21号异形板计算书-标准格式.doc

东南西环加固第21号异形板桥桥下加型钢方案计算书 结构计算书目 录一、计算内容.1二、计算方法：.1三、计算依据及参数取值：.1四、荷载取值与荷载组合：.21. 荷载取值22. 荷载组合2五、计算结果.31. 结构构造.32. 计算模型.33. 原结构计算结果44. 加固计算结果.5六、结论.7东南西环加固第5号异形板桥粘贴钢板方案计算书本计算为黄歧互通主线桥现浇异形板右幅桥。该桥截面形式为方孔空心板，孔数为10个，顶板厚0.12m，底板厚0.12m，中腹板厚0.12m，边腹板厚0.335m，截面高度1.0m，平面为梯形状，桥长14.2820.01m，横向板宽15.75m。桥面8cm混凝土铺装。结构为40号混凝土。该桥梁体存在有开裂的现象，腹板裂缝最大宽度为0.25mm，底板裂缝最大宽度均小于0.12mm。一. 计算内容 桥下加型钢加固法后结构抗弯及抗剪验算。 桥下加型钢加固法后结构挠度验算。二. 计算方法构件纵向计算均按空间结构理论，采用空间有限元程序MIDAS梁格法进行计算。该梁形状为梯形状，跨度为14.6519.65m，按梁单元进行空间有限元计算。 将计算对象的每个腹板作为空间梁单元作出构件离散图； 进行荷载组合，根据规范中所规定的各项容许指标，验算构件是否满足规范规定的各项要求。三. 计算依据及参数取值公路桥涵设计通用规范（JTJ 021-89）。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ 023-85）。公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）。公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86）。主要材料及设计参数根据设计文件及规范取值，见表-1。 主要材料及参数表-1材料项 目参 数备 注40号混凝土40号混凝土抗压设计强度23.0Mpa抗拉设计强度2.15Mpa抗压标准强度28MPa抗压标准强度2.6 Mpa弹性模量Ec30000Mpa考虑刚度折减混凝土特性参数计算材料容重26KN/m3线膨胀系数1.0E-5桥梁所处地区相对湿度0.55Q345钢材 （建筑规范）抗拉、压、弯设计强度f310 Mpa抗剪设计强度fv180Mpa弹性模量2.1e5 Mpa16Mn钢(桥梁规范)弯曲容许应力210Mpa剪切容许应力120Mpa弹性模量2.1e5 Mpa（4）设计荷载取值按公路桥涵设计通用规范（JTJ 021-89）取汽超-20、挂120及公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）公路-I汽车荷载进行计算。四.荷载取值与荷载组合 荷载取值 一期恒载主要是异形箱梁自重。混凝土容重取26KN/m3，按实际断面计取重量。 8cm厚C40混凝土桥面现浇层与顶板一起浇筑，现浇层不考虑参与结构受力。 二期恒载包括防撞护栏，现浇层参与结构受力。具体取值见表-2。 箱梁二期恒载 表-2桥梁宽度15.75米防撞墙（KN/m）8铺装层（KN/m2）2.08 活载汽车荷载按相应规范布置4车道，按MIDAS里的车道面进行加载。 荷载组合 1)按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ 023-85）第4.1.2条采用：1.2 恒载+1.4汽车荷载； 1.2 恒载+1.1挂车荷载；2)按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D60-2004）第4.1.6条采用：1.2 恒载+1.4汽车荷载，并且考虑1.1的重要性系数。五. 计算模型1 箱梁构造 2 空间有限元模型采用空间有限元程序MIDAS的计算模型如下结构离散图3. 原结构计算结果1)原结构弯矩汇总部位弯矩恒载QC20偏载挂车布载公路I级短边长边1跨中4996049316442跨中4715206585533跨中4834776335154跨中4994275354555跨中5204295094646跨中5434305074327跨中5674975775088跨中5915406605259跨中61664284564810跨中64169987369011跨中70379111337772)原结构剪力汇总部位梁端剪力恒载QC20偏载挂车布载公路I级长边长边长边短边长边1正交端1212524442382正交端1101883361933正交端1121993422024正交端1131822781905正交端1141992532016正交端1161541861537正交端1182032552058正交端1211852851909正交端12521335921410正交端13620435320111正交端300288470263部位梁端剪力恒载QC20偏载挂车布载公路I级长边长边长边短边长边1斜交端1772594672632斜交端1271773662003斜交端1241843262064斜交端1251582651885斜交端1261762231996斜交端1291371881557斜交端1311752631998斜交端1331712951949斜交端13519239021610斜交端13420130221311斜交端1732374122454. 桥下加工字型钢加固方案的结构验算（1）工字钢加固方案概述本方案目的在于加强结构的抗弯和抗剪能力，所以在异形板的底板下加工字型钢。由于本次设计每个腹板下采用加同一型号工字钢，故全桥由边腹板控制设计，本次仅对边腹板加固后结构进行计算。（2）加固后整体结构抗弯及抗剪验算本方案考虑在桥下加HN800*300*26/14mm工字钢,材料采用16Mn钢，工字钢与砼之间通过高强螺栓连接。1)抗弯验算a.成桥阶段验算加工字钢前，原结构砼上缘压应力1=M恒/W边=703*0.442/0.0813/1000=3.82Mpa;加工字钢后，考虑整体截面受力，整体结构上缘砼压应力2=1+M工字钢y2/I0/nE =3.82+1/82.0919.620.61/0.0298/7/1000 = 4.11Mpa；加工字钢后，考虑整体截面受力，整体结构下缘钢材拉应力3= M工字钢(H+h-y2 )/I0 =1/82.0919.621.19/.0298/1000=4.01 Mpab.使用阶段验算由原结构计算结果可知，使用阶段挂车荷载控制设计，挂车荷载对整体结构上缘混凝土产生的压应力4=M挂y2/I0/nE =11330.61/0.0298/7/1000=3.31Mpa挂车荷载对整体结构下缘钢材产生的拉应力5=M挂(H+h-y2)/I0 =11331.19/0.0298/1000=45.2Mpa按标准值组合计算：使用阶段整体结构上缘混凝土最大压应力6=2+4=4.11+3.31=7.42Mpacw=1.25*0.63*28=22.05MPa，满足规范要求；使用阶段整体结构上缘混凝土最大压应力7=3+5=4.01+45.2=49.21Mpa0.63*Rlb=0.63*2.6=1.64MPa，不满足规范容许应力要求。故按容许应力设计时，不考虑组合截面抗剪，考虑所有剪力均由工字钢承担。使用阶段标准值组合工况（1.0恒载1.0挂车120活载）下工字钢最大剪应力5= Q组合Ss/Is/bs =770* (0.3*0.026*(0.4-0.013)+0.014*(0.4-0.026)*(0.4-0.026)/2)/E108/0.014/1000=75.3Mpa120Mpa满足规范容许应力要求。且富余量较大 (3)加固后整体结构挠度验算加固前混凝土自身恒载挠度15Ml/2L2/(48EcIc)= 5*703*19.62/(48*3.0*1010*0.0813)*1000=0.0115m加固后由工字钢恒载产生的挠度25q工字钢L4/(384EsI0)= 5*2.09*19.64/(384*2.1*1011*0.0298)*1000=0.0006m由挂车荷载产生的挠度35Ml/2L2/(48EsI0)= 5*1133*19.62/(