054挂10078组合一139组合二139规范容许值42图5-13 恒载挠度图（m）图5-14组合一挠度包络图（m）图5-15组合二挠度包络图（m）b、边跨（边梁） 使用阶段控制断面最大挠度值（mm） 表5-6截面位置跨中1/4跨恒载97汽2043挂10076组合一96组合二96规范容许值33图5-16 恒载挠度图（m）图5-17组合一挠度包络图图5-18组合二挠度包络图l 由公桥规可知，以汽车荷载计算的上部结构跨中最大竖向挠度所产生的竖向挠度，不应超过l/600。根据表5-5、5-6计算结果可知，该桥刚度满足规范要求。（3）、承载能力极限状态截面内力计算a、中跨（边梁）承载能力极限状态下控制截面内力表(kN-m) 表5-7 截 面项 目跨中跨NMNM恒载3879-15973590-1834汽200151101258挂1000222801779组合组合一MAX0487003873MIN0262101998组合二MAX0517304034MIN0262101998图5-19恒载弯矩图图5-20汽20弯矩图图5-21挂100弯矩图图5-22组合一弯矩包络图图5-23组合二弯矩包络图b、边跨（边梁）承载能力极限状态下控制截面内力表(kN-m) 表5-8 截 面项 目跨中跨NMNM恒载3051-4203030-628汽2006460459挂10008230610组合组合一MAX0173401216MIN08800573组合二MAX0177001268MIN08300573图5-24恒载弯矩图图5-25汽20弯矩图图5-26挂100弯矩图图5-27组合一弯矩包络图图5-28组合二弯矩包络图（4）、承载能力极限状态截面抗力验算及安全评估a、中跨（边梁）承载能力极限状态下控制截面抗力验算表(kN-m)表5-9项目跨中1/4跨承载能力极限状态Mj51734034截面极限承载力Mr53894976安全系数K1.041.23图5-29弯矩、抗力包络图b、边跨（边梁）承载能力极限状态下控制截面抗力验算表(kN-m) 表5-10项目跨中1/4跨承载能力极限状态Mj17701268截面极限承载力Mr19831983安全系数K1.121.56图5-30弯矩、抗力包络图由以上图、表可知，中跨和边跨边梁各截面的抗弯强度均满足规范要求。 （5）、直接加铺6cm沥青混凝土的截面抗力验算及安全评估a、中跨（边梁）承载能力极限状态下控制截面抗力验算表(kN-m)表5-11项目跨中1/4跨承载能力极限状态Mj55094289截面极限承载力Mr53894976安全系数K0.981.16图5-31弯矩、抗力包络图b、边跨（边梁）承载能力极限状态下控制截面抗力验算表(kN-m) 表5-12项目跨中1/4跨承载能力极限状态Mj19041362截面极限承载力Mr19831983安全系数K1.041.46图5-32弯矩、抗力包络图由以上图、表可知，中跨边梁跨中截面的抗弯强度不满足规范要求，边跨边梁各截面的抗弯强度均满足规范要求。六、 桩基础计算2、 单桩容许承载力计算计算资料桩类型: 摩擦桩桩径: 1.0 m桩截面周长: 3.142 m桩截面面积: 0.785 m2桩的入土深度: 21 m计算结果 单桩容许承载力及支撑反力表（kN） 表5-13项目桥墩最大支撑反力3853/6=642单桩容许承载力1043安全系数1.6七、 结论1、 本桥在汽20、挂100荷载最不利组合下，在正常使用的极限状态下，中跨和边跨主梁各截面上、下缘应力及跨中最大挠度均满足