简支梁 桥梁毕业设计论文.doc

兰州交通大学毕业设计 论文 1 1 兰州交通大学毕业设计兰州交通大学毕业设计 土木工程学院土木工程学院 桥梁工程桥梁工程 土木土木 076076 班班 李小刚李小刚 I I 摘摘 要要 本毕业设计的对象为一座 10 30m 简支梁桥 桥梁平面位于直线段上 全长 300 米 宽度 10 米 设计荷载为公路 级 主梁横向由 5 片 T 梁组 成 梁高均为 1 5m 两片梁之间设置 4cm 宽现浇湿接缝 本桥采用桩柱式 桥墩 直径 1 5m 的圆形截面墩柱及直径 1 8m 的圆形截面钻孔灌注桩 桩 基础嵌入完整微风化砂岩 5 4m 以下 采用重力式 U 型桥台 桥台基础为 直径 1 5m 的钻孔灌注桩基础 桥梁上部结构手算进行主梁内力分析 横向分布系数通过桥梁博士 3 0 计算完成 内力计算结果包括基本组合 长期组合及短期组合作用下 的弯矩图 剪力图 最大应力图 根据内力计算结果 对主梁进行了承载 能力及正常使用性能的验算 盖梁承载能力验算及裂缝宽度验算与抗剪验 算 墩柱承载力验算及裂缝宽度验算 桩基承载力验算及裂缝宽度验算均 由自编计算机程序计算完成 墩柱与桩基的水平位移及其它效应由桥梁博 士 3 0 计算完成 根据验算结果得出结论 设计的桥梁结构是安全 经济 合理的 并 满足现行规范的要求 关键词 桥梁 荷载组合 内力 验算 承载能力 1 1 Abstract The object in this graduation project is a simply supported three span girder bridge 10 30m i The bridge is straight on the plane with 300 metres in length and 10 meters in width The bridge is a part of a highway which the design load is Highway I level The main beam is made up of 5 T beams that are 1 5m high and the adjacent beams are linked by pouring wet joint with 4cm in width between the two beams Substructure is made up of circular section piers with a diameter of 1 5 and circular section bored pouring pile foundation with a diameter of 1 8 m the pilings of foundation are embedded into the intack moderately differentiated rock with a depth of 5 4m The concrete gravity abutment is 6 5m high with a type of U and supported by pile foundation Analysis of superstructure in the bridge be done by hand Simply supported single T beam is used as analysis model in the program only one edge beam is analysed and the mid beam using the same result in analyzing on safe side Transverse distributing coefficient can be exported by using Dr bridge 3 0 The calculations include bending moment diagram shear force diagram and maximum stress under basic long term short term load combination According to the calculations checking of capacity and performance of normal use of the beam have been done Checking of capacity crack width shear strength of bent cap capacity crack width of piers and piles are done by Dr bridge 3 0 According to the calculation results the bridge designed in this graduation project was safe economical and reasonable and it is qualified for the present bridge design specifications Keywords Bridge Load combination Inner Force Capacity 1 1 目录目录 第一章第一章 设计说明设计说明 1 第一节第一节 工程概况工程概况 1 第二节第二节 设计依据及规范设计依据及规范 1 一 设计依据 1 二 主要设计规范 1 第三节第三节 地质概况地质概况 2 一 地形地貌 2 二 地质构造 2 三 地层岩性 2 四 不良地质现象及主要工程地质问题 3 五 地震 3 六 水文地质条件 4 第二章第二章 设计计算设计计算 6 第一节第一节 采用的技术标准及参数采用的技术标准及参数 6 第二节第二节 主要材料及计算参数主要材料及计算参数 6 一 混凝土 6 二 普通钢筋 7 三 预应力钢材 7 四 预应力锚具及管道 8 第三节第三节 主要结构设计主要结构设计 8 第四节第四节 主梁结构验算主梁结构验算 9 一 计算模型与恒载取值 9 二 主梁内力计算及验算 11 一 横向分布系数计算 11 二 选择控制截面 12 三 计算结果 1 号梁 12 四 主梁截面验算 17 五 挠度验算 27 六 支座承载力验算 28 第五节第五节 下部结构验算下部结构验算 28 2 2 一 盖梁验算 28 一 承载能力验算 29 二 裂缝宽度验算 30 三 抗剪验算 31 二 桥墩墩柱验算 32 一 墩底截面承载力验算 33 二 裂缝宽度验算 35 三 桥墩桩基验算 36 一 桥墩桩基承载力验算 36 二 墩桩水平位移及作用效应 37 四 桥台桩基验算 38 一 桥台桩基承载力验算 38 二 桥台桩基水平位移及作用效应 40 第四节第四节 结论结论 43 第三章第三章 施工方案设计要点施工方案设计要点 44 一 下部构造 44 二 上部构造 45 三 其它 46 结束语结束语 48 致谢致谢 49 参考文献参考文献 50 1 1 第一章第一章 设计说明设计说明 第一节第一节 工程概况工程概况 本桥位于长寿北部新区渡南路西延伸段 跨越桃花溪 桥梁结构形式为 3 30m 简 支梁桥 桥梁起点桩号 K0 696 217 米 终点桩号 K0 796 217 米 全长 100 米 桥梁 平面位于直线段上 双向四车道 标准宽度 32 米 行车道宽 24 米 人行道宽 4 米双 侧布置 第二节第二节 设计依据及规范设计依据及规范 一 设计依据一 设计依据 1 林同棪国际工程咨询 中国 有限公司与业主方签订的设计合同 2 长寿北部新城渡南路西延伸段道路平面 纵断面设计图纸 3 地质勘察报告 中冶成都勘察研究总院有限公司 4 长寿北部新城渡南路西延伸段道路工程初步设计 林同棪国际工程咨询 中国 有限公司 5 关于桃花溪及支流改道方案协调会会议纪要 重庆市长寿北部新区管委会 2010 02 6 长寿北部新城渡南路西延伸段道路工程初步设计的批复 长建初设 2011 43 号 7 业主提供的其它资料文件 二 主要设计规范二 主要设计规范 1 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 3 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 4 公路桥梁抗震设计细则 JTG T B02 01 2008 5 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 6 公路圬工桥涵设计规范 JTG D61 2005 7 城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ 2 2008 8 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 2 2 第三节第三节 地质概况地质概况 一 地形地貌一 地形地貌 长寿区地壳隆起成陆于一亿三千万年前 属川东平行岭谷弧形褶皱低山丘陵区 长江北岸地势顺大巴山支脉由东北向西南呈阶梯下降 东侧黄草山 亦名东山 海拔 800m 700m 左右 中偏西侧明月山 亦名西山 海拔 500m 900m 主峰白云山 1034m 为全区最高峰 西部边缘铜锣山 海拔 500 米 600 米 将全境切割为 三 山两槽 地形 三山之间丘陵波状起伏 梯田层 冲田密布 东西二山之间沿长垫公 路两侧地势平缓 渡舟 双龙为较大平坝 拟建区地势较低 地形总体变化一般 地貌类型受地层岩性 地质构造控制明显 泥岩发育位置地势相对较高 地面起伏较小 道路沿线仅见一个小山包 地面起伏变 化小 多以斜坡 平坝 沟谷等地形为主 属于构造剥蚀 侵蚀浅丘地貌 拟建道路 范围内地面高程 311 50m 320 22m 高差 9 42m 二 地质构造二 地质构造 拟建工程区在构造上位于梁平向斜南端的南东翼 岩层呈单斜产出 产状 倾向 270 290 倾角 5 8 岩层产状平缓 未发现断层构造 地质构造简单 场区内泥质砂岩较发育 泥质砂岩中风化裂隙及卸荷裂隙发育 但无规律性 场 区内局部地带泥质砂岩中有两组构造裂隙发育 一组倾向 13 15 倾角 80 另 一组倾向 300 320 倾角 75 裂隙间距一般 2 3m 裂面较平直 张开宽度 0 5 2mm 无充填物 延伸长度一般 3 4m 属剪切裂隙 主要分布在岩体表部 范 围局限 对岩体的完整性影响甚微 场区内泥岩强风化层网状风化裂隙发育 中风化 层中裂隙不发育 三 地层岩性三 地层岩性 拟建道路沿线主要出露地层为第四系全新统和侏罗系中统沙溪庙组 J2s 第四系地 层主要由耕土 素填土 细砂 粉质粘土组成 侏罗系中统沙溪庙组地层主要由泥质 砂岩和泥岩组成 现将场区内岩性特征分述如下 1 第四系土层 Q4 耕土 Q4 红褐色 褐色 主要由粘性土组成 多根系分布 厚度较小 小于 1m 素填土 Q4ml 红褐色 黄褐色 杂色 主要由粘土 碎块石及角砾组成 碎块 3 3 含量 15 35 成分以强风化泥质砂岩 泥岩为主 呈棱角状 次棱角状 粒径一般在 2 30cm 之间 结构较为紧密 孔隙较小 为修建道路是堆积 局部可见 细砂 Q4al pl 黄褐色 松散 稍密 湿 混大量粘粒 夹粉质粘土夹层 该层 主要分布于桃花溪河岸两侧 本次钻探揭露层厚 1 2 4 7m 该层土石等级为 级 土 石类别为普通土 粉质粘土 Q4el dl 红褐色 黄褐色 多呈可塑状 刀切断面较光滑 有少量光泽 粘性一般 韧性中等 摇振无反应 干强度中等 该层主要分布于山丘 坡地地带 本次钻探揭露层厚 1 2 6 0m 该层土石等级为 级 土石类别为普通土 2 侏罗系中统上沙溪庙组 J2S 泥质砂岩 灰白色 黄灰色 主要由长石 石英及岩屑组成含泥质 中 细粒结 构 中 厚层状构造 钙质 泥钙质胶结 岩层局部含粘土矿物较重 并间断夹有少 量泥质砂岩 泥质粉泥质砂岩夹层及透镜体 强风化层厚 1 5m 呈黄灰色 黄褐色 岩质较软 岩芯多呈短柱状 扁状 有风化裂隙发育 中风化泥质砂岩岩质坚硬 岩 芯完整 岩芯多呈柱状 长柱状 有少量层间裂隙发育 岩芯采取率普遍较高 泥质 砂岩土石等级为 级 土石类别为较软石 仅局部钻孔中可见 泥岩 红褐色 紫红色 主要以粘土矿物为主 局部含少量长石 石英 泥质结 构 中厚 厚层状构造 岩芯局部含砂较重 并间断夹有少量泥质砂岩夹层及透镜体 强风化泥质泥岩厚 0 8 4 0m 岩质较软 岩芯破碎 岩芯多呈碎块状 扁柱状 力学 性能差 有风化裂隙发育 中风化层岩质较硬 岩芯较完整 岩芯多呈柱状 长柱状 有少量层间裂隙发育 力学性能较好 泥岩土石等级为 级 土石类别为软石 四 不良地质现象及主要工程地质问题四 不良地质现象及主要工程地质问题 经地面调查 拟建场区内没有发现滑坡 崩塌 泥石流等不良地质现象 根据钻 探资料 拟建场区内没有发现软弱夹层 地下采空区 地下硐室等 根据区域地质资 料 场区内没有断裂构造通过 道路沿线主要工程地质问题表现为 按照道路设计方案施工后 道路两侧将会形 成高路堑边坡和填方路堤边坡 由于道路建设和两侧土地开发利用存在 2 3 年的时差 因此道路边坡在道路施工时必须同时进行治理 五 地震五 地震 根据钻探成果和地区经验 场区内的素填土属软弱土 剪切波速建议取 130m s 粉质粘土剪切波速建议取 180m s 泥岩 泥质砂岩剪切波速大于 500m s 4 4 据 中国地震烈度区划图 及 公路抗震设计规范 JTJ004 89 拟建场区抗 震设防烈度为 6 度 设计基本地震加速度为 0 05g 设计地震分组为第一组 场区内拟 建构筑物抗震设防类别为乙类 场内土层在设计路面标高以下厚度小于 15m 因此 拟建场区属于建筑抗震一般地段 可采用简易抗震措施 六 水文地质条件六 水文地质条件 1 地表水 拟建区内的地表水主要表现为桃花溪和汇集于地势较低的沟谷位置处的水田内积 水 根据现场调查 拟建场区内地表水较发育 2 地下水 道路沿线主要以斜坡和宽阔的沟谷为主 局部位置地形起伏较大 根据钻探资料 拟建道路沿线沟谷位置土层厚度较大 斜坡位置土层厚度小 下部基岩为泥岩和泥质 砂岩 根据地下水的赋存条件 水理性质及水力特征 场区地下水可分为松散岩类孔 隙水 基岩裂隙水 1 松散岩类孔隙水 该类型地下水由大气降雨补给为主 储存在第四系松散土层中 含水能力受地形 地貌以及覆盖层范围 厚度 物质成分以及透水性能制约 水量大小受季节 气候影 响大 勘察期间 通过钻孔内水位观察 大部分钻孔内有稳定地下水位存在 2 基岩裂隙水 基岩裂隙水主要赋存于岩石风化裂隙 构造裂隙中以及层间裂隙中 场区内下伏 基岩以泥质泥质砂岩 泥质砂岩为主 泥质砂岩属于粘土类岩石 含水能力和透水能 力较差 为相对隔水层 泥质砂岩有少量裂隙发育 是相对含水层 由于补给量小 补给能力差 水径流 排泄条件好 因此场区内基岩裂隙水含量较小 勘察期间 钻孔施工结束 24 小时后经水位观测 除了斜坡等地势相对较高位置处 部分钻孔内无稳定地下水存在外 地势较低的沟谷位置钻孔内均有稳定地下水存在 3 地下水 土的腐蚀性 根据临近场区的建筑经验 场区内地下水为 HCO3 Ca2 型 根据 公路工程地质 勘察规范 JTJ064 98 附录 D 环境介质对混凝土腐蚀的评价标准 拟建场地属于 II 类环境 地表水结晶分解复合类 结晶类 分解类均无腐蚀 拟建场区属于新开发区 场区及周边人口稀少 工业不发达 没有化工 印染 冶金等污染源 场区内岩土层没有受到污染 场区内岩土层对混凝土及混凝土中的钢 5 5 筋无腐蚀性 4 地下水的渗透性 根据临近场地建筑经验 拟建场区内的第四系土层以及基岩裂隙中综合渗透系数 为 K 0 24m d 为弱透水性地层 6 6 第二章第二章 设计计算设计计算 第一第一节节 采用的技术标准采用的技术标准及参数及参数 1 技术标准 道路等级 城市主干道 级 设计速度 60km h 汽车荷载等级 公路 I 级 人群荷载 3 5kN m2 2 主要设计参数 1 环境类别 I 类 2 结构设计安全等级 二级 桥梁结构重要性系数 0 1 0 3 永久作用 结构自重 预应力混凝土 26 kN m3 沥青混凝土 24 kN m3 钢材 78 5kN m3 填 土 20kN m3 混凝土收缩及徐变 按照 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 取值 4 可变作用 汽车荷载 公路 级 人群荷载 3 5kN m2 冲击系数 按 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 1 取值 风荷载 按照 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 1 取值 温度 混凝土结构整体升温 20 降温 20 梯度温度 桥面铺装为 8cm 的沥青混凝土铺装层 竖向日照正温差按照 公路桥涵 设计通用规范 JTJ D60 2004 1 表 4 3 10 3 插值计算 第二节第二节 主要材料及计算参数主要材料及计算参数 一 混凝土一 混凝土 本桥处于温热地区 属于 类环境 本桥使用的各种混凝土 应进行严格的质量 控制和检测 在进行混凝土配合比设计时 必须按设计要求考虑大桥使用年限条件下 的混凝土耐久性 结合 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 对混凝土结构环境类 别的划分 明确提出不同结构混凝土的配合比中水灰比 最小水泥用量 最大氯离子 含量 最大碱含量的控制指标和满足控制指标的具体措施 7 7 主桥 主梁采用 C50 混凝土 盖梁 桥墩采用 C40 混凝土 桥台台帽 桩基采用 C30 混凝土 U 台台身 基础采用 C25 片石混凝土 其它构件混凝土标号详见相应的设 计图并以设计图为准 C25 混凝土及 C25 片石混凝土 轴心抗压强度设计值 fck 11 5MPa 轴心抗拉强度 设计值 ftk 1 23MPa 弹性模量 Ec 2 80 x104MPa C25 片石混凝土要求片石掺入量不大 于总体积的 25 且片石强度等级不低于 MU40 C30 混凝土 轴心抗压强度设计值 fcd 13 8MPa 轴心抗拉强度设计值 ftd 1 39MPa 弹性模量 Ec 3 0 x104MPa C40 混凝土 轴心抗压强度设计值 fcd 18 4MPa 轴心抗拉强度设计值 ftd 1 65MPa 弹性模量 Ec 3 25x104MPa C50 混凝土 轴心抗压强度设计值 fcd 22 4MPa 轴心抗拉强度设计值 ftd 1 83MPa 弹性模量 Ec 3 45x104MPa 二 普通钢筋二 普通钢筋 设计采用 HRB335 R235 钢筋 R235 钢筋其质量应符合 GB1499 1 2008 的规定 HRB335 钢筋其质量应符合 GB1499 2 2007 要求 直径 20mm 的钢筋采用直螺纹 I 级 连接 连接区段内的接头率不大于 50 并满足规范 JGJ 107 2003 J 257 2003 及 DB50 5027 2004 要求 R235 钢筋 抗拉设计强度 fsd 195MPa 标准强度 fsk 235MPa 弹性模量 E 2 1 105MPa HRB335 钢筋 抗拉设计强度 fsd 280MPa 标准强度 fsk 335MPa 弹性模量 E 2 0 105MPa 三 预应力钢材三 预应力钢材 钢绞线采用 PC 高强度低松弛 级松弛 七股型钢绞线 其应符合图纸要求及 GB T 5224 2003 预应力混凝土用钢绞线 1 7 相关要求 钢绞线主要技术要求应符合如下规定 钢铰线公称直径 15 2mm 截面面积 139 0mm2 抗拉强度标准值 fpk 1860MPa 弹性模量 E 1 95 105MPa 松弛率 0 03 8 8 预应力钢束与管道的摩阻系数 u 0 17 预应力管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 k 0 0015 塑料波纹管 一端锚具变形及钢束回缩值小于等于 6 0mm 四 预应力锚具及管道四 预应力锚具及管道 预应力锚具必须经过正式鉴定和重大桥梁工程的检验 锚具的结构型式及规格应 符合本设计文件及 预应力筋用锚具 夹具和连接器 GB T14370 2000 预应力筋 用锚具 夹具和连接器应用技术规程 JGJ85 2002 J219 2002 的相关要求 全桥预应力管道均采用塑料波纹管 管道灌浆方式为真空辅助灌注法 必须保证 灌浆饱满密实 塑料波纹管需满足行业标准 预应力混凝土桥梁用塑料波纹管 JT T 529 2004 要求 第第三节三节 主要结构设计主要结构设计 1 主梁结构 桥梁横断面由 2 片边梁和 12 片中梁共计 14 片 T 梁组成承重结构 梁高 2 0m 中 梁宽 1 7m 边梁宽 1 8m T 梁翼缘板边缘厚 16cm 在与腹板相接根部厚 25cm 腹板 厚度 20cm 底部逐渐变宽为马蹄形 马蹄宽为 50cm 为增加桥梁的整体稳定性 每 片 T 梁分别设 5 道横隔板与相邻 T 梁横向连接 翼缘之间采用 60cm 宽湿接缝填实连接 为整体 以使各片梁共同受力 为增强支点处抗剪能力及满足安放支座的构造要求 在 T 梁距支承线 4 6m 处 3 6m 范围内腹板渐变加宽至 50cm T 梁按全预应力构件设计 设纵向通长预应力钢束 钢束布置有竖弯形式 所有弯曲均采用圆弧曲线 2 下部结构 桥墩采用柱式墩接盖梁形式 墩身为 1 5m 圆形截面 基础为直径 1 8m 圆形钻孔 灌注桩 桩基础应嵌入完整中风化基岩面 5 4m 盖梁长 31 56m 宽 1 8m 高 1 6m 桥台均采用重力式 U 型桥台接直径为 1 5m 桩基础 桩基础采用人工挖孔桩 桩基础应 嵌入完整中风化基岩面 4 5 U 型桥台台身采用 C25 片石混凝土砌筑 台帽采用 C30 钢筋混凝土 台后设置 50cm 厚级配碎石反滤层 并设置封水层及排水盲沟 3 桥面系构成 桥面铺装最下层为 8cm C40 防水钢筋混凝土铺装 其上敷设水泥基渗透结晶型防 水层 桥面磨耗层采用 4cm 改性沥青混凝土 AC 16 中面层 4cm 沥青玛蹄脂 SMA 13 面层 9 9 在桥面上设泄水孔通过 PVC 管沿桥台将桥面 含人行道内 的积水有组织地排到 桥下 避免桥面积水及雨水散乱排 注意根据电照 排水设计埋设管道和照明 排水 交通标志等设备的预埋件 拟从人行道板下通过的管线应尽量在盖人行道板前安装就位或预留管道 手工井 避免反复撬动人行道板 损伤人行道板及人行道铺装 4 其它 1 桥面防水 在结构层与沥青混凝土间涂刷水泥基渗透结晶型防水材料作为桥面防水层 其用 量应 1kg m2 防水材料应具有涂层一次抗渗压力 0 8MPa 二次抗渗压力 0 6MPa 28d 抗压强度 18MPa 粘结力 1 0MPa 同时具有耐高温 耐碱性性能 以满足沥青混凝土摊铺要求 防水材料各项指标必须满足中华人民共和国建材行业标 准 道桥用防水涂料 JC T975 2005 的要求 桥面防水施工工艺必须与相应防水材料要 求相匹配 2 支座 支座均采用板式橡胶支座 各支座安装必须水平 安装技术详见支座生产商的安 装说明 所使用支座需满足行业标准 公路桥梁板式橡胶支座 JT T663 2006 3 伸缩缝 在桥主梁与桥台衔接处各设一道 80 型伸缩缝 伸缩缝详细资料由生产产家提供 T 梁中间二道接缝采用桥面连续做法 4 涂装材料 建议混凝土外露面采用丙烯酸类硅酸盐聚合物 AC100 保护涂料 颜色采用混凝土 本色浅灰色或根据景观要求确定 5 人行道栏杆 本设计图纸中栏杆为参考样式 由于桥面栏杆类型应与桥梁景观要求匹配 因此 宜对栏杆生产厂家做充分调查 并征求业主意见后商定栏杆类型 第第四节四节 主梁结构主梁结构验算验算 一 计算模型与恒载取值一 计算模型与恒载取值 桥跨结构采用 Midas Civil Trial Version 7 4 1 版本进行计算 横向分布系数由桥梁 博士 3 0 计算 1010 桥梁横断面由 2 片边梁和 12 片中梁共计 14 片 T 梁组成承重结构 主梁横向布置如图 1 所示 图 1 跨中横断面布置图 二期恒载依据下面数据 最后取 31 3 kN m 16cm 桥面铺装 0 08 25 0 08 23 3 84 kN m2 人行道系重量 3 75 kN m2 栏杆重量 3 5 kN m 管道重量 5kN m T 梁计算模型如图 2 所示 图 2 T 梁计算模型 钢束线形如图 3 所示布置 钢束采用标准 GB T5224 2003 s15 2 毫米高强低松弛 钢绞线 其抗拉标准强度 fpk 1860 MPa 张拉控制应力 con 0 72fpk 1339 2 MPa 边 梁 N1 采用 s15 10 N2 N3 采用 s15 11 中梁 N1 N2 N3 均采用 s15 10 钢束 1111 图 3 T 梁刚束竖向线型 二 主梁二 主梁内力计算及验算内力计算及验算 一 横向分布系数计算 一 横向分布系数计算 横向分布系数按照刚接板梁法 相邻梁铰接 用桥梁博士 3 0 版本计算 横向分布计算系统输出 任务标识 001 计算方法 刚接板梁法 主梁跨径 30 000 m 材料剪切模量 弯曲模量 0 430 表表 1 横向分布系数计算参数表横向分布系数计算参数表 梁号梁宽弯惯矩扭惯矩左板宽左惯矩右板宽右惯矩连接 11 70 3911 3650 610 61刚接 21 70 3911 3650 610 61铰接 31 70 3911 3650 610 61铰接 41 70 3911 3650 610 61铰接 51 70 3911 3650 610 61铰接 61 70 3911 3650 610 61铰接 71 70 3911 3650 610 61铰接 81 70 3911 3650 610 61铰接 91 70 3911 3650 610 61铰接 101 70 3911 3650 610 61铰接 111 70 3911 3650 610 61铰接 121 70 3911 3650 610 61铰接 131 70 3911 3650 610 61铰接 141 70 3911 3650 610 61铰接 1212 桥面描述 人行道 分隔带 车行道 中央分隔带 车行道 分隔带 人行道 4 0000 00012 000 0 000 0 000 12 000 0 0004 000 左车道数 12 右车道数 12 自动计入车道折减 表表 2 横向分布系数计算结果表横向分布系数计算结果表 梁号汽车挂车人群满人特载车列 10 2270 0990 6862 12100 20 2320 1010 6392 10400 30 2390 1030 5872 09900 40 2430 10 5432 10300 50 2520 0940 512 11500 60 2290 0910 4882 13600 70 2380 0890 4772 16600 80 2670 0890 4762 20700 90 2530 0910 4842 25800 100 2580 0940 5032 3200 110 2930 10 5332 39600 120 3040 1090 5742 48700 130 3140 1230 6272 59500 140 330 1450 8212 8800 二 选择控制截面 二 选择控制截面 计算过程中选择控制截面来概略表示所进行的计算内容和过程 先选定各控制截 面并用表格表示其对应的单元号 表表 3 控制截面控制截面 控制截面左支点L 4L 23L 4右支座 单元编号18152330 截面在单元中的位置i 端右侧中点j 端中点j 端左侧 三 计算结果 三 计算结果 1 号梁 号梁 根据各片梁受力情况仅给出 1 号梁的分析计算结果 1 各截面在承载力基本组合作用下最大内力 1313 表表 4 各截面在承载力基本组合作用下的最大内力各截面在承载力基本组合作用下的最大内力 截面位置剪力值 kN 弯矩值 kN m 左支座 959 80 0 1 4 截面 476 16067 0 1 2 截面78 67741 8 3 4 截面572 76067 0 右支座1068 90 0 图 4 1 号梁承载能力基本组合弯矩图 kN m 图 5 1 号梁承载能力基本组合剪力图 kN 1414 图 6 1 号梁承载能力基本组合梁截面最大组合应力图 kPa 2 各截面在短期组合作用下最大内力 表表 5 各截面在短期组合作用下的最大内力各截面在短期组合作用下的最大内力 截面位置剪力值 kN 弯矩值 kN m 左支座 13 2 1035 5 1 4 截面 166 8 1112 1 1 2 截面 15 85 416 8 3 4 截面133 5 1111 9 右支座 45 6 1035 6 图 7 1 号梁正常使用短期组合弯矩图 kN m 1515 图 8 号梁正常使用短期组合剪力图 kN 图 9 1 号梁正常使用短期组合梁截面最大组合应力图 kPa 3 各截面在长期组合作用下最大内力 表表 6 各截面在长期组合作用下的最大内力各截面在长期组合作用下的最大内力 截面位置剪力值 kN 弯矩值 kN m 左支座15 36 1035 5 1 4 截面 155 4 1112 1 1 2 截面 9 05 416 9 3 4 截面136 4 1111 9 右支座 48 2 1035 6 1616 图 10 1 号梁正常使用长期组合弯矩图 kN m 图 11 1 号梁正常使用长期组合剪力图 kN 图 12 1 号梁正常使用长期组合梁截面最大组合应力图 kpa 1717 四 主梁截面验算 四 主梁截面验算 1 荷载组合 主梁按全预应力混凝土结构进行截面验算 荷载组合如表七所示 表表 7 计算荷载组合表计算荷载组合表 1818 2 施工阶段法向压应力验算 表表 8 施工阶段法向压应力验算表施工阶段法向压应力验算表 单元位置最大 最小阶段验算 Sig T kN m2 Sig B kN m2 Sig TL kN m2 Sig BL kN m2 Sig TR kN m2 Sig BR kN m2 Sig MAX kN m2 Sig ALW kN m2 1I 1 最大CS1OK2966 5 6873 7 2966 5 6873 7 2966 5 6873 7 6873 7 18144 1I 1 最小CS1OK2966 5 6873 7 2966 5 6873 7 2966 5 6873 7 2966 5 1484 2I 2 最大CS1OK3216 5 7461 3 3216 5 7461 3 3216 5 7461 3 7461 3 18144 2I 2 最小CS1OK3216 5 7461 3 3216 5 7461 3 3216 5 7461 3 3216 5 1484 8I 8 最大CS1OK5423 1 10431 3 5217 7 10371 1 5629 2 10492 1 10492 1 18144 8I 8 最小CS1OK5423 1 10431 3 5217 7 10371 1 5629 2 10492 1 5217 7 1484 15I 15 最大CS1OK6508 8 8489 7 6508 9 8489 7 6508 8 8489 7 8489 7 18144 15I 15 最小CS1OK6508 8 8489 7 6508 9 8489 7 6508 8 8489 7 6508 8 1484 23I 23 最大CS1OK5617 7 10308 3 5552 1 10289 1 5683 6 10327 8 10327 8 18144 23I 23 最小CS1OK5617 7 10308 3 5552 1 10289 1 5683 6 10327 8 5552 1 1484 29I 29 最大CS1OK3467 0 8298 4 3467 0 8298 4 3467 0 8298 4 8298 4 18144 29I 29 最小CS1OK3467 0 8298 4 3467 0 8298 4 3467 0 8298 4 3467 0 1484 30I 30 最大CS1OK3216 3 7464 1 3216 3 7464 1 3216 3 7464 1 7464 1 18144 30I 30 最小CS1OK3216 3 7464 1 3216 3 7464 1 3216 3 7464 1 3216 3 1484 1919 计算说明 1 进行施工阶段正截面法向应力验算时 由预加力和荷载产生的法向应力可分 别按照 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 第 6 1 5 条和第 7 1 3 条进行计算 此时 预应力钢筋应扣除相应阶段的预应力损失 荷载 采用施工荷载 截面性质按本规范第 6 1 4 条的规定采用 对计算结果的叠加要满足规 范第 7 2 8 条的规定 2 最大 最小分别代表施工阶段在相应截面产生的正截面混凝土法向压应力和 正截面混凝土法向拉应力 3 设计结果表格中最大 最小分别表示的是混凝土最大压应力 混凝土最大拉应 力 同时相应的 Sig ALW 指的是施工阶段混凝土容许压应力 容许拉应力 4 设计结果表格中应力压为正 拉为负 5 阶段表示的是该最大最小值所属施工阶段名称 6 抗压容许应力取用 0 7f tk 在计算抗压容许应力时取用的施工阶段混凝土的 抗压强度标准值按 f ck 0 8fck计 按照规范要求施工阶段混凝土的抗压强度标准值应该 取施工时实测的立方体抗压强度换算抗压强度标准值 7 抗拉容许应力取用 1 15f tk 施工阶段混凝土的抗压强度标准值按 f tk 0 8ftk 计 2020 3 使用阶段正截面抗裂验算 表表 9 使用阶段正截面抗裂验算表使用阶段正截面抗裂验算表 单元位置 组合 名称 短 长类型验算 Sig T kN m2 Sig B kN m2 Sig TL kN m2 Sig BL kN m2 Sig TR kN m2 Sig BR kN m2 Sig MAX kN m2 Sig ALW kN m2 1I 1 cLCB6短期FX MAXOK2522 43 5843 62 2522 43 5843 62 2522 43 5843 62 2522 43 0 2I 2 cLCB6短期FY MAXOK2931 66 6066 54 2931 66 6066 54 2931 66 6066 54 2931 66 0 7I 7 cLCB6短期MX MINOK5378 67 7595 24 5401 31 7601 88 5355 99 7588 55 5355 99 0 8I 8 cLCB6短期MX MINOK5755 96 7142 16 5581 79 7091 13 5930 70 7193 75 5581 79 0 9I 9 cLCB8短期MY MAXOK6761 40 5783 60 6658 67 5753 52 6864 50 5814 05 5753 52 0 14I 14 cLCB8短期MY MAXOK8077 26 3514 32 8077 26 3514 32 8077 25 3514 32 3514 32 0 15I 15 cLCB8短期MY MAXOK8041 84 3483 14 8041 87 3483 15 8041 82 3483 13 3483 13 0 16I 16 cLCB8短期MY MAXOK8127 93 3165 57 8127 93 3165 57 8127 94 3165 57 3165 57 0 22I 22 cLCB8短期MY MAXOK7190 10 5161 48 7118 65 5140 53 7261 72 5182 61 5140 53 0 23I 23 cLCB8短期MX MINOK6760 96 5782 73 6705 45 5766 47 6816 67 5799 18 5766 47 0 24I 24 cLCB6短期MX MAXOK5755 67 7142 13 5761 43 7143 82 5749 88 7140 42 5749 88 0 25I 25 cLCB6短期MX MAXOK5378 28 7595 55 5359 40 7590 01 5397 19 7601 12 5359 40 0 29I 29 cLCB6短期FY MAXOK3334 39 6501 35 3334 39 6501 35 3334 39 6501 35 3334 39 0 30I 30 cLCB6短期FY MAXOK2931 46 6068 85 2931 46 6068 85 2931 46 6068 85 2931 46 0 2121 计算说明 1 按照 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 中公式 6 3 2 1 和 6 3 2 2 计算边缘混凝土的法向拉应力 6 3 2 1 0 s st W M 6 3 2 2 0 l lt W M 式中 Mst 按作用 荷载 短期作用效应组合计算的弯矩值 Ml 按荷载长期效应组合计算的弯矩值 在组合的活载玩具中 仅考虑 汽车 人群等直接作用于构件的荷载产生的弯矩值 2 计算结果的判定标准对于全预应力混凝土受弯构件要满足 公路钢筋混凝土 及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 中公式 6 3 1 1 的要求 6 3 1 1 00 85 pcst 式中 在作用 荷载 短期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉 st 应力 按式 6 3 2 1 计算 扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土 pc 预压应力 按本规范第 6 1 5 条规定计算 3 表格中 组合名称 项表示正截面抗裂验算时采用的荷载组合 4 表格中 类型 项表示所属荷载组合中 包含移动荷载 显示的内力项最大时 会产生所需的最大最小值 2222 4 使用阶段斜截面抗裂验算 表表 10 使用阶段斜截面抗裂验算表使用阶段斜截面抗裂验算表 单 元 位置 组合 名称 类型验算 Sig P1 kN m2 Sig P2 kN m2 Sig P3 kN m2 Sig P4 kN m2 Sig P5 kN m2 Sig P6 kN m2 Sig P7 kN m2 Sig P8 kN m2 Sig P9 kN m 2 Sig P10 kN m2 Sig M AX kN m2 Sig A P kN m 2 1I 1 cLCB8FX MINOK0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 7 0 9 0 9 0 2 0 2 0 9 1590 2I 2 cLCB8FX MAXOK0 0 0 0 0 0 0 0 4 9 4 9 4 7 4 7 0 9 0 9 4 9 1590 7I 7 cLCB8FZ MINOK 0 2 0 2 0 1 0 1 45 7 58 6 63 0 76 7 25 6 33 76 7 1590 8I 8 cLCB8FZ MINOK 131 0 122 7 81 1 82 1 262 4 29 8 271 14 2 184 5 26 271 4 1590 9I 9 cLCB8FZ MINOK 84 0 80 9 55 8 56 3 158 4 25 2 164 14 3 115 8 22 164 3 1590 14I 14 cLCB8FZ MAXOK0 0 0 0 0 0 0 0 2 6 2 6 4 2 4 2 2 2 2 2 4 2 1590 15I 15 cLCB8FZ MINOK0 0 0 0 0 0 0 0 5 2 5 2 8 2 8 2 4 2 4 2 8 2 1590 16I 16 cLCB8FZ MAXOK0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 7 1 2 1 2 0 6 0 6 1 2 1590 22I 22 cLCB8FZ MAXOK 16 0 15 6 11 9 12 0 4 4 96 2 12 4 119 0 2 0 71 119 0 1590 23I 23 cLCB8FZ MAXOK 2 6 2 5 1 7 1 7 5 3 29 0 9 7 36 3 2 9 19 36 3 1590 29I 29 cLCB8FX MAXOK0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 2 1 3 1 3 0 1 0 1 1 3 1590 30I 30 cLCB8FX MAXOK0 0 0 0 0 0 0 0 4 7 4 7 4 6 4 6 0 8 0 8 4 7 1590 2323 计算说明 1 按照 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 中公式 6 3 3 1 6 3 3 4 计算混凝土主拉应力 并要满足本规范 6 3 1 第 2 条 的规定 2 Sig P1 Sig P10 指的是位置 1 10 的主拉应力值 Sig MAX 指的是所有输出 主拉应力位置处主拉应力最大值 设计结果表格中应力压为正 拉为负 5 受拉区钢筋的法向拉应力验算 表表 10 受拉区钢筋的法向拉应力验算表受拉区钢筋的法向拉应力验算表 钢束验算 Sig DL kN m2 Sig LL kN m2 Sig ADL kN m2 Sig ALL kN m2 钢束二OK1104906 4871172267 72313950001209000 钢束三OK1048692 261157525 04113950001209000 钢束一OK1104041 2211192377 86113950001209000 计算说明 1 锚固阶段和正常使用阶段预应力钢筋应力计算 结果满足 公路钢筋混凝土 及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 第 6 1 3 条和第 7 1 5 第 2 条 的规定 其中 p 为按照规范第 7 1 3 条和第 7 1 4 条计算预应力混凝土受弯构件由使用 阶段作用标准值产生的预应力钢筋的应力增量 2 设计结果表格中 Sig DL 指的是施工阶段扣除短期预应力损失后的预应力钢 筋锚固端的有效预应力 Sig LL 指的是扣除全部预应力损失并考虑使用阶段作用标准 值引起的钢束应力变化后的预应力钢筋的拉应力 由于本桥主梁为全预应力结构 故 不需考虑开裂截面的影响 Sig ADL 指的是施工阶段预应力钢筋锚固端张拉控制应力 容许值 Sig ALL 指的是使用阶段预应力钢筋拉应力容许值 按本规范 7 1 5 第 2 条 取用 3 设计结果表格中应力拉为正 压为负 6 预应力钢筋量估算 表表 12 预应力钢筋量估算表预应力钢筋量估算表 单元位置顶 底 Mg1 kN m Msum kN m Mj kN m ey m Ny kN Ay m2 1I 1 底000 0 403300 1I 1 顶0000 270200 2424 2I 2 底769 1144835 89511016 4302 0 54291170 75150 0009 续上表 2I 2 顶769 1144769 1144769 11440 13084394 45870 0035 8I 8 底4196 00294566 75075554 25