大跨度桥梁结构计算书

1、大跨度桥梁结构计算书大跨度桥梁结构计算书1结构概况85+130+85m。该桥为双薄壁墩刚构桥，主梁采用变高度箱梁，该桥跨径为桥梁的结构形式如下：2.1计算依据1、交通部公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89);2、交通部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85);3、交通部公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004);4、交通部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004);2.2设计技术条件公路等级：公路I级。2.3主要设计参数桥梁结构所承受的荷载(或作用)包括结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移(按沉降量按1.0cm考虑)、活载、结构整

2、体升降温和温度梯度等。上部结构设计计算取用的有关参数如下：1、结构重力：混凝土容重取26KN/m32、二期包载：包括桥面铺装、栏杆等二期包载的总荷载为：60.8KN/m3、收缩徐变影响力：按04设计规范取用，天数3650天4、基础变位影响力：不均匀沉降按1.0cm计5、相对湿度70%6、纵向预应力锚下控制应力1395MPa7、孔道偏差系数0.00158、一端锚具回缩0.006m9、钢束松弛率0.310、预应力孔道摩擦系数0.1711、施加预应力混凝土强度>90%12、温度荷载整体温差+20C、-20C温度梯度：按04规范取值，即14.0C5C0C,反温差为上述值的-0.5倍3有限元模型3

3、.1单元和截面的建立该桥有限元模型共106个单元，101个节点。具体模型如下图。图3.1.1消隐模式的全桥模型图3.1.2全桥模型3.2边界条件该桥支座采用固结形式图3.2.1该桥支座3.3主要荷载荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。自重：26KN/m3采用程序系统提供的-1.04自重系数加载。系统升降温：升温20度，降温20度。温度梯度：14C/5.5C。二期包载：60.9kN/m,采用线均布荷载来加载到截面上。预应力荷载：张拉应力1395Mpa,两端张拉。两端支点处横隔板以及中支点处横隔板按均布荷载施加到箱梁上。预应力参数方面，主梁预应力束为s15.2，面积139mm2

4、,控制张拉应力为0.75fpk,预应力损失计算参数按规范选取：1）相对湿度为85%2）预应力管道采用塑料波纹管成形，管道摩擦系数=0.17;3）管道偏差系数K=0.0015;4）锚具变形与钢束回缩值6mm预应力钢束为19束，分为顶板束和底板束共122束。该桥为移动挂篮施工，挂篮荷载为6276.3KN,挂篮引起的弯矩为15690.6KN-m=考虑混凝土的湿重。3.4施工阶段该桥模拟施工阶段为：挂篮就位、浇筑混凝土、混凝土成型，张拉预应力钢束。主墩和零号块按一次施工完成考虑。具体施工阶段见下表。表3.4施工阶段施工阶段说明CS1桥墩和0#块形成，张拉0#块预应力，挂篮就位，浇筑1#块CS21#块形

5、成，张拉1#块预应力，挂篮前移，浇筑2#块CSn（n-1）#块形成，张拉（n-1）#块预应力，挂篮前移，浇筑n#块CS1312#块形成，张拉12#块预应力CS14在支架上浇筑边跨现浇段，悬臂端进行相应配重，准备合龙边跨CS15边跨合龙，张拉边跨底板预应力束和合龙束，跨中顶推，准备合龙中跨CS16中跨合龙，张拉中跨合龙束CS17施加二期，考虑10000天收缩徐变影响部分施工阶段如下:图3.4.2CS15边跨合龙阶段图3.4.2CS16跨中合龙阶段4计算结果4.1施工阶段应力图HJIHHIDA5/rwlBEAMPRE影fiSC)W-nfAxidJi-7.5734A»-C61-7jfi3-

6、l£EA-OOi7刷船A81-7.74.7DE*-00i-750475*-<)01-762444-OD1-7.9314a-C01-7.977B4t-Wl-ej0J5E44-WlHSXJ93Z3*-TOi呻"CSi奇汁开落MAX:MIHl28X#：95+4羊世iNnm*2E朗；林仙HZl0.Z&9图4.1.1CS1阶段主梁最大应力图5>q-nAxi«iJ.，-i.甫点的郴时!m-3j3Ci467»-H：Ki4.526CGai-K2CO-5.2S6fi-7fli-H：Ki-6XJ4733*-H：Ki-SDBC-Cft-HiCO.-E湖烫娘

7、绪=°CSl奇WTfS*；导海4：世iNftnm2EW;冽的1执4Zld.DQO图4.1.2CS15边跨合龙阶段主梁最大应力图IIIIIIIlliIII-3.37W迫3£S7£«-H»0.7SD69»-HlCO.LSS&at-HZCO-5.55U务H+CGO-5.34564+000“&340心+CDO-6.715B&t-HiCO-7.130304-HiCO-7.525Z3t-HICOC5l令汁MAX:42MtHI-q.：-A：E.Ed：£伟：!?E+4羊世iNnm*2目部林!勺顷4MVZi0.000图

8、4.1.3CS16跨中合龙阶段主梁最大应力图HCS17-IHMIDASrwl4jggSr+W0-4.47W1«HM6-44-HUO-5.25312*-HICO-S43fi&ft-HlCO书JQ34I22HI+CDO6.41fl7&a+CD0咕翻73*+Cg-7.LS55Qt-HjCO7.53«6fl：*CCO-7.97301*-HICO甘灌器卷伊°CSl省TtTfftMAX:42MtHI：£伟：!?E+4鼻世iNnm*2目部林!勺顷4MVZi0.000图4.1.3CS17二期包载作用下主梁最大应力图从以上应力图可以看出，该桥在施工阶段主梁

9、未出现拉应力，该桥的设计比较合理。且应力分布均匀，有利丁桥梁的后期收缩徐变。4.2施工阶段主梁变形HcsiMIDArwlPOST刑DEFEiep"WEX-DIR=&JWME+OWNOOE>1fIR.g德gQOH00£-1COMB.*lZC+DOCWOOEs71康卖号TM巳CSLCSl令汁TfSMAX:UIBMJWl?1xSh5e+4羊世imm晨mZiO.DQO图4.2.1CS1阶段主梁变形图A,X-DIR=DJO«E+000NODE-1T-DlR-QflM*fc|00£-12-0IR-7-E2w®e-4iCOMB.*7.-MIDE

10、-HKI2|OOE=4LjSJtrAfieicsisCSl省汁ssMAX:41MtHI21:£伟：踮+4鼻世immE辱；蜘初顷4聂mX:c.oco¥hlJDOQZiO.QOD图4.2.2CS15边跨合龙阶段主梁变形图HIDAS/rwlDiEFgNH川映X-DIR=DJ0«E+OO0NODE-1T-DlR-QflM*fc|00£-12-0IR-7.77®w®e-4iCOMB.*Z791E-HKI2|OOE=4L系:ft我CSl省汁站MAX:41MtHI21:£伟：踮+4鼻世immE辱；蜘初顷4聂mX:o.oco图4.2.3CS

11、16中跨合龙阶段主梁变形图HIDAS/rwlDEFERSHg#方廊X-DIR=OJ0(ME+OO0NOOE>1f1R.顽旄*000fciooe-1z-om-T-33乏w«e-4iCCMB.M?.34B£*Dfl2|OOE=4L康卖郛网却CSUCSi奇汁开JSMAX:41MtHIBX-f?：95+4垦世immE5M;物强gg图4.2.4CS17二期包载阶段主梁变形图4.3正常使用极限状态一、短期荷载组合应力包络图MIDAS/OrwlBEAM亦rA.由m".【0jQOQQO*-*<m-1.319<13»-«400-2.3S7B1A

12、-HHU“Y.5550HKi-5jfi33B3ai-HKi-6.712Elft+CC!Ci-7.7911&a：-HCOYrassew+coor-9.9«S3t+CCO7繇flCBCaJlid-CBBMAX:1MEH5XWT9E4<(EiN/mma曰JW：WMJWAtm*f2iO.OW图4.3.1短期荷载组合上缘应力包络图HIDASrwl白W亦E$g*r滋期M+00Or-3j07fi&7-H»O-4Xra7H2«-HJCO-5.13756*+CCO"-6.l3B63ai-H2CO-J.LSS-Z&a+CCO-5.179954+

13、000-1.2110604-HICO1X122134-MIDI-1.12413*+G01CBCahd.CB&MAX:52MEHj尊aXWT9E4<(EiN/mma曰JW：CWWJWAtm图4.3.2短期荷载组合下缘应力包络图、长期荷载组合应力包络图MIDAS/OrnlBEAM亦EGGW)-iJIanB&v-HWO-2.7B1361»-HCOT.T&SmAHDOYKTC&aHKi-5.72561*-HICO-6.7D4.S4ai-HiCO7刷3W+COO整562014+000£4074*-HICOT确监TO】CBCaJhCLCE7MAX=

14、1HIM;79丈网&E+4*(£iN/mmag：恂Xg4图4.3.3长期荷载组合上缘应力包络图HPOMSMIDAS/OrwlBEAM亦E$g*宋FLSI-l.744»r+war-5.5W71OMe-<31A3£a-HN»»-E.l65£S*-HICO"-6ja21D2a+CCO“MTSmSa+CDO-孔731£94+CDD"-8,58702®-HiCO-.dMZS&t+CCO-iJOZSTTt-HJOlT禺补心MAX:52MEHj-44丈营9E-+4F尊恂4图4.3.4长期

15、荷载组合下缘应力包络图从以上的云图可以看出在标准组合情况下,主梁上缘未出现拉应力。可见,在标准组合下，基本保证主梁全截面受压，主梁应力满足C50混凝土抗压允许值。4.4承载能力极限状态MllASrwlbm口谈卅HU。.D£p»W»-HH»，M43OMHIM2jS24£jh*-H113.40-&24t-HllaLSTK-HUi痂Wt+Gll-5.75IDS*-HillCBCMhcLCBZMAX:41MEHj««XI?：9E+4N曰JW：WMJWAtm图4.4.1承载能力极限状态组合弯矩包络图Ep1££

16、;473«*0077.99242i-»HJ6DJHKKH14-KHH-7SB5B3ft+Cre-1.33-I73t-H1D7-lr&6JMT7t-HJD7-3.397ZK-HK7CECaliCLCE2MAX:垦®N曰卓：物Atm图4.4.2承载能力极限状态组合剪力包络图4.5分析结果一览表表4.3.1正常使用极限状态应力计算汇总表工况跨中边跨0.4L边中支点上缘应力(MPa)下缘应力(MPa)上缘应力(MPa)下缘应力(MPa)上缘应力(MPa)下缘应力(MPa)短期荷载组合(最大)-5.49-4.46-8.68-3.71-1.41-10.39短期荷载组合允许应力1.851.851.851.851.851.85长期荷载组合(最-6.33-7.09-8.71-5.88-