东方红路计算书

1、.作业文件 版 本：2010A 修订码： 0JMEDRI 3016 页 次： 18/18工 程 计 算 书项目编号: 2012R26项目名称：德州市经济开发区第标段道路排水工程分项名称：东方红路桥梁工程计算内容：空心板、墩台及桩基采用软件：桥梁博士签署：类别计算人校对人审核人审定人签名日期德州市经济开发区第标段道路排水工程东方红路桥梁工程计算书一、工程概况德州市经济开发区第三标段道路位于德州市高铁新区，该标段共包括中傲大道（南外环三八东路）、经五路（南外环G104）、东风东路（东风路站前街）及东方红路（减河东外环路）等四条主干路。工程范围内共3座桥梁，均跨越减马横河。本项为东方红路桥梁工程。二

2、、设计规范1、城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）2、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）4、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ D63-2007）5、城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）6、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）7、城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2-2008）三、技术标准 1、设计基准期： 100年； 2、设计安全等级：一级； 3、结构重要性系数：1.1； 4、设计荷载：汽车荷载：城-A级；人群荷载：4.0KN/m2；5、抗震设防分类：丙；抗震基本烈度为

3、6度，设计基本地震加速度值为0.05g（为设计地震第二组），特征周期值为0.45S；6、抗震措施6度区要求设计。7、抗震设计方法分类：C类；8、环境类别：类。9、防洪按百年一遇设计。四、计算结果1、空心板计算1.1结构概述桥梁上部结构采用3x16=48米简支空心板桥，桥梁全宽58米。桥墩、台均采用桩柱式桥墩，基础均采用桩基础。桥梁上部采用16m预应力混凝土预制板，板厚0.8m。1.2荷载取值及组合(1) 二期恒载：包括桥面铺装，栏杆等，人行道铺装及栏杆按桥宽范围内均布考虑，则每块板上荷载（每延米）为：4cm细粒式改性沥青砼 0.96 KN/m6cm中粒式改性沥青砼 1.44 KN/m10cm砼

4、铺装层 2.5 KN/m30cm人行道填料 2.9 KN/m栏杆 0.8 KN/m 合计 8.6 KN/m(2) 活载：汽车荷载：城-A级；人群作用集度为4.0KN/m2；(3)整体升降温、梯度温度及收缩徐变按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）有关规定计算。按照图纸中的截面形式建立结构计算模型，以公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）规定的作用效应组合进行结构分析，并验证结构的安全性。(4)横向分布系数计算跨中截面横向联结为铰接行车道宽度： 30 一侧人行道宽度： 2 主梁计算跨径

5、： 16 主梁根数： 34 单根梁上翼缘宽度:B1= 1 翼缘悬臂长度:D1= 0 翼缘板厚度(变厚度翼缘近似取距梁肋D1/3处厚度):H1=0.12 单根主梁的纵向抗弯惯性矩： 0.032 单根主梁的横向抗扭惯性矩： 0.039 跨中铰接板法=0.01977 =0.00000 '=0.00000梁位 Mcq Mcr 1 0.1579 0.2105 2 0.1706 0.1871 3 0.1880 0.1486 4 0.2004 0.1120 5 0.2068 0.0844 6 0.2018 0.0636 7 0.1949 0.0480 8 0.1910 0.0362 9 0.1887

6、 0.0274 10 0.1875 0.0208 11 0.1867 0.0158 12 0.1863 0.0121 13 0.1861 0.0094 14 0.1860 0.0075 15 0.1859 0.0062 16 0.1859 0.0053 17 0.1858 0.0049查城市桥梁设计规范(CJJ 11-2011)第十章条文说明中“空心板计算数据表”，跨径16米的1米中板，其跨中荷载横向分布系数取0.303。边板跨中荷载横向分布系数为0.353。根据以上计算和分析，横向分布系数按偏安全得原则取中板为0.303，边板为0.353.计算支点截面：据杠杆法计算，支点处横向分布系数均为0

7、.5。1.3中板静力分析及验算1.3.1计算模型计算采用通用结构分析软件桥梁博士V3.1程序进行，模型如下：图1. 结构分析模型图2. 结构分析三维立体模型其中共计单元34个，节点35个。1.3.2承载能力极限状态计算主要进行承载力验算，材料采用其强度设计值。计算时考虑冲击系数和结构重要性系数，计算表达式为0SR通过程序计算：图3. 承载能力极限状态最大抗力及对应内力图4. 承载能力极限状态最小抗力及对应内力由上图承载能力极限状态验算满足规范要求。1.3.3正常使用极限状态计算1.3.3.1正截面抗裂验算作用长期效应组合：正截面混凝土拉应力控制：lt-pc0，即混凝土正截面不出现拉应力。除支座

8、处个别节点存在拉应力外其余节点均满足要求，这主要是由于支座原因造成的，基本满足要求。图5 长期效应组合正应力 MPa图6 短期效应组合正应力 MPa作用短期效应组合：正截面混凝土拉应力控制：st-pc0.7ftk，即混凝土正截面拉应力不大于1.855MPa。如图所示，混凝土正截面拉应力最大为-1.40MPa，出现在支座附近，拉应力小于1.855MPa，满足要求。1.3.3.2斜截面抗裂验算作用短期效应组合：斜截面混凝土主拉应力控制：tp0.7ftk，即混凝土斜截面主拉应力不大于1.855MPa。如下图所示，在支点附近为-1.54MPa，应力满足要求。图7 短期效应组合主拉应力 MPa1.3.4

9、持久状况构件的应力计算主要是对持久状况承载能力极限状态计算的补充，计算时考虑汽车冲击系数和其它间接荷载作用。钢筋混凝土受弯构件通过配筋率的控制能使两种材料(普通钢筋和混凝土)同时屈服，但预应力混凝土受弯构件由三种材料(普通钢筋、预应力钢筋和混凝土)组成，必须保证三种材料均处于弹性范围，因此，持久状况承载能力满足要求也必须进行持久状况构件的应力计算。1.3.4.1混凝土的压应力控制正截面混凝土压应力控制：kc+pt0.5fck，即混凝土正截面压应力不大于16.2MPa。如下图所示，最大压应力11.1MPa，满足要求。图10基本组合正截面混凝土压应力 MPa斜截面混凝土主压应力控制：cp0.6fc

10、k，即混凝土主压应力不大于19.44MPa。最大主压应力为7.7MPa,满足要求。 图11基本组合斜截面混凝土压应力 MPa1.3.4.2预应力钢筋的拉应力控制基本组合：钢绞线最大拉应力控制：pe+p0.65fpk，最大拉应力1126MPa0.65fpk=0.65×1860=1209MPa，满足要求。应力大小见下表。钢束号最大应力（MPa）允许值（MPa）是否满足1-1126-1209满足2-1071-1209满足3-1041-1209满足4-970-1209满足1.4边板静力分析及验算1.4.1计算模型计算采用通用结构分析软件桥梁博士V3.1程序进行，模型如下：图1. 结构分析模型

11、图2. 结构分析三维立体模型其中共计单元34个，节点35个。1.4.2承载能力极限状态计算主要进行承载力验算，材料采用其强度设计值。计算时考虑冲击系数和结构重要性系数，计算表达式为0SR通过程序计算：图3. 承载能力极限状态最大抗力及对应内力图4. 承载能力极限状态最小抗力及对应内力由上图承载能力极限状态验算满足规范要求。1.4.3正常使用极限状态计算1.4.3.1正截面抗裂验算作用长期效应组合：正截面混凝土拉应力控制：lt-pc0，即混凝土正截面不出现拉应力。除支座处个别节点存在拉应力外其余节点均满足要求，这主要是由于支座原因造成的，基本满足要求。图5 长期效应组合正应力 MPa图6 短期效

12、应组合正应力 MPa作用短期效应组合：正截面混凝土拉应力控制：st-pc0.7ftk，即混凝土正截面拉应力不大于1.855MPa。如图所示，混凝土正截面拉应力最大为-1.0MPa，出现在支座附近，拉应力小于1.855MPa，满足要求。1.4.3.2斜截面抗裂验算作用短期效应组合：斜截面混凝土主拉应力控制：tp0.7ftk，即混凝土斜截面主拉应力不大于1.855MPa。如下图所示，在支点附近为-1.83MPa，应力满足要求。图7 短期效应组合主拉应力 MPa1.4.4持久状况构件的应力计算主要是对持久状况承载能力极限状态计算的补充，计算时考虑汽车冲击系数和其它间接荷载作用。钢筋混凝土受弯构件通过

13、配筋率的控制能使两种材料(普通钢筋和混凝土)同时屈服，但预应力混凝土受弯构件由三种材料(普通钢筋、预应力钢筋和混凝土)组成，必须保证三种材料均处于弹性范围，因此，持久状况承载能力满足要求也必须进行持久状况构件的应力计算。1.4.4.1混凝土的压应力控制正截面混凝土压应力控制：kc+pt0.5fck，即混凝土正截面压应力不大于16.2MPa。如下图所示，最大压应力7.79MPa，满足要求。图10基本组合正截面混凝土压应力 MPa斜截面混凝土主压应力控制：cp0.6fck，即混凝土主压应力不大于19.44MPa。最大主压应力为7.1MPa,满足要求。 图11基本组合斜截面混凝土压应力 MPa1.4

14、.4.2预应力钢筋的拉应力控制基本组合：钢绞线最大拉应力控制：pe+p0.65fpk，最大拉应力1188MPa0.65fpk=0.65×1860=1209MPa，满足要求。应力大小见下表。钢束号最大应力（MPa）允许值（MPa）是否满足1-1102-1209满足2-1084-1209满足3-1050-1209满足4-986-1209满足2、墩台计算：2.1 桥墩盖梁及系梁利用桥梁博士，将上部结构以恒载记入，活载进行横向计算：桥梁博士模型如下图：1、 盖梁及系梁承载能力极限状态荷载组合强度最大抗力及对应内力图最小抗力及对应内力图由上图承载能力极限状态验算满足规范要求。2、正常使用极限状

15、态组合裂缝。正常使用极限状态组合裂缝由上图看出，裂缝宽度小于0.2mm，满足规范要求。2、 抗剪计算，利用桥梁博士抗剪设计，计算得抗剪结果汇总如下：2.2 桥台计算利用桥梁博士，将上部结构以恒载记入，活载进行横向计算：桥梁博士模型如下图：3、 盖梁及系梁承载能力极限状态荷载组合强度最大抗力及对应内力图最小抗力及对应内力图由上图承载能力极限状态验算满足规范要求。2、正常使用极限状态组合裂缝。13131正常使用极限状态组合裂缝由上图看出，裂缝宽度小于0.2mm，满足规范要求。4、 抗剪计算，利用桥梁博士抗剪设计，计算得抗剪结果汇总如下：3、桩基计算：3.1 桥墩桩基计算类别: 单桩容许承载力-数据

16、:桩类型:摩擦桩桩截面周长: 3.768 m, 桩截面面积: 1.130 m*m土层特征:深度侧摩阻土承载力1.20015.0000.0005.20040.0000.0006.40045.0000.0007.30045.0000.00012.80045.0000.00015.30050.0000.00016.60045.0000.00019.60050.0000.00028.00060.000210.000根据规范公路桥涵地基与基础设计规范第5.3.3条，；故： =3089.3KN 由上部计算求的单桩承载力为2900KN，故设计满足承载力需求。3.2 桥台桩基计算类别: 单桩容许承载力-数据:桩类型:摩擦桩桩截面周长: 3.768 m