混凝土连续梁结构计算报告

1、 I / 23目录1 工程概况.31.1 设计标准.41.1.1设计道路等级与技术标准.41.1.2计算参数.51.1.3荷载组合.61.2 主要材料及性能指标设计参数.62 计算依据和内容.72.1 计算依据.72.2 计算内容.73 纵向计算.73.1 计算模型.73.2 持久状况承载能力极限状态计算.83.2.1正截面抗弯承载力验算.83.2.2斜截面抗剪承载力验算.83.2.3抗扭验算.83.3 持久状况正常使用极限状态计算.93.3.1裂缝宽度验算.93.3.2挠度验算.104 端横梁计算.114.1 计算模型.114.2 荷载.114.3 持久状况承载能力极限状态计算.114.4

2、正截面抗弯承载力验算.124.5 斜截面抗剪承载力验算.124.6 裂缝宽度计算.135 中横梁计算.135.1 计算模型.135.2 荷载.135.3 持久状况承载能力极限状态计算.145.4 正截面抗弯承载力验算.145.5 斜截面抗剪承载力验算.155.6 裂缝宽度计算.166 桥面板计算.16 2 / 231工程概况工程概况本项目桥位位于。本联为单箱单室混凝土结构，跨径布置为 11+20+11m。箱梁梁顶宽 6m，顶板厚度为 0.22m；底板宽 3.6m，厚度从距中跨横梁 3m 的范围内按线性由 0.22m渐变为 0.5m；跨中箱梁高 1m，支点箱梁高 1.6m；腹板跨中标准段厚度为0

3、.45m，在纵桥向与底板变厚度相同的梁段区间内，腹板厚度由 0.45m 变化到0.7m；顶、底板平行布置，顶板加腋尺寸 0.40.15m，底板加腋尺寸0.20.2m，中横梁宽 2m，端横梁宽 1m，梁端统一留 0.03m 伸缩用，截面构造图如图 1.2、1.3 所示：1200450270045012003000300030003000600060001200180018001200360036002002003503502205602201000400150200200道路设计中心线图 1.2 主梁跨中标准断面（单位：mm）13501350120070022007001200300030003

4、0003000600060001200180018001200360036002002003503504003802201000400150200200支座中心线道路设计中心线图 1.3 主梁支点标准断面（单位：mm）桥梁宽度：0.5m（栏杆）+5m（车行道）+0.5m（栏杆）=6m。主桥施工采用满堂支架现浇施工。1.1设计标准设计标准1.1.1设计道路等级与技术标准1) 道路等级2) 设计车速 3 / 233) 设计基准期和设计安全等级设计基准期：100 年。设计使用年限：50 年。设计安全等级：一级。4) 荷载标准按城市桥梁设计规范CJJ 11-2011 取值。5) 桥面宽度：0.5（栏杆

5、及路灯）+5（道路）+0.5（栏杆及路灯）6) 抗震设防标准：桥址处的地震动峰值加速度为 0.1g（基本烈度 7 度） （按照城市桥梁抗震设计规范（CJJ166-2011） 、 中国地震动参数区划图（GB18306-2001） 以及建筑抗震设计规范（GB50011-2010） 中儋州市的相关规定确定） ，抗震设防类别为丁类；7) 环境类别：构件均按 III 类环境考虑。9) 桥面防水等级：桥面防水等级为 I 级。10)设计洪水频率：常水位标高：1.50m；河床底标高：0.0m。11)航道等级：无通航要求。1.1.2计算参数1.恒载a）施工阶段一期恒载：包括结构自重（包含结构配重） 、徐变收缩、

6、基础变位等；混凝土容重采用26kN/m3。根据施工步骤，每一阶段通过混凝土加载龄期、荷载变化过程分别考虑徐变、收缩影响。施工阶段结束后 10 年的使用阶段混凝土徐变、收缩影响作为可选效应计入组合。b)二期恒载： 4 / 23（1）桥面铺装： 8cm 混凝土（=26kN/m3）+9cm 沥青混凝土（=23kN/m3） ；（2）栏杆基座：4.2kN/m；（单侧） ；（3）栏杆：2kN/m；（单侧） ；（4）防撞护栏：10kN/m（单侧） ；（5）管线及管线托架：6kN/m；（按每根管线 15kg/m 计算）（6）外装饰砼挂板：7.1 kN/m（单侧） ；（7）外贴面装饰：3.8 kN/m（单侧）

7、；（8）管线下放砼板：5 kN/m（单侧） 。2.活载荷载标准：车辆荷载：按城市桥梁设计规范 （CJJ 11-2011）第 10.0.3 条规定的城-B取值；非机动车荷载：无非机动车通行；消防车荷载：按建筑结构荷载规范第 5.1 条取值人群荷载：按城市桥梁设计规范 （CJJ 11-2011）第 10.0.5 条规定及城市人行天桥与人行地道技术规范（2003 修改版） （CJJ69-95）第 3.1.3 条规定取值；车辆按单车道计算。分别计算车辆和人群荷载，取其不利值；3.温度荷载分别计算结构整体升降温 20。日照温差遵照公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2015）取值，桥面板表面升温 14

8、，桥面板以下 100mm 升温 5.5，桥面板以下 400mm 升温 0，负效应减半。4.风荷载风荷载标准值计算按公路桥涵设计通用设计规范 （JTG 60-2015）的规定执行。5.基础不均匀沉降 5 / 23基础变位：每个墩按 1/3000 的跨径进行计算，进行最不利组合。6.制动力或摩阻力桥墩制动力、摩阻力遵照公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2015）取值。1.1.3荷载组合按照公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2015）执行。对持久状况承载能力计算进行荷载效应的基本组合，对正常使用极限状态计算进行各种荷载效应的短期效应和长期效应组合，对支座反力计算进行荷载效应的标准组合等。

9、1.2主要材料及性能指标主要材料及性能指标设计参数设计参数1、混凝土：主梁 C45 混凝土（-E 环境） ；表 1.1 混凝土材料特性标号容重 (kN/m3)fcd(MPa)ftd(MPa)E(MPa)泊松比 C4526.020.51.743.351040.21.010-5混凝土剪切模量 Ge=0.4Ec2、钢材设计用钢筋为 HRB400 钢筋，HRB400 钢筋必须符合国家标准（GB1499.22007）的有关规定。表 1.2 普通钢筋材料特性抗拉强度标准值（MPa）强度设计值（MPa）钢筋种类弹性模量 Es(MPa)fsk抗拉 fsd抗压 fsdHRB4002.01054003303302

10、计算依据和内容计算依据和内容2.1计算依据计算依据现行国家及行业有关法规、标准、规程、规范。2.2计算内容计算内容1、持久状况承载能力极限状态计算； 6 / 232、持久状况正常使用极限状态计算；3纵向计算纵向计算3.1计算模型计算模型整体计算采用 Midas/Civil2015 进行计算。在实际建模中，对主梁采用梁单元模拟，整个计算模型共 66 个节点，49 个单元，如图 3.1 所示。图 3.1 计算模型图示主梁单元坐标轴：X-顺桥向，Y-横桥向，Z-竖桥向，计算采用 kN、m 制，应力单位为 MPa，截面有效宽度参考 JTG D62-2004 的第 4.2.3 条规定计算。1097010

11、0003010970理论分跨线理论分跨线1800180036001000600240023703000600100010006002400600042000/2=210007004504009509504004504504009509504004507001100支座中心450支座中心4502700支座中心700110045013501350450450400950950400450对称中心线图 3.2 梁底支座布置图（梁底剖面俯视图） （单位：mm）3.2持久状况承载能力极限状态计算持久状况承载能力极限状态计算3.2.1正截面抗弯承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG

12、 D622004）第 5.1.5 条及公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）第 4.1.6条的规定，本桥计算时取结构重要性系数 1.1。按照钢筋混凝土构件，并根据规范 JTG D622004 第 5.1.1-5.2.5 的要求对荷载（作用）进行组合计算，验算正截面的抗弯承载力。 7 / 23表 3.1 正截面抗弯承载力计算结果 单元单元验算验算rMurMu (kN*m)(kN*m)MnMn (kN*m)(kN*m)1OK0168172OK-20140143OK637168174OK1319168175OK2328168176OK2910168177OK3129168178OK31251

13、68179OK28971987510OK25701987511OK21161987512OK11671375914OK5391375915OK16142560816OK21612560817OK32782560818OK42622369719OK53622363920OK61812174721OK66771985522OK69041681723OK66771681724OK61801681725OK53621681726OK42612369727OK32782369728OK21602725829OK16141375930OK5391375931OK116725347

14、32OK23592403134OK2897993735OK3125993736OK3129946037OK29101681738OK23281681739OK63716817 8 / 2341OK-2014014图 3.3 基本组合下的弯矩抗力及对应内力（单位：KNm）图 3.3 给出了各截面的抗弯承载力及对应的内力，由计算结果可知，截面的设计弯矩均小于截面极限承载弯矩，各截面的抗弯承载力均满足规范要求。3.2.2斜截面抗剪承载力验算按照规范 JTG D62-2004 的第 5.2.6-5.2.12 条规定进行斜截面抗剪承载力验算。箍配筋置为

15、跨中每片腹板 2 肢 16150mm，腹板加厚段每片 4 肢16100mm，计算结果如图 3.4 所示，表 3.4 为典型截面位置在基本组合下的抗剪承载能力验算。表 3.2 斜截面抗剪承载力计算结果 单元单元验算验算rVdrVd (kN)(kN)VnVn (kN)(kN)1OK049902OK30948473OK39147334OK47645595OK68141946OK96237957OK119439968OK142341989OK1646440010OK1824519811OK2006603612OK2150684713OK23491159614OK-11221159615OK-89775

16、7816OK-793741417OK-589624818OK-382524819OK-1305236 9 / 2320OK127483621OK388443622OK651379523OK953379524OK1260379525OK1569499426OK1875539327OK2135641828OK2419740529OK25671159630OK-740986331OK-504704932OK-397679233OK-169588034OK56444035OK250444036OK450423937OK658379538OK916419439OK1213455940OK13744990

17、41OK-814847图 3.4 基本组合下的剪力抗力及对应内力（单位：KN）结果表明验算截面的设计剪力均小于截面极限承载剪力，结构受力安全，斜截面抗剪满足设计规范要求。3.2.3抗扭验算按照规范 JTG D62-2004 的第 5.5.1-5.5.6 条规定进行截面抗扭承载力验算。正常组合下剪力最大时和扭转最大时截面抗扭承载能力验算结果如表 3.3 所示。表 3.3 抗扭承载力计算结果 10 / 23单元单元验算验算rTdrTd (kN*m)(kN*m)TnTn (kN*m)(kN*m)rVdrVd (kN)(kN)VnVn (kN)(kN)1OK0.00 11823 0 4990 2OK-

18、0.18 11823 309 4847 3OK-0.20 11823 391 4733 4OK-0.20 11823 476 4559 5OK-0.28 11823 681 4194 6OK0.01 11823 962 3795 7OK0.01 12323 1194 3996 8OK0.01 12822 1423 4198 9OK0.85 13322 1646 4400 10OK0.89 14438 1824 5198 11OK0.94 15553 2006 6036 12OK5.03 16669 2150 6847 13OK-0.84 17818 2349 11596 14OK-0.21 1

19、7818 -1122 11596 15OK-0.19 17818 -897 7578 16OK0.03 17818 -793 7414 17OK0.11 16799 -589 6248 18OK-0.09 15780 -382 5248 19OK-0.09 14791 -130 5236 20OK-0.09 13801 127 4836 21OK-0.09 12812 388 4436 22OK0.17 11823 651 3795 23OK0.18 12812 953 3795 24OK0.18 13801 1260 3795 25OK0.18 14791 1569 4994 26OK0.8

20、8 15780 1875 5393 27OK0.66 16799 2135 6418 28OK-0.01 17818 2419 7405 29OK-0.24 17818 2567 11596 30OK0.00 17818 -740 9863 31OK0.01 17818 -504 7049 32OK0.08 16669 -397 6792 33OK0.07 14995 -169 5880 34OK0.01 13322 56 4440 35OK0.01 12822 250 4440 36OK0.01 12323 450 4239 37OK0.08 11823 658 3795 38OK0.07

21、11823 916 4194 39OK0.08 11823 1213 4559 40OK0.08 11823 1374 4990 41OK0.00 11823 -81 4847 结果表明验算截面的设计扭矩值均小于截面极限承载扭矩。结构受力安全， 11 / 23截面扭矩满足设计规范要求。3.3持久状况正常使用极限状态计算持久状况正常使用极限状态计算持久状况按正常使用极限状态的要求，采用频遇组合和准永久组合，对构件的裂缝宽度和挠度进行验算。3.3.1裂缝宽度验算按照公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）将各种荷载进行组合，并根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62200

22、4）中第 6.4 条规定对主梁进行裂缝宽度验算，表 3.1 为典型截面在频遇组合并考虑准永久效应的裂缝宽度验算。表 3.1 正常使用极限状态裂缝宽度验算单元单元验算验算钢筋应力钢筋应力（MPaMPa）wf(mm)wf(mm)1OK0.00 0.00 0.15 2OK0.00 0.00 0.153OK10.61 0.01 0.154OK22.36 0.01 0.155OK41.21 0.03 0.156OK54.54 0.04 0.157OK61.83 0.04 0.158OK65.62 0.04 0.159OK56.44 0.04 0.1510OK54.78 0.04 0.1511OK51.3

23、8 0.03 0.1512OK36.45 0.02 0.1513OK60.94 0.06 0.1514OK48.18 0.04 0.1515OK36.10 0.02 0.1516OK42.02 0.03 0.1517OK51.58 0.03 0.1518OK62.82 0.04 0.1519OK68.16 0.04 0.1520OK76.77 0.05 0.1521OK85.83 0.06 0.1522OK103.59 0.07 0.1523OK100.35 0.06 0.1524OK97.84 0.06 0.1525OK94.04 0.06 0.15 12 / 2326OK62.82 0.0

24、4 0.1527OK55.54 0.04 0.1528OK39.21 0.03 0.1529OK67.37 0.06 0.1530OK48.16 0.04 0.1531OK32.64 0.02 0.1532OK36.45 0.02 0.1533OK44.50 0.03 0.1534OK112.88 0.08 0.1535OK112.15 0.08 0.1536OK110.71 0.07 0.1537OK54.54 0.04 0.1538OK41.21 0.03 0.1539OK22.36 0.01 0.1540OK10.61 0.01 0.1541OK0.00 0.00 0.15进行裂缝宽度验

25、算，最大裂缝宽度为 0.06mm，小于规范容许的 0.15mm，满足要求。3.3.2挠度验算按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）中第 6.5.1-6.5.6 条的规定对主梁进行挠度验算，图 3.7-3.19 为在正常使用极限状态下各种荷载工况下的主梁挠度值。 13 / 23图 3.7 恒载作用效应下挠度（单位：mm）图 3.8 汽车荷载最大竖向挠度（单位：mm）图 3.9 汽车荷载最小竖向挠度（单位：mm）分析位移计算结果表明：全桥在恒载作用下的最大竖向位移为6.405mm（中跨跨中位置），汽车单项效应造成的最大竖向位移为 2.093 mm（对应中跨跨中位置）

26、。考虑到短期组合系数 0.7，挠度长期增长系数 1.425，主梁在荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期竖向挠度值为(6.405+0.72.093)1.425=11.214mmL/1600=13.13mm，不设预拱度。在荷载短期效应组合并消除结构自重产生的长期竖向挠度后主梁的最大竖向挠度为 0.72.1861.425=2.18mmL/600=18mm，满足规范要求。4端横梁计算端横梁计算4.1计算模型计算模型端横梁截面计算模型如图 4.1 所示，横梁共 16 个单元，梁高 1m，梁宽1m。 14 / 23图 4.1 横梁计算模型4.2荷载荷载(1) 恒载恒载考虑结构自重、二期恒载、预

27、应力二次力、沉降、温度效应等，其中15%按桥面宽度的均布荷载考虑，85%按腹板中心处的集中力加载，各腹板分配的荷载按腹板及其相邻顶底板面积之和的比值确定。(2) 活载活载仅考虑汽车荷载的作用。先根据桥梁纵向影响线计算出结构中心作用单列车道荷载时验算横梁处的最大支反力，再将其作为集中力加载于横梁最不利位置。横梁汽车荷载按规范考虑横向折减，并比较不同车道数加载结果，取最不利情况验算。(3) 非线性温度整体升降温：体系升温 20；体系降温-20。日照温差遵照公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）取值。4.3持久状况承载能力极限状态计算持久状况承载能力极限状态计算构件按持久状况承载能力极限状

28、态设计，应采用基本组合对构件的承载力进行计算。4.4正截面抗弯承载力验算正截面抗弯承载力验算按照规范 JTG D62-2004 的第 5.1.1-5.2.5 条规定进行正截面抗弯承载力验算。表 4.1 端横梁正截面抗弯强度验算单元验算rMu (kN*m)Mn (kN*m)1OK0 0 2OK-2 295 3OK-7 387 4OK-16 1672 15 / 235OK-28 1672 6OK-47 1672 7OK156 1279 8OK352 1279 9OK538 1279 10OK352 1279 11OK156 1279 12OK-47 1672 13OK-28 1672 14OK-1

29、6 480 15OK-7 387 16OK-2 295 图 4.2 最大抗力及抗力对应内力图（KNm）图 4.3 最小抗力及抗力对应内力图（KNm）结果表明，验算截面的设计弯矩均小于截面极限承载弯矩。结构受力安全，正截面强度满足设计规范要求。4.5斜截面抗剪承载力验算斜截面抗剪承载力验算按照规范 JTG D62-2004 的第 5.2.6-5.2.12 条规定进行斜截面抗剪承载力验算，计算结果如表 4.2 所示。表 4.2 端横梁正截面抗弯强度验算单元验算rVd (kN)Vn (kN)1OK0 495 2OK10 655 3OK21 801 4OK32 3127 5OK233 3127 6OK

30、-58 3127 7OK-39 3127 8OK-19 3127 9OK404 3071 10OK428 3071 16 / 2311OK451 3071 12OK-198 3127 13OK-42 3127 14OK-27 929 15OK-17 801 16OK-8 655 图 4.2 斜截面抗剪承载能力验算4.6裂缝宽度计算裂缝宽度计算按照公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）将各种荷载进行组合，并根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）中第 6.4 条规定对横梁进行裂缝宽度验算，最大裂缝宽度为 0.077m，小于规范容许的 0.15mm，满足要求。

31、图 4.3 横梁抗裂性验算5中横梁计算中横梁计算5.1计算模型计算模型中横梁截面计算模型及预应力配束立面如图 4.1 所示，横梁共 16 个单元， 17 / 23梁高 1.6m，梁宽 2m。图 5.1 横梁计算模型5.2荷载荷载(1) 恒载恒载考虑结构自重、二期恒载、预应力二次力、沉降、温度效应等，其中15%按桥面宽度的均布荷载考虑，85%按腹板中心处的集中力加载，各腹板分配的荷载按腹板及其相邻顶底板面积之和的比值确定。(2) 活载活载仅考虑汽车荷载的作用。先根据桥梁纵向影响线计算出结构中心作用单列车道荷载时验算横梁处的最大支反力，再将其作为集中力加载于横梁最不利位置。横梁汽车荷载按规范考虑横

32、向折减，并比较不同车道数加载结果，取最不利情况验算。(3) 非线性温度整体升降温：体系升温 15.5；体系降温 30.5。日照温差遵照公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）取值。5.3持久状况承载能力极限状态计算持久状况承载能力极限状态计算构件按持久状况承载能力极限状态设计，应采用基本组合对构件的承载力进行计算。5.4正截面抗弯承载力验算正截面抗弯承载力验算按照规范 JTG D62-2004 的第 5.1.1-5.2.5 条规定进行正截面抗弯承载力验算。表 5.1 正截面抗弯验算单元验算rMu (kN*m)Mn (kN*m) 18 / 231OK0 0 2OK-7 589 3OK-2

33、9 775 4OK-67 5574 5OK-116 5574 6OK-248 5574 7OK76 4264 8OK366 4264 9OK622 4264 10OK366 4264 11OK76 4264 12OK-248 5574 13OK-116 5574 14OK-67 961 15OK-29 775 16OK-7 589 图 5.2 最大抗力及抗力对应内力图（KNm）结果表明，验算截面的设计弯矩均小于截面极限承载弯矩。结构受力安全，正截面强度满足设计规范要求。5.5斜截面抗剪承载力验算斜截面抗剪承载力验算按照规范 JTG D62-2004 的第 5.2.6-5.2.12 条规定进行斜

34、截面抗剪承载力验算，计算结果如表 4.1 所示。表 5.2 斜截面抗剪承载能力验算单元验算rVd (kN)Vn (kN)1OK0 858 2OK44 1135 3OK89 1388 4OK135 8574 5OK1570 8574 19 / 236OK-229 8574 7OK-153 8574 8OK-76 8574 9OK530 8475 10OK621 8475 11OK713 8475 12OK-1325 8574 13OK-172 8574 14OK-113 1609 15OK-74 1388 16OK-36 1135 图 5.2 最大抗力及抗力对应内力图（KN）5.6裂缝宽度计算裂缝宽度计算按照公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）将各种荷载进行组合，并根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）中第 6.4 条规定对主梁进行裂缝宽度验算，最大裂缝宽度为 0.0109mm，小于规范容许的 0.15mm，满足要求。.图 5.2 裂缝宽度验算图 20 / 23.6桥面板计算桥面板计算对 1 号桥最不利的跨中断面进行桥面板计算6.1计算模型计算模型整体计算采用 Midas2015 进行计算。在实际建模中，取用 1 米宽箱梁框架模型。顶底板用