桥梁下部结构通用图计算书

通用图计算书 2015 年 4 月 1 目目 录录 第一部分第一部分 项目概况及基本设计资料项目概况及基本设计资料 1 1 1 1 项目概况 1 1 2 技术标准与设计规范 1 1 3 基本计算资料 1 第二部分第二部分 上部结构设计依据上部结构设计依据 3 3 2 1 概况及基本数据 3 2 1 1 技术标准与设计规范 3 2 1 2 技术指标 3 2 1 3 设计要点 3 2 2 T 梁构造尺寸及预应力配筋 4 2 2 1 T 梁横断面 4 2 2 2 T 梁预应力束 5 2 2 3 罗望线 T 梁构造配筋与部颁图比较 6 2 3 结构分析计算 6 2 3 1 活载横向分布系数与汽车冲击系数 6 2 3 2 预应力筋计算参数 6 2 3 3 温度效应及支座沉降 7 2 3 4 有限元软件建立模型计算分析 7 第三部分第三部分 桥梁墩柱设计及计算桥梁墩柱设计及计算 8 8 3 1 计算模型的拟定 8 3 2 桥墩计算分析 8 3 2 1 纵向水平力的计算 8 3 2 2 竖直力的计算 9 3 2 3 纵 横向风力 10 3 2 4 桥墩计算偏心距的增大系数 11 通用图计算书 2015 年 4 月 2 3 2 5 墩柱正截面抗压承载力计算 12 3 2 6 裂缝宽度验算 13 3 3 20 米 T 梁墩柱计算 13 3 3 1 计算模型的选取 13 3 3 2 15 米墩高计算 14 3 3 3 30 米墩高计算 18 3 4 30 米 T 梁墩柱计算 22 3 4 1 计算模型的选取 22 3 4 2 15 米墩高计算 23 3 4 3 30 米墩高计算 27 3 4 4 40 米墩高计算 32 3 5 40 米 T 梁墩柱计算 36 3 5 1 计算模型的选取 36 3 5 2 15 米墩高计算 37 3 5 3 30 米墩高计算 41 第四部分第四部分 桥梁抗震设计桥梁抗震设计 4747 4 1 主要计算参数取值 47 4 2 计算分析 47 4 2 1 抗震计算模型 47 4 2 2 动力特性特征值计算结果 48 4 2 3 E1 地震作用验算结果 49 4 2 4 E2 地震作用验算结果 49 4 2 5 延性构造细节设计 51 4 3 抗震构造措施 53 通用图计算书 2015 年 4 月 1 第一部分第一部分 项目概况及基本设计资料项目概况及基本设计资料 1 11 1 项目概况项目概况 贵州省余庆至安龙高速公路罗甸至望谟段 主线全长 77 4 公里 项目地形起伏 大 山高坡陡 地质 水文条件复杂 桥梁工程规模大 高墩大跨径桥梁较多 通过 综合比选 考虑技术 经济 结构耐久 施工方便 维修便利及施工标准化等因素 主线普通桥梁结构主要选择 20m 30m 40m 装配式预应力砼 T 梁 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 项目区地震动峰值加速度为 0 05g 0 10g 项目起点 K22 400路段为0 05g 对应地震基本烈度为 度 路线长 度约22 4km K22 400 项目终点路段为0 10g 对应地震基本烈度为 度 路线长 度约55 0km 6度区与7度区分界点位于罗甸县罗苏乡纳庆村 属第LWSJ 1标范围 按照桥梁相关规范要求 对位于7度区内的桥梁需进行抗震计算及抗震措施的设 置 桥梁通用图设计计算时 需充分考虑桥梁的抗震要求 1 21 2 技术标准与设计规范技术标准与设计规范 1 中华人民共和国交通部标准 公路工程技术标准 JTG B01 2014 2 中华人民共和国交通部标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D06 2004 3 中华人民共和国交通部标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范 JTG D62 2004 以下简称 规范 4 中华人民共和国交通部标准 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 5 中华人民共和国交通部标准 公路坞工桥涵设计规范 JTG D61 2005 6 中华人民共和国交通部标准 公路工程抗震规范 JTG B02 2013 7 中华人民共和国交通部标准 公路桥梁抗震设计细则 JTG T B02 01 2008 1 31 3 基本计算资料基本计算资料 1 桥面净空 2x净 11 0米 净11 25米 2 汽车荷载 公路 级 结构重要系数1 0 3 设计环境条件 类 通用图计算书 2015 年 4 月 2 4 混凝土 预制主梁及横隔梁 湿接缝 封锚端 墩顶现浇连续段 桥面现浇混凝土采用 C50 桥面铺装采用沥青混凝土 桥墩 盖梁 桩基采用C30 5 预应力钢束 采用抗拉强度标准值fpk 1860MPa 公称直径d 15 2mm的低松弛高强度钢绞线 其力学性能指标应符合 预应力混凝土用钢绞线 GB T5224 2003 的规定 6 普通钢筋 根据贵州高速公路集团有限公司2013年6月3日下发的 黔高速专议 2013 44号 会议纪要 热轧光圆钢筋采用HPB300 直径小于22mm的热轧带肋钢筋采用HRB400 直 径大于等于22mm的热轧带肋钢筋采用HRB500 通用图计算书 2015 年 4 月 3 第二部分第二部分 上部结构设计依据上部结构设计依据 2 12 1 概况及基本数据概况及基本数据 2 1 12 1 1 技术标准与设计规范技术标准与设计规范 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 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 5 公路交通安全设施设计规范 JTG D81 2006 2 1 22 1 2 技术指标技术指标 主要技术指标表主要技术指标表 公路等级高速公路 路基宽度 m 24 5m 整体式路基 2 12 25m 分离式路 基 汽车荷载等级公路 级 行车道数双向四车道 桥面宽度 m 整体式路基 2 净11 分离式路基 净11 25 跨径 m 20 30 40 斜交角 0 15 30 单幅桥梁片数 5 梁间距 m 整体式路基2 40 分离式路基2 45 设计安全等级一级 环境类别 类 类 2 1 32 1 3 设计要点设计要点 1 本通用图的结构体系为先简支后结构连续 按全预应力构件设计 2 设计计算采用平面杆系结构计算软件计算 横向分配系数按刚接梁法计算 并采用空间结构计算软件校核 3 设计参数 1 混凝土 重力密度 26 0kN 弹性模量EC 3 45 MPa 3 m 4 10 通用图计算书 2015 年 4 月 4 2 沥青混凝土 重力密度 24 0kN 3 m 3 预应力钢筋 弹性模量Ep 1 95 105 MPa 松驰率 0 035 松驰系数 0 3 4 支座不均匀沉降 5mm 5 竖向梯度温度效应 按 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 规定取值 2 22 2 T T 梁构造尺寸及预应力配筋梁构造尺寸及预应力配筋 2 2 12 2 1 T T 梁横断面梁横断面 本次罗望线T梁上部结构的通用图的设计 T梁构造尺寸的选取和配筋均参考中国 交通部颁发的T形梁上部结构图 20米 30米以及40米的T梁的横断面尺寸如下图所示 2020米米T T梁标准横断面梁标准横断面 3030米米T T梁标准横断面梁标准横断面 通用图计算书 2015 年 4 月 5 4040米米T T梁标准横断面梁标准横断面 2 2 22 2 2 T T 梁预应力束梁预应力束 1 一片T梁预应力钢束数量 T T梁钢束断面布置梁钢束断面布置 2020米米T T梁钢束数量表梁钢束数量表 3030米米T T梁钢束数量表梁钢束数量表 通用图计算书 2015 年 4 月 6 4040米米T T梁钢束数量表梁钢束数量表 2 2 32 2 3 罗望线罗望线 T T 梁构造及配筋与部颁图比较梁构造及配筋与部颁图比较 罗望线T梁上部结构通用图 采用20米 30米 40米标准跨径 其T梁梁高 中悬 臂 外侧悬臂 腹板 马蹄等的构造尺寸与部颁通用图相同 预应力钢束布置形式和 数量 普通钢筋布置形式及数量也与部颁通用图相同 不同之处在于 本次罗望线通 用图直径大于等于22mm的钢筋采用HRB500钢筋 由于钢筋强度等级提高 增加T梁的 安全储备 2 32 3 结构分析计算结构分析计算 2 3 12 3 1 活载横向分布系数与汽车冲击系数活载横向分布系数与汽车冲击系数 T形梁采用平面杆系有限元程序进行计算 按平面杆系有限元计算 考虑活荷载 通用图计算书 2015 年 4 月 7 横向分布系数 进行影响线加载 汽车冲击系数按 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 4 3 2条计算 T梁跨中活载横向分布系数的计算采用刚性横梁法计算 支 点横向分布系数的计算采用杠杆原理法计算 2 3 22 3 2 预应力筋计算参数预应力筋计算参数 1 预应力锚下张拉控制应力为 Mpa k 1360 2 两端张拉 每束锚具变形及钢束回缩总变形值为12mm 3 预应力筋与管道壁摩擦系数 25 0 4 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数K 0 0015 5 钢绞线松驰率3 0 2 3 32 3 3 温度效应及支座沉降温度效应及支座沉降 考虑整体均匀温升25 整体均匀温降 30 非线形温度梯度按 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 第4 3 10条规定 执行 支座沉降按5mm计算 2 3 42 3 4 有限元软件建立模型计算分析有限元软件建立模型计算分析 对20米 30米 40米T形梁建立不同跨度的连续梁模型进行计算分析 验算T梁的 受力特性是否满足规范要求 运用有限元计算软件桥梁博士建立相应模型进行分析 验算T梁的承载能力极限状态和正常使用极限状态 再运用大型有限元计算软件MIDAS 建立T梁的梁格模型对桥博计算结果进行复核 经过计算分析可知 罗望线T梁的上部结构通用图 满足结构安全和使用的要求 结构尺寸和配筋经济合理 具有可行性 通用图计算书 2015 年 4 月 8 第三部分第三部分 桥梁墩柱设计及计算桥梁墩柱设计及计算 3 13 1 计算模型的拟定计算模型的拟定 上部结构所受的恒载 活载 温度荷载以及收缩徐变等引起的墩柱顶的水 平力和竖向力 决定了墩柱的受力状态 也决定墩柱的尺寸及配筋 T梁上部结 构的分孔形式将影响到下部墩柱的受力 对下部结构进行通用图设计时 为了 充分而全面地考虑到单个桥梁设计时可能遇到的各种不利情况 对于20米 30 米和40米T梁 分析其不同联长 不同高度桥墩的受力状态 控制最大联长为 160m 由于通用图设计无法考虑实际设计中所遇到的各种复杂地形 所以对于 一联桥梁中的各种墩高组合 无法全面地进行模拟分析 本次计算对同一桥梁 模型中 墩柱采用同一高度进行计算分析 实际设计过程中如遇到非常规的极 端墩高组合的情况 根据需要进行具体分析处理 3 23 2 桥墩计算分析桥墩计算分析 3 2 13 2 1 纵向水平力的计算纵向水平力的计算 桥墩所受到的纵向水平力 使桥墩处于偏心受压状态 影响到桥墩的受力 性能 进一步决定桥墩的尺寸和配筋 墩台的纵向水平力有温度影响力 混凝 土收缩及徐变影响力 支座摩阻力及汽车制动力 1 桥墩墩顶的抗推刚度 上部结构为一联结构连续T梁 纵向水平力中 除支座摩阻力由桥台承受外 其余各力均将按集成刚度法分配给各支座及墩顶 号墩墩顶的抗推刚度按下式 i 计算 3 0 0 0 0 2 2 3 0 8 i HHHMMHMM K lEIlll 式中 为计算桩基时有关系数 见规范JTJ D63 0 HH 0 HM 0 MH 0 MM 2007 为墩顶到桩顶高度 l 2 支座的抗推刚度 每个梁端有一个支座 横向一排有5各支座 支座刚度按下式计算 Kz e nab G t 通用图计算书 2015 年 4 月 9 其中 为支座个数 和 为矩形支座长边 宽边及厚度 为高度 nabt 折减系数 为支座剪切模量 e G 3 墩顶与支座的集成刚度 算出支座刚度以后 再与墩顶刚度串联 串联后的刚度便是支座顶部由支 座与桥墩联合的集成刚度 计算表达式如下 K K dz dz K K K 4 混凝土收缩 徐变及温度影响力在各墩上的分配 装配式钢筋混凝土收缩影响力 按相当于降温5 10 的影响力记入 本 通用图设计采用10 混凝土的收缩影响力按相当于降温20 的影响力记入 温度变化 桥梁梁片施工温度取15 25 计算温度上升为35 15 20 温度下降为25 0 25 5 汽车制动力在各墩上的分配 根据规范JTG D60 2004 汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载 不计冲 击力 计算 一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值 按车道荷载标 准值在加载长度上计算的总重力的10 计算 但是汽车荷载的制动力标准值不得 小于165KN 制动力以荷载不利布置而定 制动力按桥墩墩顶与其上的支座的集 成刚度分配 桥台设活动支座 不考虑承受制动力 3 2 23 2 2 竖直力的计算竖直力的计算 1 上部结构恒载 1 沥青混凝土铺装厚10cm 2 水泥混凝土铺装厚8cm 3 5片预应力混凝土T梁 4 横隔板 5 封锚混凝土 6 现浇湿接缝 7 防撞护栏 2 下部结构恒载 1 盖梁 厚 x 宽 x 长 x25 通用图计算书 2015 年 4 月 10 2 系梁 厚 x 宽 x 长 x25 3 墩柱重 2 汽车荷载的计算 利用有限元计算软件MIDAS建立桥梁模型 定义车道荷载 对结构进行受力 分析 计算出各墩柱的汽车荷载反力 3 2 33 2 3 纵 横向风力纵 横向风力 根据 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 风荷载标准值可按如下 规定计算 横向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上 0 1 3whdwh Fk k k W A 2 2 d d V W g 2 10 0 2 V W g 2510d Vk k V 0 0001 0 012017 Z e 式中 横桥向风荷载标准值 KN 基本风压 KN m2 wh F 0 W 设计基准风压 KN m2 横向迎风面积 m2 d W wh A 桥梁所在地区的设计基本风速 m s 按 规范 JTG D60 2004 附录A 10 V 选取 高度z处的设计基准风速 m s 空气重力密度 KN m3 d V 其他相关系数 05 kk 本通用图设计各参数的取值如下表所示 0 k 2 k 3 k 5 k m s 10 V 11 0711 3825 2 通过计算可知 随着桥墩墩高的加大 及墩柱截面尺寸的增加 桥墩在横 向风荷载作用下的稳定性不容忽视 本通用图的设计充分考虑了纵横向风荷载 通用图计算书 2015 年 4 月 11 对桥墩的作用 3 2 43 2 4 桥墩计算偏心距的增大系数桥墩计算偏心距的增大系数 按 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 计 算偏心受压需考虑偏心距增大系数 而确定需先确定构件的计算长度 确 0 l 定先要确定桩在土中的假想固结点 墩柱与桩因直径不同而取用的换算直径 0 l 以及墩柱顶的约束刚度 逐一计算如下 1 桩在土中的假想固结点 桩在土中的假想固结点 在最低冲刷线以下处 x1 8 x 式中 桩的变形系数 见规范JTG D63 2007附录P 1 5 mb EI 2 墩柱与桩的换算直径 0 4 0 64I d 02 IIZ 其中 12121 1 2sin2 sin 2 2 Z 且有 11 ll 22 ll 21 II 式中 为柱的惯性矩 为桩的惯性矩 为柱高 为桩顶至假想固 1 I 2 I 1 l 2 l 结点距离的两倍 12 2lll 3 墩柱顶的约束刚度 在墩柱顶有板式橡胶支座 而橡胶支座通过上部结构与其他墩及其橡胶支 座相连 在墩顶形成一个弹性约束 弹性约束的约束刚度可以通过计算集成刚 度的方法得到 4 构件的计算长度 利用结构的稳定理论 根据欧拉公式可以推导出桥墩的计算长度系数 由 欧拉公式及材料力学中内力与变形的微分关系式建立桥墩侧移y的2阶微分方程 通用图计算书 2015 年 4 月 12 2 2 0 cr EI P l EIyM 可得关于桥墩计算长度系数的超越方程 如下式 3 3 0 tan EI Kl 以上各式中 为桥墩失稳时的临界力 为混凝土桥墩的弹性模量 cr P E 为截面抗弯惯性矩 为桥墩计算长度系数 为自墩顶至桩基假想固结点 I 0 l 的高度 为桥墩截面承受的弯矩 为桥墩顶的抗推刚度 运用数值计算方 MK 法解超越方程可得 构件的计算长度为 0 ll 5 偏心距的增大系数 根据规范 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 计算偏心距的增大系数 2 12 00 1 1 1400 l ehh 100 0 22 7 1 0eh 2 1 150 01 1 0l h 式中 为构件的计算长度 为轴向力对截面重心轴的偏心距 为截 l0 e 0 h 面有效高度 圆柱墩取 为截面高度 对圆形截面取 为 0s hrr h2hr 1 荷载偏心率对截面曲率的影响系数 为构件长细比对截面曲率的影响系数 2 3 2 53 2 5 墩柱正截面抗压承载力计算墩柱正截面抗压承载力计算 根据规范 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 5 3 9款验算墩柱正截面抗压承载力 22 0 33 00 eg dcdsd dcdsd NAr fC r f NBr fDr f 轴向力的偏心距 应乘以偏心距增大系数 A B 有关混凝土承载 0 e 通用图计算书 2015 年 4 月 13 力的计算系数 进行迭代计算得到 C D 有关纵向钢筋承载力的计算系数 进行迭代计算得到 为圆形截面的半径 为纵向钢筋所在圆周的半径与圆截 r g 面半径只比 为纵向钢筋配筋率 3 2 63 2 6 裂缝宽度验算裂缝宽度验算 根据规范 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 6 4 5款验算墩柱最大裂缝宽度 ss fk12 s d 0 030 0041 52 WC CCmm E 2 0 3 2 59 422 801 0 1 65 ss ss cu k Ne MPa r fr 为按作用短期效应组合计算的轴向力 钢筋表面形状系数 s N N1 C 作用长期效应影响系数 截面受拉区最外缘钢筋应力 纵向钢筋直径 2 C ss d 为截面钢筋配筋率 混凝土保护层厚度 为构件截面半径 使用阶段 Crs 的偏心距增大系数 为轴向力的偏心距 混凝土立方体抗压强度标准 0 e s N cu k f 值 3 33 3 2020 米米 T T 梁墩柱梁墩柱计算计算 3 3 13 3 1 计算模型的选取计算模型的选取 拟定20米T梁的下部尺寸 如下表所示 2020米装配式预应力混凝土米装配式预应力混凝土T T梁下部结构尺寸表梁下部结构尺寸表 墩 高 尺 寸 m 0 15米15 30米 盖梁 高x宽 1 4x2 01 4x2 0 系梁 高x宽 1 2x1 01 2x1 0 墩柱直径 1 41 6 桩基直径 1 61 8 对于20米T梁建立不同跨径的15米墩高和30米墩高的桥梁模型 并考虑桥梁 梁端是桥台或分联墩的两种情况 分析各计算模型的受力状态 通用图计算书 2015 年 4 月 14 两端接桥台五跨两端接桥台五跨2020米装配式预应力混凝土米装配式预应力混凝土T T梁下部结构计算图示梁下部结构计算图示 建立MIDAS桥梁模型 计算得到桥梁模型在恒载和汽车活载作用下的支座反 力 图图1 1 四跨四跨2020米装配式预应力混凝土米装配式预应力混凝土T T梁梁1515米墩高汽车荷载作用下的支反力米墩高汽车荷载作用下的支反力 3 3 23 3 2 1515 米墩高计算米墩高计算 1 荷载效应的计算 结合相关规范进行计算 得到各个桥梁模型中桥墩的受力状态 计算结果 如表2所示 由于桥梁结构的对称性 计算结果中只列出桥梁一半桥墩的计算数 据 梁端接桥台梁端接桥台2020米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩内力表米墩高各工况下桥墩内力表 结构形式 内力组合 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 墩号 1 1 2 1 2 N kN 5194 5300 4868 5273 4860 基本组合 M kN m 2206 1662 1376 1462 1176 N kN 3801 3886 3544 3865 3534 短期效应组合 M kN m 1617 1270 983 1168 882 N kN 3641 3726 3388 3705 3378 长期效应组合 M kN m 1617 1270 983 1168 882 梁端接分联墩梁端接分联墩2020米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩内力表米墩高各工况下桥墩内力表 通用图计算书 2015 年 4 月 15 结构形式 内力组合 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 N kN 4245 5194 4211 5300 4869 4219 5272 4860 基本 组合 M kN m 1462 1176 1399 1113 827 1405 1119 833 N kN 3131 3801 3103 3886 3544 3110 3864 3534 短期效 应组合 M kN m 1168 882 1164 878 592 1209 923 637 N kN 3008 3641 2980 3726 3388 2987 3704 3378 长期效 应组合 M kN m 1168 882 1164 878 592 1209 923 637 得到桥墩各种荷载效应的组合值 可以进行桥墩的持久状态承载能力极限 状态验算和持久状况正常使用极限状态计算 见本计算书3 2 5及3 2 6节 2 承载能力极限状态验算 梁端接桥台梁端接桥台2020米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩承载力验算表米墩高各工况下桥墩承载力验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 1 2 1 2 根数 直径 mm 28 2528 2528 2528 2528 25 11 0000 8320 7690 7590 687 20 9640 9180 9180 9250 925 h0 m 1 341 341 341 341 34 h m 1 41 41 41 41 4 1 7502 2592 2922 2272 274 e0 m 0 7430 7080 6480 6170 550 0 430 450 470 490 53 A0 95711 01821 07991 14221 268 B0 57170 58980 60610 62060 6437 C 0 3323 0 2377 0 1429 0 04780 145 D1 89961 90651 90841 90531 8834 e00 7450 6960 6530 6140 545 0Nd KN 57135830535558005346 Ar2fcd C r2fsd KN 59926542709676558784 两者之差 279712174118543438 是否满足是是是是是 通用图计算书 2015 年 4 月 16 0N d e0 KN m 42454130346935812941 Br3fcd D gr3fsd KN m 44614553463246984787 两者之差 217423116311181847 是否满足是是是是是 梁端接分联墩梁端接分联墩2020米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩承载力验算表米墩高各工况下桥墩承载力验算表 结构形 式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 根数 直 径 mm 28 2528 2528 2528 2528 2528 2528 2528 25 10 894 0 656 0 869 0 623 0 542 0 871 0 628 0 545 20 925 0 925 0 930 0 930 0 930 0 933 0 933 0 933 h0 m 1 341 341 341 341 341 341 341 34 h m 1 41 41 41 41 41 41 41 4 2 164 2 299 2 131 2 283 2 380 2 103 2 247 2 342 e0 m 0 745 0 520 0 708 0 479 0 404 0 700 0 477 0 401 0 430 550 450 580 630 450 580 63 A0 95711 33141 01821 42691 58681 01821 42691 5868 B0 57170 65230 58980 66150 66660 58980 66150 6666 C 0 33230 2436 0 23770 3960 6734 0 23770 3960 6734 D1 89961 86391 90651 82261 71031 90651 82261 7103 e00 745 0 514 0 696 0 471 0 405 0 696 0 471 0 405 0Nd KN 4669 5713 4632 5830 5355 4641 5799 5346 Ar2fcd C r2fsd KN 5992 9355 6542 10220 11702 6542 10220 11702 两者之差 1323 3641 1910 4391 6347 1901 4421 6356 是否满足是是是是是是是是 0N d e0 KN m 3479 2974 3280 2795 2165 3250 2765 2145 通用图计算书 2015 年 4 月 17 Br3fcd D gr3fsd KN m 4461 4810 4553 4815 4736 4553 4815 4736 两者之差 982 1836 1273 2021 2571 1304 2050 2591 是否满足是是是是是是是是 3 正常使用极限状态验算 梁端接桥台梁端接桥台2020米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩裂缝验算表米墩高各工况下桥墩裂缝验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 1 2 1 2 长期效应组合设 计轴力 Nl KN 3641 3726 3388 3705 3378 短期效应组合设 计轴力 Ns KN 3801 3886 3544 3865 3534 短期效应组合设 计弯矩 Ms KN m 1617 1270 983 1168 882 Ns 偏心距 e0 Ms Ns m 0 425 0 327 0 278 0 302 0 249 构件计算长度 Lo 26 00 32 55 32 55 31 50 31 50 钢筋表面形状系 数 C1 11111 长期效应影响系 数 C2 1 0 5Nl Ns 1 479 1 479 1 478 1 479 1 478 h0 m 1 341 341 341 341 34 h m 1 41 41 41 41 4 l0 h18 6 23 2 23 2 22 5 22 5 s1 272 1 554 1 652 1 561 1 680 ss MPa 94 81 50 64 33 砼保护层厚 C mm 4040404040 Wfk mm 0 094 0 088 0 071 0 079 0 062 是否满足是是是是是 梁端接分联墩梁端接分联墩2020米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩裂缝验算表米墩高各工况下桥墩裂缝验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 通用图计算书 2015 年 4 月 18 桥墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 长期效应组合 设计轴力 Nl KN 3008 3641 2980 3726 3388 2987 3704 3378 短期效应组合 设计轴力 Ns KN 3131 3801 3103 3886 3544 3110 3864 3534 短期效应组合 设计弯矩 Ms KN m 1168 882 1164 878 592 1209 923 637 Ns 偏心距 e0 Ms Ns m 0 373 0 232 0 375 0 226 0 167 0 389 0 239 0 180 构件计算长度 Lo31 50 31 50 30 86 30 86 30 86 30 43 30 43 30 43 钢筋表面形状 系数 C1 11111111 长期效应影响 系数 C2 1 0 5Nl Ns 1 480 1 479 1 480 1 479 1 478 1 480 1 479 1 478 h0 m 1 341 341 341 341 341 341 341 34 h m 1 41 41 41 41 41 41 41 4 l0 h22 5 22 5 22 0 22 0 22 0 21 7 21 7 21 7 s1 455 1 731 1 434 1 721 1 974 1 407 1 663 1 878 ss MPa 71 31 68 26 4 72 30 1 砼保护层厚 C mm 4040404040404040 Wfk mm 0 082 0 061 0 081 0 058 0 042 0 083 0 060 0 044 是否满足是是是是是是是是 3 3 33 3 3 3030 米墩高计算米墩高计算 1 荷载效应的计算 计算得到各个桥梁模型中桥墩的受力状态 计算结果如下表所示 由于桥 梁结构的对称性 计算结果中只列出桥梁一半桥墩的计算数据 梁端接桥台梁端接桥台2020米装配式米装配式T T梁梁3030米墩高各工况下桥墩内力表米墩高各工况下桥墩内力表 结构形式 内力组合 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 墩号 1 1 2 1 2 基本 N kN 6291 6397 5965 6491 6078 通用图计算书 2015 年 4 月 19 组合 M kN m 2378 2404 2313 2379 2156 N kN 4715 4801 4458 4879 4549 短期效 应组合 M kN m 2116 2193 1944 1795 1572 N kN 4555 4640 4303 4719 4392 长期效 应组合 M kN m 2013 2193 1944 1795 1572 梁端接分联墩梁端接分联墩2020米装配式米装配式T T梁梁3030米墩高各工况下桥墩内力表米墩高各工况下桥墩内力表 结构形式 内力组合 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 N kN 5342 6291 5308 6397 5966 5437 6490 6078 基本 组合 M kN m 2415 2166 2132 1883 1633 1985 1735 1486 N kN 4045 4715 4017 4801 4458 4125 4878 4549 短期效 应组合 M kN m 1832 1583 1666 1416 1167 1596 1347 1098 N kN 3922 4555 3895 4640 4303 4002 4718 4392 长期效 应组合 M kN m 1832 1583 1666 1416 1167 1596 1347 1098 得到桥墩各种荷载效应的组合值 可以进行桥墩的持久状态承载能力极限 状态验算和持久状况正常使用极限状态计算 见本计算书3 2 5及3 2 6节 2 承载能力极限状态验算 梁端接桥台梁端接桥台2020米装配式米装配式T T梁梁3030米墩高各工况下桥墩承载力验算表米墩高各工况下桥墩承载力验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 1 2 1 2 根数 直径 mm 28 2532 2532 2532 2532 25 10 863 0 859 0 880 0 842 0 822 20 925 0 911 0 911 0 911 0 911 h0 m 1 541 541 541 541 54 h m 1 61 61 61 61 6 2 176 2 308 2 299 2 316 2 326 e0 m 0 823 0 867 0 891 0 849 0 825 0 40 410 40 410 42 A0 86670 89660 86670 89660 9268 B0 54140 55190 54140 55190 562 C 0 4749 0 4273 0 4749 0 4273 0 3798 通用图计算书 2015 年 4 月 20 D1 88011 88781 88011 88781 8943 e00 837 0 860 0 891 0 860 0 831 0Nd KN 6920 7037 6562 7140 6685 Ar2fcd C r2fsd KN 6969 7214 6871 7214 7559 两者之差 49 177 309 74 874 是否满足是是是是是 0N d e0 KN m 5693 6104 5849 6060 5518 Br3fcd D gr3fs d KN m 5834 6205 6121 6205 6284 两者之差 141 101 272 145 766 是否满足是是是是是 梁端接分联墩梁端接分联墩2020米装配式米装配式T T梁梁3030米墩高各工况下桥墩承载力验算表米墩高各工况下桥墩承载力验算表 结构形 式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 根数 直 径 mm 32 2532 2532 2532 2532 2532 2532 2532 25 10 993 0 804 0 904 0 716 0 680 0 840 0 669 0 629 20 925 0 925 0 905 0 905 0 905 0 918 0 918 0 918 h0 m 1 541 541 541 541 541 541 541 54 h m 1 61 61 61 61 61 61 61 6 2 134 2 205 2 343 2 451 2 482 2 255 2 364 2 402 e0 m 0 965 0 759 0 941 0 721 0 679 0 823 0 632 0 587 0 380 450 390 460 480 420 510 53 A0 80741 01820 83691 0491 1110 92681 20491 268 B0 51910 58980 53040 59820 61360 5620 63310 6437 C 0 5707 0 2377 0 5227 0 1903 0 0954 0 37980 0480 145 D1 86091 90651 87111 90811 90751 89431 89711 8834 e00 960 0 755 0 924 0 733 0 690 0 831 0 633 0 599 0Nd KN 5876 6920 5839 7037 6562 5981 7139 6685 Ar2fcd C r2fsd KN 6189 8601 6529 8951 9655 7559 10721 11438 两者之差 314 1680 690 1914 3093 1578 3582 4753 通用图计算书 2015 年 4 月 21 是否满足是是是是是是是是 0N d e0 KN m 5668 5254 5494 5076 4458 4922 4512 3927 Br3fcd D gr3fsd KN m 5940 6495 6032 6557 6665 6284 6790 6848 两者之差 272 1241 538 1481 2206 1362 2278 2921 是否满足是是是是是是是是 3 正常使用极限状态验算 梁端接桥台梁端接桥台2020米装配式米装配式T T梁梁3030米墩高各工况下桥墩裂缝验算表米墩高各工况下桥墩裂缝验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 1 2 1 2 长期效应组合设 计轴力 Nl KN 4555 4640 4303 4719 4392 短期效应组合设 计轴力 Ns KN 4715 4801 4458 4879 4549 短期效应组合设 计弯矩 Ms KN m 2116 2193 1944 1795 1572 Ns 偏心距 e0 Ms Ns m 0 449 0 457 0 436 0 368 0 346 构件计算长度 Lo 36 01 38 24 38 24 38 24 38 24 钢筋表面形状系 数 C1 11111 长期效应影响系 数 C2 1 0 5Nl Ns 1 483 1 483 1 483 1 484 1 483 h0 m 1 541 541 541 541 54 h m 1 61 61 61 61 6 l0 h22 5 23 9 23 9 23 9 23 9 s1 435 1 481 1 504 1 598 1 636 ss MPa 116 122 103 87 70 砼保护层厚 C mm 4040404040 Wfk mm 0 109 0 111 0 100 0 092 0 082 是否满足是是是是是 通用图计算书 2015 年 4 月 22 梁端接分联墩梁端接分联墩2020米装配式米装配式T T梁梁3030米墩高各工况下桥墩裂缝验算表米墩高各工况下桥墩裂缝验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 长期效应组合 设计轴力 Nl KN 3922 4555 3895 4640 4303 4002 4718 4392 短期效应组合 设计轴力 Ns KN 4045 4715 4017 4801 4458 4125 4878 4549 短期效应组合 设计弯矩 Ms KN m 1832 1583 1666 1416 1167 1596 1347 1098 Ns 偏心距 e0 Ms Ns m 0 453 0 336 0 415 0 295 0 262 0 387 0 276 0 241 构件计算长度 Lo36 05 36 05 39 16 39 16 39 16 37 19 37 19 37 19 钢筋表面形状 系数 C1 11111111 长期效应影响 系数 C2 1 0 5Nl Ns 1 485 1 483 1 485 1 483 1 483 1 485 1 484 1 483 h0 m 1 541 541 541 541 541 541 541 54 h m 1 61 61 61 61 61 61 61 6 l0 h22 5 22 5 24 5 24 5 24 5 23 2 23 2 23 2 s1 431 1 582 1 556 1 782 1 881 1 538 1 753 1 862 ss MPa 87 59 85 59 39 70 43 23 砼保护层厚 C mm 4040404040404040 Wfk mm 0 092 0 077 0 091 0 077 0 066 0 083 0 068 0 057 是否满足是是是是是是是是 对 20 米 T 梁不同联长的 15 米 30 米墩高桥梁模型的计算分析可知 桥墩 满足桥梁承载能力极限状态和正常使用极限状态的受力要求 既有相应的安全 储备 又充分利用了材料的受力性能 在满足受力安全的基础上 经济合理 设计方案具有可行性 通用图计算书 2015 年 4 月 23 3 43 4 3030 米米 T T 梁墩柱计算梁墩柱计算 3 4 13 4 1 计算模型的选取计算模型的选取 拟定30米T梁的下部尺寸 如下表所示 3030米装配式预应力混凝土米装配式预应力混凝土T T梁下部结构尺寸表梁下部结构尺寸表 墩 高 尺 寸 m 0 15 米15 30 米30 40 米 盖梁 高 x 宽 1 5x2 21 5x2 21 5x2 2 系梁 高 x 宽 1 5x1 21 5x1 21 5x1 2 墩柱直径 1 61 82 0 桩基直径 1 82 02 2 对于30米T梁建立3跨 4跨 5跨的15米墩高和30米墩高的桥梁模型 并考 虑桥梁梁端是桥台或分联墩的两种情况 分析各计算模型的受力状态 建立MIDAS桥梁模型 计算得到桥梁模型在恒载和汽车活载作用下的支座反 力 四跨四跨3030米装配式预应力混凝土米装配式预应力混凝土T T梁梁1515米墩高汽车荷载作用下的支反力米墩高汽车荷载作用下的支反力 3 4 23 4 2 1515 米墩高计算米墩高计算 1 荷载效应的计算 结合相关规范进行计算 计算得到各个桥梁模型中桥墩的受力状态 计算 结果如表2所示 由于桥梁结构的对称性 计算结果中只列出桥梁一半桥墩的计 算数据 梁端接桥台梁端接桥台3030米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩内力表米墩高各工况下桥墩内力表 结构形式 内力组合 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 墩号 1 1 2 1 2 基本 组合 N kN 7169 7335 6481 7293 6655 通用图计算书 2015 年 4 月 24 M kN m 2514 2259 1444 2463 1642 N kN 5306 5440 4750 5406 4892 短期效 应组合 M kN m 1940 1876 1078 2138 1326 N kN 5105 5238 4554 5204 4695 长期效 应组合 M kN m 1940 1876 1078 2138 1326 梁端接分联墩梁端接分联墩3030米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩内力表米墩高各工况下桥墩内力表 结构形式 内力组合 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 墩号 1 2 1 2 3 1 2 3 Nmin kN 5604 7169 5551 7335 6481 5565 7293 6655 基本 组合 M kN m 2338 1521 2551 1729 945 2916 2087 1280 Nmin kN 4228 5306 4185 5440 4750 4196 5406 4892 短期效 应组合 M kN m 2049 1242 2319 1501 744 2698 1871 1074 Nmin kN 4095 5105 4052 5238 4554 4063 5204 4695 长期效 应组合 M kN m 2049 1242 2319 1501 744 2698 1871 1074 得到桥墩各种荷载效应的组合值 可以进行桥墩的持久状态承载能力极限 状态验算和持久状况正常使用极限状态计算 见本计算书3 2 5及3 2 6节 2 承载能力极限状态验算 梁端接桥台梁端接桥台3030米装配式米装配式T T梁梁1515米墩高各工况下桥墩承载力验算表米墩高各工况下桥墩承载力验算表 结构形式 相关数值 3 跨一联4 跨一联5 跨一联 桥墩号 1 1 2 1 2 根数 直径 mm 32 2532