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文档简介
佛山市城市轨道交通三号线工程镇安站桂城站空心板桥梁施工图设计计算书中铁隧道勘测设计院有限公司 二零一七年二月计算书说明本次计算包括上部结构和下部结构两部分。上部结构包括中板及边板计算,全桥计算采用空间软件MIDAS/ Civil2015进行结构分析,梁体按A类预应力构件进行计算。本次计算主要包含如下内容:1、13m空心板中板计算;2、13m空心板边板计算;3、20m空心板中板计算;4、20m空心板边板计算;5、桥墩(台)盖梁验算;6、桩基验算;计 算: 校 核: 中铁隧道勘测设计院有限公司 二零一七年二月目 录第一章 概 述11.1 任务依据11.2 桥梁概况1第二章 13米空心板中板结构验算32.1 主要材料32.2 计算模型42.3 计算荷载和主要参数42.4 施工阶段62.5 主梁计算结果及结论62.5.1.施工阶段法向压应力验算62.5.2受拉区钢筋的拉应力验算72.5.3 使用阶段正截面抗裂验算82.5.4使用阶段斜截面抗裂验算92.5.5 使用阶段正截面压应力验算102.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算102.5.7 使用阶段正截面抗弯验算112.5.8使用阶段斜截面抗剪验算11第三章 13米空心板边板结构验算133.1 主要材料133.2 计算模型143.3 计算荷载和主要参数143.4 施工阶段163.5 主梁计算结果及结论163.5.1.施工阶段法向压应力验算163.5.2受拉区钢筋的拉应力验算173.5.3 使用阶段正截面抗裂验算183.5.4使用阶段斜截面抗裂验算193.5.5 使用阶段正截面压应力验算203.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算203.5.7 使用阶段正截面抗弯验算213.5.8使用阶段斜截面抗剪验算21第四章 20米空心板中板结构验算224.1 主要材料224.2 计算模型234.3 计算荷载和主要参数244.4 施工阶段254.5 主梁计算结果及结论254.5.1.施工阶段法向压应力验算254.5.2受拉区钢筋的拉应力验算274.5.3 使用阶段正截面抗裂验算274.5.4使用阶段斜截面抗裂验算294.5.5 使用阶段正截面压应力验算304.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算304.5.7 使用阶段正截面抗弯验算314.5.8使用阶段斜截面抗剪验算31第五章 20米空心板边板结构验算335.1 主要材料335.2 计算模型345.3 计算荷载和主要参数345.4 施工阶段365.5 主梁计算结果及结论365.5.1.施工阶段法向压应力验算365.5.2受拉区钢筋的拉应力验算375.5.3 使用阶段正截面抗裂验算385.5.4使用阶段斜截面抗裂验算395.5.5 使用阶段正截面压应力验算405.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算405.5.7 使用阶段正截面抗弯验算415.5.8使用阶段斜截面抗剪验算41第六章 下部计算436.1下部结构构造436.2 工程地质446.3 计算模型466.3.1 计算内容466.3.2 材料参数466.3.3 计算荷载476.4 盖梁计算486.4.1 盖梁弯矩486.4.2 盖梁钢筋应力计算506.4.3 盖梁裂缝计算526.4.4 盖梁正截面抗弯强度计算536.4.5 盖梁斜截面抗剪强度计算536.5 桩基计算546.5.1 桩基基本信息546.5.2 桩身截面强度计算546.5.3 单桩承载力计算55精选第一章 概 述1.1 任务依据受业主委托,中铁隧道勘测设计院有限公司承担了佛山市城市轨道交通三号线工程镇安站桂城站区间在线路右侧YDK51+700附近下穿华阳路道路桥梁工程(第一标段)桥1的设计工作。1.2 桥梁概况本桥梁设计采用拆除原桥并原位新建的方案。本项目按照三级道路标准建设,设计速度30km/h;采用沥青混凝土桥面,桥面宽度11米。该道路的建设将改善原有道路路网条件,有利于加快推进新型城镇化进程,提升交通旅游环境。1.3 技术标准(1)桥梁设计基准期:100年;(2)结构重要性系数:1.1;(3)环境类别:I类;(4)设计荷载:车辆荷载:城市-A级; (5)桥梁标准横断面:0.5m(护栏)+5.5m(行车道)+5.5m(人行道)+0.5m(护栏)=11.0m。(6)桥梁横坡:行车道单向1.5%横坡;人行道单向1.0%横坡;(7)通航等级:桥下无通航要求;1.4设计规范(1)城市桥梁设计规范(CJJ 11-2011);(2)城市桥梁抗震设计规范(CJJ 166-2011);(3)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015);(4)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004);(5)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007);(6)城市桥梁抗震设计规范(CJJ 166-2011);(7)混凝土结构设计规范(GB 50010-2010);(8)混凝土结构耐久性设计规范(GB/T 504762008);58第二章 13米空心板中板结构验算2.1 主要材料(1)混凝土弹性模量3.45104MPa;容重26.0kN/m3;标准抗压强度32.4MPa;标准抗拉强度2.65MPa;线膨胀系数0.00001。(2)预应力钢材采用符合预应力用钢铰线GB/T 52232014标准的S15.2mm高强度低松弛钢绞线。标准强度1860MPa;钢绞线弹性模量1.95105MPa;张拉控制应力: 0.751395MPa;钢绞线松弛率0.3;摩阻系数0.25;管道偏差系数0.0015;钢筋回缩和锚具变形为:0.006m(一端)0.006m;钢绞线公称面积140mm2/根。(3)普通钢筋及钢材普通钢筋采用符合钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋(GB 1499.1-2008)和钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)规定的HPB300和HRB400钢筋。2.2 计算模型图2.2-1 13m空心板中板中板截面示意图图2.2-2 13m空心板中板结构离散图本桥计算采用空间软件MIDAS Civil2015进行结构分析,计算时按平面杆系进行计算。13m空心板中板共划分为24个节点,23个单元。中板截面如图2.2-1所示,计算图式结构离散图2.2-2所示。2.3 计算荷载和主要参数(1)恒载结构自重:混凝土容重按26kN/m。(1)活载1)汽车荷载:城市-A级,横向部分系数按最不利考虑,取0.37。根据计算,自振频率为8.16Hz,软件将根据自振频率自动计算冲击系数。2)温度影响桥梁整体升温25,桥梁整体降温-25。温度梯度:桥面梯度温差 T125C,T26.7C,A300mm。竖向反温差为正温差乘以-0.5。按JTG B01-2014道路工程技术标准城市-A级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5KN/m。集中荷载标准值PK按下列规定选取:桥涵计算跨径小于或等于5m时,PK=270KN;桥涵计算跨径大于或等于50m时,PK=360KN;桥涵计算跨径大于5m,小于50m时,PK值采用直线内插求得。车道荷载加载情况如图2.3-1图2.3-1 车道荷载加载示意图(2)二期恒载二期恒载包括以下内容:桥面系:1) C50防水砼铺装:总厚20cm,容重=26 KN/m;2) 人行道板及铺装:共计16.8kN/m;(3)收缩徐变及其他按照规范计收缩徐变,环境湿度取70%;计预应力二次效应。2.4 施工阶段阶段1:预制粱板并吊装完毕。阶段2:上调平层、桥面铺装等二期恒载。阶段3: 营运阶段,考虑收缩徐变。2.5 主梁计算结果及结论软件对桥梁荷载进行组合并进行桥梁上部结构PSC设计。2.5.1.施工阶段法向压应力验算图2.5.1-1图2.5.1-4给出了13m空心板中板施工阶段主梁上缘、下缘的最大、最小应力包络图。图2.5.1-1 13m空心板中板施工阶段主梁上缘最大应力包络图图2.5.1-2 13m空心板中板施工阶段主梁下缘最大应力包络图图2.5.1-3 13m空心板中板施工阶段主梁上缘最小应力包络图图2.5.1-4 13m空心板中板施工阶段主梁下缘最小应力包络图验算表明,13m空心板中板施工阶段未出现最大拉应力,最大压应力为10.33MPa,均满足规范要求。2.5.2受拉区钢筋的拉应力验算表2.5.2-1 受拉区钢筋的拉应力验算结果钢束验算Sig_DL(kN/m2)Sig_LL(kN/m2)Sig_ADL(kN/m2)Sig_ALL(kN/m2)N1OK1173000.141072440.9213950001209000N1-复制OK1173000.141072440.9213950001209000N2OK1146700.4141064584.87313950001209000N2-复制OK1146700.4141064584.87313950001209000表2.5.2-1给出了受拉区钢筋的拉应力验算结果,验算表明,跨径13m空心板中板所有预应力钢束使用阶段应力均小于规范规定的1209MPa,钢束最大应力为1173.00MPa。2.5.3 使用阶段正截面抗裂验算图2.5.3-1图2.5.3-4给出了13m空心板中板上缘、下缘正常使用短期、长期效应组合的应力包络图。图2.5.3-1 13m空心板中板上缘正常使用短期效应组合包络图图2.5.3-2 13m空心板中板下缘正常使用短期效应组合包络图图2.5.3-3 13m空心板中板上缘正常使用长期效应组合包络图图2.5.3-4 13m空心板中板下缘正常使用长期效应组合包络图验算表明,13m空心板中板使用阶段正截面抗裂验算短期效应组合最大拉应力为1.20MPa,长期效应组合均未出现拉应力,均满足规范要求。2.5.4使用阶段斜截面抗裂验算图2.5.4-1 13m空心板中板斜截面抗裂主拉应力包络图验算表明,13m空心板中板使用阶段斜截面最大主拉应力为1.41MPa,满足部分预应力A类构件的要求。2.5.5 使用阶段正截面压应力验算图2.5.5-1 13m空心板中板正截面压应力包络图验算表明,13m空心板中板使用阶段正截面最大压应力为12.62MPa,满足规范要求。2.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算图2.5.6-1 13m空心板中板斜截面主压应力包络图验算表明,13m空心板中板使用阶段斜截面最大主压应力为12.62MPa,满足规范要求。2.5.7 使用阶段正截面抗弯验算图2.5.7-1 13m空心板中板承载能力抗弯验算最大弯矩包络图图2.5.7-2 13m空心板中板承载能力抗弯验算最小弯矩包络图验算表明,13m空心板中板承载能力抗弯验算满足规范要求。2.5.8使用阶段斜截面抗剪验算图2.5.8-1 13m空心板中板承载能力抗剪验算最大剪力包络图图2.5.8-2 13m空心板中板承载能力抗剪验算最小剪力包络图验算表明,13m空心板中板使用阶段斜截面抗剪验算满足规范要求。第三章 13米空心板边板结构验算3.1 主要材料(1)混凝土弹性模量3.45104MPa;容重26.0kN/m3;标准抗压强度32.4MPa;标准抗拉强度2.65MPa;线膨胀系数0.00001。(2)预应力钢材采用符合预应力用钢铰线GB/T 52232014标准的S15.2mm高强度低松弛钢绞线。标准强度1860MPa;钢绞线弹性模量1.95105MPa;张拉控制应力: 0.751395MPa;钢绞线松弛率0.3;摩阻系数0.25;管道偏差系数0.0015;钢筋回缩和锚具变形为:0.006m(一端)0.006m;钢绞线公称面积140mm2/根。(3)普通钢筋及钢材普通钢筋采用符合钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋(GB 1499.1-2008)和钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)规定的HPB300和HRB400钢筋。3.2 计算模型图3.2-1 13m空心板边板截面示意图图3.2-2 20m空心板边板结构离散图本桥计算采用空间软件MIDAS Civil2015进行结构分析,计算时按平面杆系进行计算。13m空心板边板共划分为24个节点,23个单元。边板截面如图3.2-1所示,计算图式结构离散图3.2-2所示。3.3 计算荷载和主要参数(1)恒载结构自重:混凝土容重按26kN/m;(1)活载1)汽车荷载:城市-A级,横向部分系数按最不利考虑,取0.38。根据计算,自振频率为8.09Hz,软件将根据自振频率自动计算冲击系数。2)温度影响桥梁整体升温25,桥梁整体降温-25。温度梯度:桥面梯度温差 T125C,T26.7C,A300mm。竖向反温差为正温差乘以-0.5。按JTG B01-2014道路工程技术标准道路-级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5KN/m。集中荷载标准值PK按下列规定选取:桥涵计算跨径小于或等于5m时,PK=270KN;桥涵计算跨径大于或等于50m时,PK=360KN;桥涵计算跨径大于5m,小于50m时,PK值采用直线内插求得。车道荷载加载情况如图2.3-1图3.3-1 车道荷载加载示意图(2)二期恒载二期恒载包括以下内容:桥面系:1) C50防水砼铺装:总厚20cm,容重=26 KN/m,2) 人行道、铺装、护栏共计23.9kN/m;(3)收缩徐变及其他按照规范计收缩徐变,环境湿度取70%;计预应力二次效应。3.4 施工阶段阶段1:预制粱板并吊装完毕。阶段2:上调平层、桥面铺装等二期恒载。阶段3: 营运阶段,考虑收缩徐变。3.5 主梁计算结果及结论软件对桥梁荷载进行组合并进行桥梁上部结构PSC设计。3.5.1.施工阶段法向压应力验算图3.5.1-1图3.5.1-4给出了13m空心板边板施工阶段主梁上缘、下缘的最大、最小应力包络图。图3.5.1-1 13m空心板边板施工阶段主梁上缘最大应力包络图图3.5.1-2 13m空心板边板施工阶段主梁下缘最大应力包络图图3.5.1-3 13m空心板边板施工阶段主梁上缘最小应力包络图 图3.5.1-4 13m空心板边板施工阶段主梁下缘最小应力包络图 验算表明,13m空心板边板施工阶段未出现最大拉应力,最大压应力为9.99MPa,均满足规范要求。3.5.2受拉区钢筋的拉应力验算表3.5.2-1 受拉区钢筋的拉应力验算结果钢束验算Sig_DL(kN/m2)Sig_LL(kN/m2)Sig_ADL(kN/m2)Sig_ALL(kN/m2)N1OK1173000.141081157.24713950001209000N1-复制OK1173000.141081157.24713950001209000N2OK1146704.9031075649.07413950001209000N2-复制OK1146704.9031075649.07413950001209000表3.5.2-1给出了受拉区钢筋的拉应力验算结果,验算表明,跨径13m空心板边板所有预应力钢束使用阶段应力均小于规范规定的1209MPa,预应力钢束使用阶段钢束最大应力为1173.00MPa。3.5.3 使用阶段正截面抗裂验算图3.5.3-1图3.5.3-4给出了13m空心板边板上缘、下缘正常使用短期、长期效应组合的应力包络图。 图3.5.3-1 13m空心板边板上缘正常使用短期效应组合包络图图3.5.3-2 13m空心板边板下缘正常使用短期效应组合包络图图3.5.3-3 13m空心板边板上缘正常使用长期效应组合包络图图3.5.3-4 13m空心板边板下缘正常使用长期效应组合包络图验算表明,13m空心板边板使用阶段正截面抗裂验算短期效应组合最大拉应力为1.37MPa,长期效应组合均未出现拉应力,均满足规范要求。3.5.4使用阶段斜截面抗裂验算图3.5.4-1 13m空心板边板斜截面抗裂主拉应力包络图验算表明,13m空心板边板使用阶段斜截面最大主拉应力为1.4MPa,满足部分预应力A类构件的要求。3.5.5 使用阶段正截面压应力验算图3.5.5-1 13m空心板边板正截面压应力包络图验算表明,13m空心板边板使用阶段正截面最大压应力为10.89MPa,满足规范要求。3.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算图3.5.6-1 13m空心板边板斜截面主压应力包络图验算表明,13m空心板边板使用阶段斜截面最大主压应力为10.89MPa,满足规范要求。3.5.7 使用阶段正截面抗弯验算图3.5.7-1 13m空心板边板承载能力抗弯验算最大弯矩包络图图3.5.7-2 13m空心板边板承载能力抗弯验算最小弯矩包络图验算表明,13m空心板边板承载能力抗弯验算满足规范要求。3.5.8使用阶段斜截面抗剪验算图3.5.8-1 13m空心板边板承载能力抗剪验算最大剪力包络图图3.5.8-2 13m空心板边板承载能力抗剪验算最小剪力包络图验算表明,13m空心板边板使用阶段斜截面抗剪验算满足规范要求。第四章 20米空心板中板结构验算4.1 主要材料(1)混凝土弹性模量3.45104MPa;容重26.0kN/m3;标准抗压强度32.4MPa;标准抗拉强度2.65MPa;线膨胀系数0.00001。(2)预应力钢材采用符合预应力用钢铰线GB/T 52232014标准的S15.2mm高强度低松弛钢绞线。标准强度1860MPa;钢绞线弹性模量1.95105MPa;张拉控制应力: 0.751395MPa;钢绞线松弛率0.3;摩阻系数0.25;管道偏差系数0.0015;钢筋回缩和锚具变形为:0.006m(一端)0.006m;钢绞线公称面积140mm2/根。(3)普通钢筋及钢材普通钢筋采用符合钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋(GB 1499.1-2008)和钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)规定的HPB300和HRB400钢筋。4.2 计算模型图4.2-1 20m空心板中板中板截面示意图图4.2-2 20m空心板中板结构离散图本桥计算采用空间软件MIDAS Civil2015进行结构分析,计算时按平面杆系进行计算。20m空心板中板共划分为24个节点,23个单元。中板截面如图4.2-1所示,计算图式结构离散图4.2-2所示。4.3 计算荷载和主要参数(1)恒载结构自重:混凝土容重按26kN/m。(1)活载1)汽车荷载:城市-A级,横向部分系数按最不利考虑,取0.37。根据计算,自振频率为3.51Hz,软件将根据自振频率自动计算冲击系数。2)温度影响桥梁整体升温25,桥梁整体降温-25。温度梯度:桥面梯度温差 T125C,T26.7C,A300mm。竖向反温差为正温差乘以-0.5。按JTG B01-2014道路工程技术标准城市-A级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5KN/m。集中荷载标准值PK按下列规定选取:桥涵计算跨径小于或等于5m时,PK=270KN;桥涵计算跨径大于或等于50m时,PK=360KN;桥涵计算跨径大于5m,小于50m时,PK值采用直线内插求得。车道荷载加载情况如图2.3-1图4.3-1 车道荷载加载示意图(2)二期恒载二期恒载包括以下内容:桥面系:1) C50防水砼铺装:总厚19cm,容重=26 KN/m;2) 人行道、铺装共计16.8kN/m;(3)收缩徐变及其他按照规范计收缩徐变,环境湿度取70%;计预应力二次效应。4.4 施工阶段阶段1:预制粱板并吊装完毕。阶段2:上调平层、桥面铺装等二期恒载。阶段3: 营运阶段,考虑收缩徐变。4.5 主梁计算结果及结论软件对桥梁荷载进行组合并进行桥梁上部结构PSC设计。4.5.1.施工阶段法向压应力验算图4.5.1-1图4.5.1-4给出了20m空心板中板施工阶段主梁上缘、下缘的最大、最小应力包络图。图4.5.1-1 20m空心板中板施工阶段主梁上缘最大应力包络图图4.5.1-2 20m空心板中板施工阶段主梁下缘最大应力包络图图4.5.1-3 20m空心板中板施工阶段主梁上缘最小应力包络图图4.5.1-4 20m空心板中板施工阶段主梁下缘最小应力包络图验算表明,20m空心板中板施工阶段未出现最大拉应力,最大压应力为11.00MPa,均满足规范要求。4.5.2受拉区钢筋的拉应力验算表4.5.2-1 受拉区钢筋的拉应力验算结果钢束验算Sig_DL(kN/m2)Sig_LL(kN/m2)Sig_ADL(kN/m2)Sig_ALL(kN/m2)N1OK1126191.9731164493.90613950001209000N1-复制OK1126191.9731164493.41313950001209000N2OK1151529.8271183948.51313950001209000N2-复制OK1151529.8271183948.0213950001209000表4.5.2-1给出了受拉区钢筋的拉应力验算结果,验算表明,跨径20m空心板中板所有预应力钢束使用阶段应力均小于规范规定的1209MPa,钢束最大应力为1151.53MPa。4.5.3 使用阶段正截面抗裂验算图4.5.3-1图4.5.3-4给出了20m空心板中板上缘、下缘正常使用短期、长期效应组合的应力包络图。图4.5.3-1 20m空心板中板上缘正常使用短期效应组合包络图图4.5.3-2 20m空心板中板下缘正常使用短期效应组合包络图图4.5.3-3 20m空心板中板上缘正常使用长期效应组合包络图图4.5.3-4 20m空心板中板下缘正常使用长期效应组合包络图验算表明,20m空心板中板使用阶段正截面抗裂验算短期效应组合最大拉应力为4.86MPa,长期效应组合均未出现拉应力,均满足规范要求。4.5.4使用阶段斜截面抗裂验算图4.5.4-1 20m空心板中板斜截面抗裂主拉应力包络图验算表明,20m空心板中板使用阶段斜截面最大主拉应力为0.82MPa,满足部分预应力A类构件的要求。4.5.5 使用阶段正截面压应力验算图4.5.5-1 20m空心板中板正截面压应力包络图验算表明,20m空心板中板使用阶段正截面最大压应力为13.83MPa,满足规范要求。4.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算图4.5.6-1 20m空心板中板斜截面主压应力包络图验算表明,20m空心板中板使用阶段斜截面最大主压应力为13.83MPa,满足规范要求。4.5.7 使用阶段正截面抗弯验算图4.5.7-1 20m空心板中板承载能力抗弯验算最大弯矩包络图图4.5.7-2 20m空心板中板承载能力抗弯验算最小弯矩包络图验算表明,20m空心板中板承载能力抗弯验算满足规范要求。4.5.8使用阶段斜截面抗剪验算图4.5.8-1 20m空心板中板承载能力抗剪验算最大剪力包络图图4.5.8-2 20m空心板中板承载能力抗剪验算最小剪力包络图验算表明,20m空心板中板使用阶段斜截面抗剪验算满足规范要求。第五章 20米空心板边板结构验算5.1 主要材料(1)混凝土弹性模量3.45104MPa;容重26.0kN/m3;标准抗压强度32.4MPa;标准抗拉强度2.65MPa;线膨胀系数0.00001。(2)预应力钢材采用符合预应力用钢铰线GB/T 52232014标准的S15.2mm高强度低松弛钢绞线。标准强度1860MPa;钢绞线弹性模量1.95105MPa;张拉控制应力: 0.751395MPa;钢绞线松弛率0.3;摩阻系数0.25;管道偏差系数0.0015;钢筋回缩和锚具变形为:0.006m(一端)0.006m;钢绞线公称面积140mm2/根。(3)普通钢筋及钢材普通钢筋采用符合钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋(GB 1499.1-2008)和钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)规定的HPB300和HRB400钢筋。5.2 计算模型图5.2-1 20m空心板边板截面示意图图5.2-2 20m空心板边板结构离散图本桥计算采用空间软件MIDAS Civil2015进行结构分析,计算时按平面杆系进行计算。20m空心板边板共划分为24个节点,23个单元。边板截面如图5.2-1所示,计算图式结构离散图5.2-2所示。5.3 计算荷载和主要参数(1)恒载结构自重:混凝土容重按26kN/m;(1)活载1)汽车荷载:城市-A级,横向部分系数按最不利考虑,取0.4。根据计算,自振频率为4.70Hz,软件将根据自振频率自动计算冲击系数。2)温度影响桥梁整体升温25,桥梁整体降温-25。温度梯度:桥面梯度温差 T125C,T26.7C,A300mm。竖向反温差为正温差乘以-0.5。按JTG B01-2014道路工程技术标准道路-级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5KN/m。集中荷载标准值PK按下列规定选取:桥涵计算跨径小于或等于5m时,PK=270KN;桥涵计算跨径大于或等于50m时,PK=360KN;桥涵计算跨径大于5m,小于50m时,PK值采用直线内插求得。车道荷载加载情况如图5.3-1图5.3-1 车道荷载加载示意图(2)二期恒载二期恒载包括以下内容:桥面系:1) C50防水砼铺装:总厚19cm,容重=26 KN/m,2) 铺装、护栏共计17.25kN/m;(3)收缩徐变及其他按照规范计收缩徐变,环境湿度取70%;计预应力二次效应。5.4 施工阶段阶段1:预制粱板并吊装完毕。阶段2:上调平层、桥面铺装等二期恒载。阶段3: 营运阶段,考虑收缩徐变。5.5 主梁计算结果及结论软件对桥梁荷载进行组合并进行桥梁上部结构PSC设计。5.5.1.施工阶段法向压应力验算图5.5.1-1图5.5.1-4给出了20m空心板边板施工阶段主梁上缘、下缘的最大、最小应力包络图。图5.5.1-1 20m空心板边板施工阶段主梁上缘最大应力包络图图5.5.1-2 20m空心板边板施工阶段主梁下缘最大应力包络图图5.5.1-3 20m空心板边板施工阶段主梁上缘最小应力包络图 图5.5.1-4 20m空心板边板施工阶段主梁下缘最小应力包络图 验算表明,20m空心板边板施工阶段未出现最大拉应力,最大压应力为12.52MPa,均满足规范要求。5.5.2受拉区钢筋的拉应力验算表5.5.2-1 受拉区钢筋的拉应力验算结果钢束验算Sig_DL(kN/m2)Sig_LL(kN/m2)Sig_ADL(kN/m2)Sig_ALL(kN/m2)N1OK1192187.8541149512.65913950001209000N1-复制OK1192187.8541149601.31413950001209000N2OK1218195.8661160886.24513950001209000N2-复制OK1218195.8661160974.913950001209000表5.5.2-1给出了受拉区钢筋的拉应力验算结果,验算表明,跨径20m空心板边板所有预应力钢束使用阶段钢束最大应力为1160.89MPa。 5.5.3 使用阶段正截面抗裂验算图5.5.3-1图5.5.3-4给出了20m空心板边板上缘、下缘正常使用短期、长期效应组合的应力包络图。 图5.5.3-1 20m空心板边板上缘正常使用短期效应组合包络图图5.5.3-2 20m空心板边板下缘正常使用短期效应组合包络图图5.5.3-3 20m空心板边板上缘正常使用长期效应组合包络图图5.5.3-4 20m空心板边板下缘正常使用长期效应组合包络图验算表明,20m空心板边板使用阶段正截面抗裂验算短期效应组合最大拉应力为5.1MPa,长期效应组合均未出现拉应力,均满足规范要求。5.5.4使用阶段斜截面抗裂验算图5.5.4-1 20m空心板边板斜截面抗裂主拉应力包络图验算表明,20m空心板边板使用阶段斜截面最大主拉应力为0.98MPa,满足部分预应力A类构件的要求。5.5.5 使用阶段正截面压应力验算图5.5.5-1 20m空心板边板正截面压应力包络图验算表明,20m空心板边板使用阶段正截面最大压应力为12.85MPa,满足规范要求。5.5.6 使用阶段斜截面主压应力验算图5.5.6-1 20m空心板边板斜截面主压应力包络图验算表明,20m空心板边板使用阶段斜截面最大主压应力为12.85MPa,满足规范要求。5.5.7 使用阶段正截面抗弯验算图5.5.7-1 20m空心板边板承载能力抗弯验算最大弯矩包络图图5.5.7-2 20m空心板边板承载能力抗弯验算最小弯矩包络图验算表明,20m空心板边板承载能力抗弯验算满足规范要求。5.5.8使用阶段斜截面抗剪验算图5.5.8-1 20m空心板边板承载能力抗剪验算最大剪力包络图图5.5.8-2 20m空心板边板承载能力抗剪验算最小剪力包络图验算表明,20m空心板边板使用阶段斜截面抗剪验算满足规范要求。第六章 下部计算6.1下部结构构造华阳路1#桥桥台采用轻型桥台,桩基础;桥墩采用带系梁的双柱式桩柱桥墩。每个桥墩(台)设置2根直径为1.2m的桩基,桩基均按端承桩设计。下部结构除桩基采用C30外,其余均用C40混凝土。0#桥台2#桥台1#桥墩下部结构一般构造图6.2 工程地质表4-1 岩土物理力学性质指标推荐值地层编号岩土名称土的承载力 特征值fak(kPa)桩的端阻力 特征值qpa(kPa)桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)1-2杂填土60202-2-1粉、细砂90223-2中砂150506全风化碎屑岩300807-2强风化泥质粉砂岩35080013016008-2中等风化泥质粉砂岩700钻孔柱状图6.3 计算模型利用有限元分析软件Midas/Civil对全桥进行离散化,全桥共分为507个节点,360个梁单元。离散模型如下所示:有限元模型6.3.1 计算内容计算内容主要包括桥台盖梁强度、裂缝计算,桩基承载力计算、桩基强度计算。6.3.2 材料参数桥台为C40混凝土:弹性模量 Ec=3.25x104MPa剪切模量 Gc=1.3x104MPa轴心抗压强度设计值 fcd=18.4MPa轴心抗拉强度设计值 ftd=1.65MPa容重取26.25kN/m3;桩基为C30混凝土:弹性模量 Ec=3x104MPa剪切模量 Gc=1.2x104MPa轴心抗压强度设计值 fcd=13.8MPa轴心抗拉强度设计值 ftd=1.39MPa容重取26.25kN/m3。钢筋均采用HRB400级,弹性模量Es= 2.0x105 MPa 抗拉、抗压强度设计值fsd= fsd=330 MPa。6.3.3 计算荷载(a)恒载结构自重和二期按实际重量加载,混凝土容重取26.25kN/m3,二期恒载换算成梁单元荷载加到结构上。(b)温度荷载结构体系升降温按照20考虑。(c)风荷载风荷载标准值按规范JTG/T D60-01中有关规定计算。(d)制动力 按规范JTG D602015第4.3.5条,一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值为车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算。20m跨汽车制动力为(10.520+240)10= 45 kN。13m跨汽车制动力为(10.513+212)10=34.85kN。(e)支座摩阻力支座摩阻力按式FN计算:式中:N-作用于活动支座的竖向反力;-支座的摩擦系数,取=0.05;6.4 盖梁计算6.4.1 盖梁弯矩1)基本组合下0#桥台盖梁弯矩图2#桥台盖梁弯矩图1#桥墩盖梁弯矩图2)短期组合下
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