拱桥—钢管拱计算书

安庆湘江公路建设项目钱江大桥60m钢管拱计算钱江大桥的计算1.基本信息1.1。项目概述香河路位于安庆新城的中心地带。它是安庆城市规划中东西道路的重要交汇点。顺安路与钱江路之间的路基按38米设计。钱江大桥位于顺安路和钱江路之间。这座桥位于拟建河流的钱江沟上。钱江沟规划河底宽45米，上口宽80 100米。该桥设计为160米下承式钢管混凝土系杆拱。1.2。技术标准(1)设计荷载：一级公路，人群荷载集中3.5千牛顿/平方米。(2)桥面横坡：双向1.5%。(3)桥梁横截面：24.5 m(人行道)4.5 m(非)2.5m(隔离带) 15m(车辆)=38m(全宽)。(4)地震动峰值加速度为0.1 g(基本烈度为7度)，抗震设防为8度。(5)环境类别：I(6)年平均相对湿度：70%(7)垂直梯度温度效应：数值按现行规范取值。(8)年平均温差：20温升。(9)结构重要性系数：11.3。主要规格城市桥梁设计准则 (CJJ 11-93)公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)桥梁抗震设计细则 (JTG/T B02-01-2008)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JT GD62-2004)公路桥涵地基与基础设计规范 (JT GD63-2007)公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50-2011)城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJ2-2008)公路桥涵钢结构及木结构设计规范 (JTJ025-86)钢管混凝土结构设计与施工规程 (CECS28:90)钢管混凝土结构技术规范 (DBJ 13-51-2003)福建省地方标准钢结构设计规范 (GB 50017-2003)其他相关国家标准和规范1.4。结构概述桥梁横向布置：4.5m(人行道)、4.5m(非机动车道)、2.5m(隔离带)、15m(机动车道)、2.5m(隔离带)、4.5m(非机动车道)、4.5m(人行道)，总宽38m。采用160米下承式钢管拱结构，计算跨度60米，矢跨比1/4。拱肋由D=150cm、t=2cm的单根圆形钢管制成，并填充微膨胀混凝土。系梁采用150cm180cm预应力混凝土结构，系梁在拱脚处加宽至200cm，抬高至240cm宽。端梁采用360cm190cm双室箱梁，腹板厚50cm；中梁采用底部宽度为135厘米的65厘米梁；很高。桥面厚25厘米。系梁、横梁、桥面现浇，整体支撑，结构整体性好；吊架间距为4m，采用新型低应力防腐电缆PESFD 7-109。横向设置五个风支架，风支架D=80cm厘米，t=16mm毫米钢管。1.5。主要材料和材料特性(1)混凝土：C50，比重=26.0kN/m3，弹性模量Ec=3.45104MPa；(2)钢管混凝土：Q345C钢管，填充C50微膨胀混凝土。计算内力时，刚度直接叠加；当计算挠度和稳定性时，考虑混凝土减缩，折减系数为0.8。(3)预应力筋：弹性模量Ep=1.95105MPa兆帕，松弛率=0.035，松弛系数=0.3；(4)锚固：6mm(一端)，用于锚固变形和钢筋回缩；(5)金属波纹管：摩擦系数：U=0.25偏差系数：=0.0015；(6)吊杆：计算横截面积为41.95cm2，b=1670兆帕，计算弹性模量E=2.05105MPa兆帕(7)沥青混凝土：重力密度=24.0 kN/m3；1.6。计算方法和内容该桥的静态结构分析分别由Midas Civil 2010和Dr. Bridge 3.20独立建模并并行计算。荷载考虑了自重、二级路面、年平均温差(温升20)、温度梯度、收缩和徐变(根据D62规范)、汽车、人、冲击力等因素。根据正演模型分析，考虑施工阶段的组合截面和收缩徐变效应，对已建成桥梁的最优索力进行迭代优化。在桥梁的最佳状态下，缆索的无应力长度被人工计算作为施工张力的最终控制参数。采用Midas Civil建立空间有限元模型，计算按A级预应力混凝土结构绑扎的端梁的面内弯矩。模型中还考虑并计算了中间梁。其中，中梁的应力与简支梁的应力相似，p桥梁的稳定性分析采用迈达斯土木公司建立的空间有限元模型。考虑空钢管施工过程、混凝土浇筑过程、钢管拱在侧向风荷载或自重作用下的屈曲分析，安全系数在4以上。1.7控制标准(1)极限承载力计算：钢管拱：根据钢管混凝土结构技术规程 (DBJ 13-51-2003)、钢结构设计规范 (GB 50017-2003)，参照钢管混凝土拱桥(陈保春)。检查轴压承载力，检查整体稳定极限承载力，检查复合材料的抗剪承载力。系梁和横梁：按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JT GD62-2004)进行常规检查。(2)正常使用极限状态计算：钢管拱：主要依据公路工程结构可靠度设计统一标准 (GB/T50283-1999)系梁和横梁：根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JT GD62-2004)，按a类构件进行常规验算。(3)施工阶段应力校核：参考公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JT GD62-2004)和公路桥涵钢结构及木结构设计规范(日本特开025-86)。2.模型建立和分析2.1。计算模型利用Midas建立全桥空间有限元程序，用梁单元模拟拱肋、系梁和横梁。吊杆和风撑由桁架单元模拟。桥面采用厚板单元模拟。全桥共有3371个单元，模型如下图所示。一根梁采用24根9s 15.2预应力钢束进行预应力，两端张拉，张拉控制应力为0.75fpk，系梁的预应力布置在系梁截面的中心，预应力基本不产生附加弯矩。端梁预应力采用9根12 s15.2预应力钢束，两端张拉，张拉控制应力为0.75fpk，平面布置见设计图纸。中梁预应力布置6根10 s15.2预应力钢束，两端张拉，张拉控制应力为0.75fpk，布置见设计图纸。2.2。负载和组合荷载应按照公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)进行组合，包括自重、二级路面、温度梯度、收缩徐变、系统温升、汽车(包括冲击力)、人群等。结构的基频f通过根据空间模型计算垂直一阶模式形状来获得。3.承载力极限状态计算结果3.1拱肋检查(1)拱肋根据统一理论，计算校核强度设计值fsc=40.8Mpa考虑混凝土的收缩和徐变，组合截面轴压强度设计值的折减系数KP为0.8考虑钢管初始应力对钢管混凝土构件承载力的影响，浇筑混凝土后钢管最大截面应力为11.8兆帕，计算影响系数为1。校正后Fsc=32.5Mpa兆帕主拱轴线长度L轴=68.88米，结构体系为铰接拱，计算长度l0=0.36*l轴=24.79米。计算长细比：=66d钢管外径检查稳定性系数钢结构设计规范读取拱肋承载力力组合最大压力Nmax=24096.3kN=49625 knmax，显然符合要求。(2)按偏心受压构件稳定承载力计算1)当时2)当时其中n和是组件段中的计算值和相应的组合设计值；和相应的组合设计值，其中M取计算出的构件段中的最大值；NE欧拉临界力；构件截面的弯曲塑性发展系数；构件截面的剪切塑性发展系数；钢管混凝土箍系数标准值；钢管混凝土截面面积；钢的拉伸、压缩和弯曲强度的标准值；混凝土轴向抗压强度标准值；Wsc组件截面阻力矩；根据表4.3.1，采用bm的等效弯矩系数。计算过程：m=0.85等效弯矩系数，一般取0.85的小值Wsc=3.31E 08组件截面阻力矩Fck=32.4混凝土轴向抗压强度标准值Fy=345钢的拉伸、压缩和弯曲强度的标准值=0.59钢管混凝土套圈系数标准值m=1.19构件的弯曲塑性发展系数v=0.82构件剪切塑性发展系数As=0.056 s模型极限承载力状态下的最大剪力Nmax=1793.4kN符合要求3.2。系梁、中梁和端梁提取系梁、中梁和端梁的关键截面进行承载力验算，如下图所示：检查横截面位置图承载力检查表：单位位置类型检查计算rMu (kN*m)锰(千牛*米)408一338我的-麦克斯好的-3719.019947.5408一338我的敏好的-4652.819947.5441一365我的-麦克斯好的-724.34844.7441一365我的敏好的-1518.14844.7745一671我的-麦克斯好的12.220643.8745一671我的敏好的1.020643.8747一673我的-麦克斯好的95.120643.8747一673我的敏好的-6594.375242.7788一714我的-麦克斯好的5731.134836.5788一714我的敏好的-2646.834836.5794一720我的-麦克斯好的6355.834836.5794一720我的敏好的-3421.034836.5796一722我的-麦克斯好的6061.534836.5796一722我的敏好的-3142.434836.5799一725我的-麦克斯好的5458.634836.5799一725我的敏好的-3058.034836.5802一728我的-麦克斯好的4332.034836.5802一728我的敏好的-2922.734729.0805一731我的-麦克斯好的2784.113982.3805一731我的敏好的-3186.313982.3809一735我的-麦克斯好的-239.675242.7809一735我的敏好的-631.275242.7811一673我的-麦克斯好的-8018.820444.2811一673我的敏好的-15191.420444.2817一700我的-麦克斯好的-3180.36068.61071一941我的-麦克斯好的-2620.819719.01071一941我的敏好的-9105.519719.01476一1276我的-麦克斯好的528.811655.51476一1276我的敏好的-6770.516634.41509一1303我的-麦克斯好的1751.64180.51509一1303我的敏好的-1444.04566.51881我1611我的-麦克斯好的-2515.119718.81881我1611我的敏好的-9050.219718.82203我1879我的-麦克斯好的-9188.220440.12203我1879我的敏好的-13924.020440.12209一1906我的-麦克斯好的-3606.36068.62544一2214我的-麦克斯好的-3760.619946.72544一2214我的敏好的-4700.519946.72868我2482我的-麦克斯好的