1852020变连续小箱梁静力计算分析报告

1、某高速公路计 算 分析 报 告计算 内容： 18.5 + 20 + 20m变连续小箱梁静力计算分析报告计算：牧樢谷复核：审核：日期：2014-12-14：魔高 一 丈，道 不 再长目录第一章1.11.21.3第二章2.1工程概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .工程概况 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .设计采用规范 . . . .

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1123444445566677788889910111111111111131313131314技术标准计算原则结构概况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.1横断面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.2结构体系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.3小箱梁构造 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.4小箱梁预. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.5下部结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .计算模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .边界条件 . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3.1外部边界条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .主要构件材料及性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4.1混凝土 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . .2.4.2钢筋 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4.3钢绞线及对应波纹管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .计算荷载（作用）取值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.22.32.42.5作用2.5.1. .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.2 可变作用2.5.3 偶然作用荷载组合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、. . . . . . . . . . . . . .荷载组合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .结构施工过程分析与验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .施工频骤及施工阶段划分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.1施工步骤 . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1.2计算分析的施工阶段 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.62.7第三章3.1施工阶段结构3.2.1小箱梁验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、3.2第四章4.14.2结构正常使用阶段分析与验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .使用阶段各种作用分析结果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .小箱梁承载能力极限状态验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2.1小箱梁正截面抗弯承载力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . .小箱梁正常使用极限状态验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.1正截面抗裂验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3i目录ii4.3.2斜截面抗裂验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1515151617174.4小箱梁持久状况验算 . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.1正截面法向压验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.2斜截面主压验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第五章 计算分析结论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.1结论 . . . .

13、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第一章工程概述1.1工程概况拟建公路起点为渭源县路园乡，以枢纽立交接天定高速公路陇西至渭源连接线，途经殪虎桥、大草滩、岷县、阿坞、哈达铺、脚力铺、堡、宕昌县、临江铺、官亭、两河口、沙湾、角弓，终点在两水镇顺接武都至罐子沟高速公路起点，路线总体由北向南，全长 243.504km，采向四车道、设计行车速度 80km/h 的高速公路标准，路基宽 24.5m。拟建舟曲连接线起点为宕昌县两河口，以枢纽立交接兰海高速公路渭源至武都段（主线K202

14、+150），途经大川、，终点为舟曲县城东侧，与 S313 线顺接，路线总体由东向西，全长 15.405km，采向四车道、设计行车速度 80km/h 的高速公路标准，路基宽 24.5m。右线岷县特大桥桥（18.5+20+20m）联为为基础。结构典型立面如图 1.1 所示。变连续小箱梁桥，其下部结构采用柱式墩、桩1第一章工程概述2图 1.1: 结构典型立面图（：cm）1.2设计采用规范1、2、3、4、5、6、7、8、9、公路工程结构可靠度设计统一标准（GB/T 502831999）公路工程技术标准（JTG B012003）公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02012008）公路桥涵设计通用规范（

15、JTG D602004）公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60012004）公路圬工桥涵设计规范（JTG D612005）公路钢筋混凝土及预混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）公路桥涵施工技术规范（JTJ 0412000）10、 混凝土结构耐久性设计与施工指南（CCES 012004（2005年修订版）第一章 工程概述311、12、13、14、15、16、17、预混凝土用钢绞线（GB/T 52242003）混凝土结构设计规范（GB500102002）钢结构设计规范（GB500172003）高速公路交通安全设施设计及施工技术规范（JT

16、J07494）地础设计规范（DGJ 08111999）基坑工程设计规程（DGJ 086197）地础设计规范（DGJ 08111999）1.3技术标准1、2、3、4、5、6、7、设计基准期：100 年； 环境类别：I 类；设计车速：100 公里/小时； 设计荷载：公路I 级；结构安全等级：一级；标准桥面宽：12m； 桥面横坡：单向 3%。第二章计算原则2.1结构概况(18.5+20+20m）变连续小箱梁采用后张预混凝土结构，小箱梁工厂预制，现场吊装。2.1.1横断面（18.5+20+20m）变连续小箱梁桥桥面宽 12m，横断面布置为：0.5m（防撞墙）+11m（行车道）+0.5m（防撞墙），如图

17、 2.1 所示。图 2.1: （18.5+20+20m）变连续小箱梁横断面（：cm）2.1.2结构体系上部结构采用变连续小箱梁体系2.1.3小箱梁构造小箱梁1.2 m，不变，标准段腹板宽 18cm、翼板厚 18cm，小箱梁标准断面如图 2.2 所示。4第二章计算原则5图 2.2: 小箱梁标准断面（：cm）2.1.4小箱梁预小箱梁预采用 s15.2 14 高强度低松弛钢绞线，预钢束的横断面布置如图 2.3 所示。图 2.3: 小箱梁钢束横向布置（：cm）2.1.5下部结构（18.5+20+20m）灌注桩，桩径 1.5m。变连续小箱梁桥下部结构桥墩采用柱式墩，直径 1.3m，基础采用钻孔第二章 计

18、算原则62.2计算模型结构总体分析采用 桥梁博士 3.03 以杆系模型进行。结构分析计算模型如图 2.4 所示。图 2.4: 结构总体分析计算模型结构分析几何模型如图 2.5 所示。图 2.5: 结构总体分析几何模型2.3边界条件2.3.1外部边界条件对于这个分析模型，小箱梁约束为外部边界条件。外部边界条件用2.6 所示。中主从约束模拟，如图第二章计算原则7图 2.6: 结构主从约束框2.4主要构件材料及性能2.4.1混凝土混凝土弹性模量和设计强度按规范 JTG D622004 取用，如表 3.1 所示。表 2.1: 混凝土弹性模量和强度标准值（MPa）强度等级弹性模量Ec轴心抗压强度标准值f

19、ck抗拉强度标准 ftk对应构件43.45×10小箱梁C5032.42.65热膨胀系数 = 1.0 × 105/、泊松比 µ = 0.2，钢筋混凝土比重 = 26kN/m3。2.4.2钢筋表 2.2: 钢筋钢材的物理性能指标（MPa）抗压设计强度fsd钢筋种类抗拉设计强度fsd弹性模量Es52.1 × 10HPB23519519552.0 × 10HRB335280280第二章 计算原则82.4.3钢绞线及对应波纹管钢绞线采用预混凝土用钢绞线（GB/T 52242003）规定的 1×7钢绞线，公称直径 15.20mm，其主要力学性能为

20、：1、2、3、4、弹性模量 Ep = 1.95 × 105MPa； 标准强度 fpk = 1860MPa；钢绞线每束采用 M15.205(4) 的钢绞线；钢绞线采用波纹管，k = 0.0015，µ = 0.15。 M15.205 钢绞线对应波纹管：U1 = 90mm，U2 = 23mm，面积：2070mm2；2.5计算荷载（作用）取值作用2.5.1结构重力1、 小箱梁自重：按构件实际断面计入，混凝土构件容重考虑 1.04 的提高系数，取 26kN/m3；二期恒载1、 下层 8cm 混凝土白色铺装，按 2.08kN/m2 计算，上层 10cm 沥青黑色铺装，按 2.4kN/m

21、2计；2、 防撞墙，按 11kN/m 计。混凝土收缩作用遵照公路钢筋混凝土与预混凝土桥涵设计规范有关规定，持续时间按 10 年延续期计算；并采用 32.4/fpk 系数进行折减。1、 年平均相对湿度：75%；2、3、4、5、收缩龄期：3d； 水泥种类系数：5；开始加载龄期：5d；计算天数：5d。基础沉降基础瞬时沉降：0.5cm。2.5.2可变作用汽车1、 荷载等级：公路I 级；2、 汽车纵向折减系数 1，横桥向按单向 2 车道考虑，横向折减系数 1；第二章 计算原则93、 汽车冲击力按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第 4.3.2 条取用，与冲击系数计算相关的基频按结构动力特性分

22、析数据（非软件）得出的一阶自然频率值取用；4、 汽车制动力按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第 4.3.6 条取用，取车道荷载的 10%。人群人群荷载按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第 4.3.5 条取用，本桥无人群荷载，故取零值。风荷载风荷载按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第 4.3.7 条取用，本阶段进行的仅为常规计算，因此本计算模型不考虑风荷载作用。温度荷载1、 小箱梁整体正温差：+20 ；2、 小箱梁整体负温差：25 ；3、 小箱梁梯度温度按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第 4.3.10 条取用；2.5.3偶然作用作用本阶段

23、为桥梁常规静力计算，故不考虑作用。2.6荷载组合按照JTG D602004 与JTG D602004 的相关规定进行组合，考虑承载能力极限状态和正常使用状态下的各种组合，同时还考虑构件验算所需要的组合。组合1、持久状态承载能力极限状态，采用基本组合；组合2、持久状况正常使用极限状态，采用短期效应组合（或并考虑长期效应的影响）；组合3、持久状态正常使用极限状态，采用长期效应组合；组合4、使用阶段（持久状态构件验算），采用标准值组合；组合5、施工阶段（短暂状态构件验算），采用标准值组合；组合6、工况，采用偶然作用组合（本计算模型不考虑此项作用）。第二章 计算原则102.7荷载组合构件承载能力极限状

24、态验算，按照公路钢筋混凝土与预混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）（以下简称公预规）的相关规定进行，结构重要性系数 0 取 1.1。构件正常使用极限状态验算根据构件类型按下述原则进行难算：小箱梁： A 类预混凝土构件；第三章结构施工过程分析与验算3.1施工频骤及施工阶段划分3.1.1施工步骤结构施工步骤与过程描述如下：1、2、3、4、5、6、7、8、吊装预制构件,预制构件钢束； 存梁30；存梁60; 存梁90；浇注接头，顶板钢束； 湿接缝施工；体系转换施工恒载；10 年收缩。3.1.2计算分析的施工阶段本次施工图设计根据结构施工步骤，在结构总体计算分析中划分的施工阶段如表 ? 所示。表

25、3.1: 结构分析施工阶段划分阶段号施工内容持续时间（天）边界条件变化吊装预制构件,预制构件钢束小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁小箱梁临时支撑， 临时支撑， 临时支撑， 临时支撑，临时支撑，体系体系体系体系体系12345677303030773650存梁30 存梁60 存梁90湿接缝施工体系转换施工恒载10 年收缩支撑，连续体系支撑，连续体系3.2施工阶段结构验算3.2.1小箱梁验算小箱梁按照公路钢筋混凝土与预混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）规定的“短暂状况验算”进行短暂状况法向验算。在预和构件自重等施工荷载作用下，整个施工过，小箱梁截面边缘混凝土的法向如图 3.1、3.2 所

26、示。11第三章 结构施工过程分析与验算12图 3.1: 小箱梁施工阶段最由图可知，在施工荷载作用下，小箱梁截面边缘最大压向为 2.01MPa，小箱梁截面下缘最大压为 9.63MPa。假定施工过，混凝土拆模的强度为 80%，则0.70fck = 0.7 × 0.8 × 32.4 = 18.144MPa0.70ftk = 0.7 × 0.8 × 2.65 = 1.484MPa满足规范要求。小箱梁施工阶段图 3.2: 小箱梁施工阶段最小法向第四章结构正常使用阶段分析与验算4.1使用阶段各种作用分析结果在结构使用阶段，主要考虑以下各种作用：1、2、3、4、5、基

27、础变位作用； 汽车作用；汽车制动作用； 整休升温；小箱梁梯度升温作用。在各种作用下，计算得到结构的内力、反力。利用得到的内力与反力进行前面提到的各种所需的荷载组合，结构正常使用阶段验算均基于这些荷载组合。4.2小箱梁承载能力极限状态验算小箱梁按照公预规规定的“持久状况承载能力极限状态”进行验算，验算内容包括小箱梁正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力及截面抗扭承载力。4.2.1小箱梁正截面抗弯承载力计算得到小箱梁截面弯矩组合设计值如图 4.1 所示。图 4.1: 小箱梁弯矩设计值从图中可以看出，小箱梁正截面抗弯承载力满足规范要求。4.3小箱梁正常使用极限状态验算小箱梁按照公预规规定的“持久状况正常

28、使用极限状态”进行截面抗裂验算、挠度验算。13第四章 结构正常使用阶段分析与验算144.3.1正截面抗裂验算小箱梁截面在作用（荷载）长期效应组合下（以压为负）上缘如图 4.2 所示。图 4.2: 长期效应组合上缘下缘如图 4.3 所示。图 4.3: 长期效应组合下缘图中表明在作用长期效应组合下，小箱梁上缘最小压应为 0.45MPa，满足规范要求。小箱缘最大拉为 0.64MPa，但由于此处为支座位置，考虑到支座并非一点支撑，而是一个面支撑，故此处可采取短钢筋加强措施，以防止长期组合下出现拉。小箱梁截面在作用（荷载）短期效应组合下（以压为负）上缘如图 4.4 所示。图 4.4: 短期效应组合上缘下缘如图 4