30m小箱梁计算书.doc

目目 录录 目 录 0 一 项目概况 1 1 1 设计计算采用的标准 规范 规程 1 1 2 技术标准 1 1 3 设计要点 1 二 结构计算 2 2 1 结构模型 2 2 2 计算参数 2 2 3 施工步骤 3 2 4 荷载组合 3 2 5 计算结果 3 1 一 一 项目概况项目概况 1 1 设计计算采用的标准 规范 规程设计计算采用的标准 规范 规程 1 公路工程技术标准 JTG B01 2003 2 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 4 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 5 公路圬工桥涵设计规范 JTG D61 2005 6 公路工程抗震设计细则 JTG T B02 01 2008 1 2 技术标准技术标准 1 采用荷载等级 公路 I 级 2 桥面宽度 0 5 护栏 11 75 行车道 0 5 护栏 12 75m 3 道路等级 高速公路 4 设计环境类别 I 类 5 地震基本烈度 度 1 3 设计要点设计要点 1 5 孔 30 米一联预应力砼连续小箱梁 斜交角 0 度 先简支后连续结构 横向 4 片箱梁 2 采用桥梁博士进行受力分析 预制部分为全预应力构件 现浇连接段为 A 类现浇构件验算 按持久状况承载能力极限状态进行强度计算 并根据荷载 短期效应及长期效应组合进行应力计算 2 二 二 结构计算结构计算 2 1 结构模型结构模型 采用桥梁博士 3 0 进行结构计算 将桥梁按照空间实用理论简化为平面杆 系 永久杆件共分为 123 个单元 124 个节点 成桥状态计算模型见下图 计算图示 2 2 计算参数计算参数 1 结构安全等级一级 2 混凝土材料 采用 C50 混凝土 设计强度 fcd 22 4MPa ftd 1 83MPa 混凝土容重 26KN m3 弹性模量 Ec 3 45 104MPa 3 预应力钢束采用 S15 2 规格 面积 Ay 139mm2 钢绞线标准强度 fpk 1860MPa 设计强度 fpd 1260MPa 弹性模量 Ey 1 95 105MPa 张拉控制 应力 con 1395MPa 松弛率 2 5 波纹管孔道摩擦系数 0 17 管道偏差影 响系数 k 0 0015 一端锚具变形及回缩值均为 6mm 4 二期恒载 防撞护栏按照理论重量加载 沥青铺装容重取 24 KN m3 5 活载 公路 I 级 结构计算取边梁和最外侧中梁进行 横向分布系数 边梁 0 61 最外侧中梁 0 55 冲击系数 正弯矩区 0 21 负弯矩区 0 31 6 混凝土收缩 徐变 本计算考虑 3650 天的混凝土收缩徐变 相对湿度 为 0 8 7 温度作用 整体升温 20 整体降温 20 升温梯度 T1 14 T2 5 5 降温梯度 T1 7 T2 2 75 8 基础不均匀沉降 按照 1cm 取值 3 2 3 施工步骤施工步骤 1 预制张拉箱梁 2 存梁 30 天 3 架设 浇筑现浇部分 张拉连续端负弯矩钢束 4 浇注二期恒载 5 完成 3650 天收缩徐变 2 4 荷载组合荷载组合 组合一 长期效应组合 基本组合 组合二 短期效应组合 组合三 标准组合 2 5 计算结果计算结果 2 5 1 钢束配置钢束配置 边跨 规 格 mm 束 数 束 中跨 规 格 mm 束 数 束 N16 s15 22N15 s15 22 N25 s15 22N24 s15 22 N35 s15 22N34 s15 22 N4 4 6 s15 2 2N4 4 5 s15 2 2 编号 规格 mm 束 数 束 T14 s15 23 T24 s15 22 T34 s15 22 2 5 2 施工阶段应力计算施工阶段应力计算 1 各施工阶段应力结果 上述 5 个施工阶段中主梁在预加应力和自重作用下截面边缘砼的法向应力 4 的最不利值如下 cct 12 1Mpa0 7ftk 1 67Mpa 4 施工阶段边梁中支点 35 号节点上缘 且预拉区配筋率为 0 2 所以满足规范要求 2 各施工阶段跨中累计最大竖向位移 单位 mm 位 置 第一施 工阶段 第二施 工阶段 第三施 工阶段 第四施 工阶段 第五施 工阶段 边 跨 21 924 927 622 126 7 边 梁 中 跨 13 315 020 319 221 1 位 置 第一施 工阶段 第二施 工阶段 第三施 工阶段 第四施 工阶段 第五施 工阶段 边 跨 22 125 127 121 526 0 中 梁 中 跨 13 415 120 319 221 2 2 5 3 持久状况极限状态承载能力计算持久状况极限状态承载能力计算 根据 JTG D62 2004 规范 5 1 5 条 对各工况进行承载能力极限状态计算 控制截面主要计算结果见下表 正弯矩验算 最大正弯矩 kN m 容许弯矩 kN m 部位节点 边梁中梁边梁中梁 边跨12975698911104510882 除支 点外 中跨388616859295569359 负弯矩验算 最大负弯矩 kN m 容许弯矩 kN m 部位节点 边梁中梁边梁中梁 支点25 6699 73347905 7905 计算结果表明 本结构承载能力极限状态计算结果均满足规范要求 5 2 5 4 正常使用阶段应力计算正常使用阶段应力计算 考虑成桥后 汽车荷载按照不同的剪力效应进行布载 根据 桥梁博士 输出的计算结果按照正常使用极限状态各种荷载组合最不利点截面应力表如下 单位 MPa 正应力主应力 组合类型部位 上缘最大上缘最小下缘最大下缘最小主压应力主拉应力 I正应力 1 82 35 1 75 50 正应力 1 25 25 0 84 25 主应力 1 17 50 正应力14 02 19 11 37 20 边 梁 主应力 14 02 19 正应力主应力 组合类型部位 上缘最大上缘最小下缘最大下缘最小主压应力主拉应力 I正应力 1 99 35 2 01 50 正应力 1 40 25 0 48 25 主应力 0 93 50 正应力14 41 19 11 91 20 中 梁 主应力 14 41 19 注 括号内数字为节点号 计算结果分析计算结果分析 预制和现浇分别对应规范中全预应力和预制和现浇分别对应规范中全预应力和 A A 类构件标准类构件标准 1 法向拉应力 I 长期效应组合 查看正常使用极限状态荷载组合 I 应力验算结果 A 类预应力构件应不出现拉应力 本桥最小正应力 1 75MPa 0MPa 满足规范要求 短期效应组合 查看正常使用极限状态荷载组合 应力验算结果 全预应力构件应不出现拉应力 A 类预应力构件应小于 0 7ftk 0 7 2 65 1 86MPa 本桥最大正拉应力 1 4MPa 1 86MPa 发生于支点下缘 2 法向压应力 查看正常使用极限状态荷载组合 应力验算结果 kc pt 0 50 fck 0 5 32 4 16 2MPa 本桥最大压应力 14 41MPa 16 2MPa 满足规范要求 3 主拉应力 查看正常使用极限状态荷载组合 应力验算结果 全预应力构件 6 预制构件 tp 0 60 f tk 0 6 2 65 1 59MPa 本桥最大主拉应力 0 35MPa 1 59MPa 满足规范要求 部分预应力 A 类构件 现场浇筑构件 tp 0 50 f tk 0 5 2 65 1 33MPa 本桥最大主拉应力 1 17 MPa 1 33MPa 满足规范要求 4 主压应力 查看正常使用极限状态荷载组合 应