临浦镇浦阳江大桥引桥连续梁复核报告-典尚设计

0 0 复核 审核主要结论复核 审核主要结论 1 1 1 计计算复核算复核审审查查依依据据1 1 1 11 1 主要规范及参考资料主要规范及参考资料2 1 21 2 基本资料基本资料2 1 31 3 计算复核参数计算复核参数2 1 3 1 材料2 1 3 2 荷载2 1 3 3 计算模型和考虑因素3 2 2 计算复核结果计算复核结果5 5 2 12 1 桥梁上部纵向结构复核桥梁上部纵向结构复核5 2 1 1 施工阶段结构受力状态验算5 2 1 2 最不利的三个施工状态6 2 1 3 成桥初期 后期结构受力状态验算8 2 1 4 使用阶段结构受力状态验算9 2 1 5 内力计算结果15 2 1 6 正截面强度验算16 2 1 7 斜截面强度验算17 2 1 8 刚度验算18 2 1 9 支座反力验算18 2 22 2 上部结构横向桥面板验算上部结构横向桥面板验算18 3 3 上部结构复核计算结论与建议上部结构复核计算结论与建议2121 浦阳江大桥设计复核报告 1 临浦镇浦阳江引桥连续梁临浦镇浦阳江引桥连续梁设计复核报告设计复核报告 0 复核 审核主要结论复核 审核主要结论 根据中国公路工程咨询监理总公司 二 四年四月 提供的 萧山区临 浦镇浦阳江大桥 一阶段施工图设计 文件 对引桥中 40 50 40 米的连续梁 上部结构的以下内容进行了复核与审核 上部结构满膛浇筑施工阶段受力复核计算 上部结构使用阶段的整体受力复核计算 上部结构承载能力极限状态复核计算 箱梁横向结构使用阶段受力复核计算 支座承载力及选型复核 复核 审核的主要结论如下 主桥上部结构计算复核总体评价 预应力混凝土箱梁在施工阶段正应力满 足规范要求 成桥初期和后期恒载正应力满足规范要求 正常使用阶段满足部 分预应力混凝土 A 类构件设计要求 箱梁斜截面抗剪尺寸及配筋满足规范要 求 结构刚度满足规范要求 箱梁支座承载力均满足要求 1 箱梁施工阶段应力满足规范要求 2 箱梁使用阶段应力满足规范要求 3 箱梁承载能力极限状态斜截面强度及配筋满足规范要求 4 正常使用阶段结构刚度满足规范要求 5 箱梁支座承载力均满足要求 承载能力极限状态箱梁正截面强度不满足规范要求 桥面板极限承载能力 不满足规范要求 1 箱梁承载能力极限状态正截面强度不满足规范要求 2 箱梁的桥面板强度不满足规范要求 浦阳江大桥设计复核报告 2 1 1 计算复核审查依据计算复核审查依据 1 11 1 主要规范及参考资料主要规范及参考资料 1 交通部 公路工程技术标准 JTJ001 97 2 交通部 公路桥涵设计通用规范 JTJ021 89 3 交通部 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ023 85 4 交通部 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024 85 1 21 2 基本资料基本资料 1 萧山区临浦镇浦阳江大桥 一阶段施工图设计 中国公路工程咨询监 理总公司 二 四年四月 1 31 3 计算复核参数计算复核参数 1 3 11 3 1 材料材料 主桥箱梁 50 号混凝土 E 3 5 104Mpa 低松弛 270 级钢绞线 D15 24 Ey 1 95 105Mpa Rby 1860Mpa 1 3 21 3 2 荷载荷载 主桥上部结构 1 恒载 结构自重计算采用容重 3 26mkN 桥面铺装为 4cm 沥青混凝土和 9cm 混凝土调平层 栏杆和人行道板 2 活载 汽车 20 级 挂车 100 级 人群荷载 3 5KN m 考虑偏载系数 1 15 及 四车道折减系数 0 7 3 附加荷载 主桥桥面板 40cm 范围内 局部温差 5 主桥整体结构升 降温 20 浦阳江大桥设计复核报告 3 支座强迫位移按不均匀沉降 1 0cm 1 3 31 3 3 计算模型和考虑因素计算模型和考虑因素 1 计算模型 本桥为 40 50 40m 变截面预应力混凝土连续箱梁桥 上部结构的几何模型 和计算模型见图 1 1 和图 1 2 2 1840 56 图 1 1 浦阳江引桥连续梁几何模型 39 5m50m39 5m 图 1 2 浦阳江引桥连续梁计算模型 2 施工过程模拟 模型的施工部分完全模拟真实的满膛支架浇筑施工过程 模型的施工阶段 流程参见表 1 1 施工第一阶段考虑主桥 2 个主墩 在主墩施工完毕后 安装永久支座 并 在施工支架上 浇筑墩顶现浇段并张拉预应力筋 本阶段按 30 天考虑 预应 力施加时混凝土的强度应大于 80 的设计强度 施工第二阶段考虑分阶段 分块浇注施工 共分 4 个节段 每个节段长度 5 0m 均采用满膛支架浇筑施工 每一块件分为混凝土浇筑 张拉预应力筋两 个步骤 施工第三阶段为边跨合拢施工 包括平衡段浇筑和张拉边跨合拢预应力筋 等步骤 平衡段混凝土在支架上现浇 预应力施加时混凝土的强度应大于 80 的设计强度 施工第四阶段为中跨合拢施工 合拢段长 2m 包括浇筑合拢段混凝土 张拉预应力筋步骤 中跨合拢段混凝土在支架上现浇 预应力施加时混凝土的 强度应大于 80 的设计强度 施工第五阶段为拆除满膛支架 施工第六阶段为桥面铺装工序 施加二期恒载 浦阳江大桥设计复核报告 4 表 1 1 主桥上部结构施工流程 施工阶段各阶段施工内容 1 安装满膛支架 浇筑墩顶区段块混凝土 2 张拉墩顶区段预应力筋 3 浇筑 1 号块 4 张拉 1 号块预应力筋 5 浇筑 2 号块 6 张拉 2 号块预应力筋 7 浇筑 3 号块 8 张拉 3 号块预应力筋 9 浇筑 4 号块 10 张拉 4 号块预应力筋 11 浇筑边跨平衡段 12 张拉边跨合拢预应力筋 13 浇筑中跨合拢段 14 张拉中跨合拢预应力筋 15 拆除满膛支架 16 桥面铺装工序 施加二期恒载 3 预应力筋作用 考虑预应力张拉锚固 压浆和混凝土形成组合截面的过程 预应力损失同 步计入 预应力损失计算中 孔道偏差系数 K 0 001 管道摩擦系数 0 2 一端锚具回缩 6mm 张拉预应力筋时 混凝土强度为 80 设计强度 4 混凝土徐变 收缩影响 根据结构施工步骤 按每一节段混凝土加载龄期 构造尺寸和荷载变化过 程分别考虑徐变 收缩影响 使用阶段混凝土徐变 收缩影响从施工阶段连续 计算求得 浦阳江大桥设计复核报告 5 2 2 计算复核结果计算复核结果 2 12 1 桥梁上部纵向结构桥梁上部纵向结构复核复核 浦阳江引桥是 40 50 40m 变截面预应力混凝土连续箱梁桥 跨中梁高 1 6m 支点梁高 2 8m 梁底下缘按二次抛物线变化 全宽 24 5m 其中悬臂长 3 0m 箱室宽 18 5m 为单箱多室型式 其断面 1 5 横坡由桥面的铺装层不 等高实现 箱梁顶 底板水平 全桥为纵 横双向预应力体系 主桥上部结构总体分析按施工阶段及使用阶段 分别按规范要求计算 施 工阶段按施工步骤及工况逐阶段分析计算和验算 使用阶段考虑了恒载 汽车 挂车 收缩徐变 温度 支座沉降等效应 并按规范要求进行验算 纵向计算时汽车荷载由四车道控制 考虑偏载系数 1 15 及四车道折减系 数 0 7 后 一个箱子汽车分布系数为 3 22 挂车考虑偏载后分布系数为 1 15 人群荷载考虑偏载后分布系数为 2 3 2 1 12 1 1 施工阶段结构受力状态施工阶段结构受力状态验算验算 连续箱梁施工阶段包络应力见图 2 1 和图 2 2 12 30 4 63 15 35 2 68 14 01 4 62 7 28 6 08 10 67 4 67 6 53 6 72 4 17 7 79 13 20 5 61 图 2 1 施工阶段上下缘最大应力包络图 Mpa 0 38 0 00 0 00 1 00 0 37 0 07 0 09 0 51 0 16 0 78 0 00 0 98 图 2 2 施工阶段上下缘最小应力包络图 Mpa 施工阶段箱梁混凝土包络压应力为 2 68MPa 15 35MPa 最大压应力发 生在两个墩顶附近截面 位置在箱梁上缘 浦阳江大桥设计复核报告 6 施工阶段箱梁混凝土包络拉应力为 0MPa 1 0MPa 最大拉应力发生 在两个墩顶附近截面 位置在箱梁下缘 施工阶段应力满足规范要求 施工阶段应力满足规范要求 施工阶段压应 力及拉应力容许值分别为和 MPa21MPa76 2 2 1 22 1 2 成桥初期 后期结构受力状态验算成桥初期 后期结构受力状态验算 箱梁成桥初期阶段即考虑桥面系施工后的阶段 成桥后期阶段即考虑徐变 5 年后的阶段 成桥初期和后期阶段应力和弯矩见图 2 12 图 2 15 9 50 4 63 13 96 4 39 10 71 3 57 4 48 5 09 11 88 4 14 13 23 2 68 7 29 3 61 7 42 3 67 13 01 5 37 图 2 12 成桥初期箱梁上下缘应力图 MPa 41415 15862 38933 15736 10941 15684 图 2 13 成桥初期箱梁弯矩图 KN m 7 45 5 77 9 38 4 24 11 73 5 62 4 22 4 95 4 80 6 16 9 21 6 18 10 82 4 02 7 06 10 82 6 52 3 97 图 2 14 成桥后期 5年 箱梁上下缘应力图 MPa 26733 10432 11978 9267 23458 10359 10359 图 2 15 成桥后期 5年 箱梁弯矩图 KN m 成桥初期箱梁混凝土应力为 2 68MPa 13 96MPa 最大压应力发生在边 浦阳江大桥设计复核报告 7 跨 2 块上缘 不出现拉应力 成桥后期箱梁混凝土应力为 4 02MPa 11 73MPa 最大压应力发生在边跨 2 块上缘 不出现拉应力 成 桥阶段恒载作用下混凝土应力满足规范要求 恒载作用下混凝土不允许出现拉 应力 2 1 42 1 4 使用阶段结构受力状态使用阶段结构受力状态验算验算 正常使用阶段 活载考虑汽 20 挂 100 和人群荷载的最不利加载 其 他可变荷载考虑主桥桥面板 40cm 范围内 局部温差 5 主桥整体结构升 降温 20 支座强迫位移按不均匀沉降 1 0cm 等 将各种荷载进行三种组合 进行正应力和主应力验算 1 组合 I 基本可变荷载 汽 20 人群荷载 与永久荷载 结构自重 预 应力 混凝土收缩及徐变 基础变位影响力 相组合 组合 I 工况箱梁上下缘包络正应力和箱梁包络主应力见下图 10 32 6 05 6 97 3 93 15 84 10 70 6 73 2 37 5 13 4 06 5 27 4 21 13 66 9 24 2 30 5 46 15 29 10 02 2 84 7 39 12 72 8 09 1 18 5 70 7 70 1 73 5 65 13 13 8 42 2 61 6 93 图 2 16 箱梁使用组合 I 正应力图 MPa 10 32 1 72 13 17 0 12 13 13 1 15 0 05 7 70 13 66 0 80 15 29 1 09 15 84 0 30 7 66 1 25 图 2 17 箱梁使用组合 I 主应力图 MPa 在组合 I 情况下 箱梁混凝土包络正应力为 1 18MPa 15 84Mpa 最大 压应力出现在边跨 2 3 块截面上缘 整体无拉应力 混凝土的正应力满足全 预应力混凝土构件的要求 组合 I 容许压应力值为 17 5 MPa 箱梁混凝土包络主应力为 1 72MPa 15 84Mpa 最大主压应力出现在边 跨 2 3 块截面截面 最大主拉应力出现在墩顶截面 混凝土的主应力满足预 应力混凝土受弯构件的要求 组合 I 容许主压应力值为 21 0 受弯构件MPa 容许主拉应力 2 4 MPa 2 组合 II 基本可变荷载 汽 超 20 人群荷载 与永久荷载 结构自重 预应力 混凝土收缩及徐变 基础变位影响力 与其他可变荷载 温度影 浦阳江大桥设计复核报告 8 响力整体升温 20 桥面板局部温差 5 相组合 组合 II 工况箱梁上下缘包络正应力和箱梁包络主应力见下图 11 21 5 16 7 25 3 65 16 69 9 86 1 81 7 29 0 91 7 01 8 02 8 53 5 18 2 51 5 24 14 39 7 16 1 57 7 97 7 22 9 03 14 59 8 30 1 92 5 83 15 84 9 01 1 32 7 38 7 59 5 13 3 25 5 18 0 24 1 41 图 2 18 箱梁使用组合 II 正应力图 MPa 1 49 9 21 8 17 1 47 13 31 0 46 14 36 0 40 16 12 1 14 16 69 0 30 10 90 2 04 14 52 1 16 0 63 8 53 图 2 19 箱梁使用组合 II 主应力图 MPa 在组合 II 情况下 箱梁混凝土包络正应力为 1 41MPa 16 69Mpa 最 大压应力出现在边跨 2 3 块截面上缘 最大拉应力出现在中跨跨中截面上缘 混凝土的正应力满足预应力混凝土 A 类构件的要求 组合 II 容许压应力值为 21 0 容许拉应力值为 2 7 MPaMPa 箱梁混凝土包络主应力为 2 04MPa 16 69Mpa 最大主压应力出现在边 跨 2 3 块截面 最大主拉应力出现在墩顶截面 混凝土的主应力满足预应力 混凝土受弯构件的要求 组合 II 容许主压应力值为 22 75 受弯构件容MPa 许主拉应力 2 70 MPa 3 组合 III 基本可变荷载 挂 100 与永久荷载 结构自重 预应力 相组合 组合 III 工况箱梁上下缘包络正应力和箱梁包络主应力见下图 15 16 13 01 3 10 5 41 9 13 6 78 1 51 4 19 13 02 12 09 2 54 3 38 5 47 3 08 1 82 4 59 13 15 11 85 2 95 4 25 9 87 8 82 5 31 4 40 15 08 12 97 3 07 5 36 0 88 7 70 图 2 20 箱梁使用组合 III 正应力图 MPa 15 16 0 23 9 87 1 76 13 02 1 34 7 73 1 92 5 47 0 10 13 83 0 47 14 95 0 59 7 70 1 30 图 2 21 箱梁使用组合 III 主应力图 MPa 浦阳江大桥设计复核报告 9 在组合 III 情况下 箱梁混凝土包络正应力为 1 51MPa 15 16Mpa 最 大压应力出现在边跨 2 3 块截面上缘 整体无拉应力 混凝土的正应力满足 全预应力混凝土构件的要求 组合 III 容许压应力值为 21 0 MPa 箱梁混凝土包络主应力为 1 92MPa 15 16Mpa 最大主压应力出现在边 跨边跨 2 3 块截面 最大主拉应力出现在边跨支座截面 混凝土的主应力满 足预应力混凝土受弯构件的要求 组合 III 容许主压应力值为 22 75 受MPa 弯构件容许主拉应力 2 70 MPa 2 1 52 1 5 内力计算结果内力计算结果 承载能力极限状态考虑荷载的最不利组合后 组合内力计算结果见图 2 30 图2 35 弯矩单位 kN m 剪力单位 kN 33532 137014 28016 29656 30116 16482 图2 30 箱梁承载能力极限状态组合I弯矩包络图 KN m 11858 6126 11080 21490 23902 11942 图 2 31 箱梁承载能力极限状态组合 I 剪力包络图 KN 29048 162970 44234 43350 36568 28254 图 2 32 箱梁承载能力极限状态组合 II 弯矩包络图 KN m 11858 5070 24578 12556 11942 23902 图 2 33 箱梁承载能力极限状态组合 II 剪力包络图 KN 1670 24928 52302 91288 3408 25008 浦阳江大桥设计复核报告 10 图 2 34 箱梁承载能力极限状态组合 III 弯矩包络图 KN m 11070 6270 22432 14902 14062 21622 图2 35 箱梁承载能力极限状态组合III剪力包络图 KN 2 1 62 1 6 正截面强度验算正截面强度验算 1 验算位置 取正弯矩较大的边跨近跨中截面 中跨跨中截面和负弯矩最大的中墩墩 顶截面进行正截面强度验算 2 截面验算 根据内力计算结果 取最不利的荷载组合 进行截面验算 抗力计算时未 计入普通筋的作用 只考虑预应力筋的作用 验算结果见下表 箱梁正截面强度验算表 单位 弯矩箱梁正截面强度验算表 单位 弯矩 kN mkN m 表表 2 12 1 项 目 计算截面 荷载效应截面抗力是否满足 最大 3660072200 满 足 边跨近跨中 最小 28200 61000 满 足 最大 4340047600 满 足 中跨跨中 最小 44200 22400 不 满 足 最大 29000 320000 满 足 中墩墩顶 最小 163000 320000 满 足 2 1 72 1 7 斜截面强度验算斜截面强度验算 1 抗剪上 下限验算 斜截面尺寸验算表 单位 斜截面尺寸验算表 单位 kNkN 表表 2 22 2 项目 位置 上限下限荷载效应 尺寸是否 满足 距墩顶中心截面 1 0m 26290678720800 满足 距墩顶中心截面 3 0m 24245625918780 满足 距墩顶中心截面 5 5m 22151571816360 满足 现行公路桥梁设计规范对抗剪截面尺寸的验算方法只局限于等高度简支梁 浦阳江大桥设计复核报告 11 按该方法计算连续箱梁的抗剪上限为 下限为计算结果 0 051 0 bhR 0 038 0 bhRl 表明均满足规范要求 2 强度验算 根据内力计算结果 取最不利组合 进行验算 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ023 85 第 5 2 18 条 对于受弯构件 在按使用荷载作用下计算的混凝土主拉应力 1 5 组合 或 1 65 组合 或组合 b lzl R5 0 MPa b lzl R55 0 MPa 的梁段 箍筋仅按构造要求设置 混凝土主拉应力 组合 b lzl R5 0 或 组合 或组合 的梁段 其箍筋间距可按下式计算 b lzl R55 0 k S b AR S zl kgk k 箱梁斜截面强度验算表箱梁斜截面强度验算表 表表 2 32 3 距中支点 距离 cm 组合 主拉应力 最值 MPa 实际 cm k S 要求 cm k S 是否 满足 组合 1 501025 满足 100 300 组合 1 641025 满足 组合 1 381525 满足 300 边支点 组合 1 461525 满足 计算结果表明 斜截面极限强度满足规范要求 2 1 82 1 8 刚度验算刚度验算 根据规范要求 对箱梁的刚度进行验算 结果见下表所示 跨中截面汽车荷载变形验算表 单位 跨中截面汽车荷载变形验算表 单位 mmmm 表表 2 42 4 项目 位置 跨中容许值是否满足 中跨跨中 45 983 3 满足 计算结果表明 箱梁的刚度满足规范要求 浦阳江大桥设计复核报告 12 2 1 92 1 9 支座反力验算支座反力验算 支座反力计算结果见下表 箱梁一个支座受力表 单位 箱梁一个支座受力表 单位 KNKN 表表 2 52 5 墩台号重力汽车挂车组合 I组合 边墩396061850549805110 中墩1640011905751880018900 本桥边墩支座采用 GPZ 盆式橡胶支座 型号为 GPZ 30GD GPZ 30DX GPZ 30SX 其支座承载力为 30000kN 计算结果表明 支座承载力均满足要求 2 22 2 上部结构横向桥面板验算上部结构横向桥面板验算 箱梁横向简化成刚性支承的框架图式进行分析 箱梁横向分析时 按纵桥向单位长度箱形框架考虑 进行箱梁桥面板强度 验算 截面分别取具有代表性的高度较小的跨中和边墩附近截面 h 2 0m 进 行计算 跨中的截面相对于墩顶截面家安全 结构离散计算模型见图 2 36 所 示 图 2 36 箱梁截面横向分析结构离散计算模型图 恒载包括 箱梁结构自重 桥面铺装 人行道 栏杆 活载包括 汽车 20 级 包括汽车撞击力 挂车 100 级 附加荷载包括 整体升 降温 20 桥面板升 降温 5 将各种荷载进行三种组合 进行桥面板强度验算 1 组合 I 基本可变荷载 汽 超 20 与永久荷载相组合 2 组合 II 基本可变荷载 汽 超 20 与永久荷载与其他可变荷载 温度影响力