大桥（100+180+100）m连续刚构施工图设计上部结构计算书

1、*公司 连续刚构计算书PAGE 设计者： 复核者： 第1页 共27页中铁二院工程集团有限责任公司 连续梁（连续刚构）计算书 *大桥（100+1800+1000）m连续刚刚构施工图设计计上部结结构计算算书计算者：复核者：*公公司二O一二年年十月 设计者： 复核者： 第27页 共27页1.概述本计算为*大桥主桥桥上部结结构纵向向计算，上部结构为（100+180+100）m连续刚构。按全预应力控制计算。内容包含持久状况承载能力极限状态计算、持久状况正常使用极限状态计算、持久状况和短暂状况构件应力计算、静力抗风稳定性计算。2计算依依据、标标准和规规范2.1主要要技术标标准1、公路等等级：城城市道路路，

2、左右右线分修修2、桥面宽宽度：单单线166m3、荷载等等级：城城市-A级，人群3.00kN/m24、设计时时速：330kmm/h5、设计洪洪水频率率：1/3006、设计水水位：H1/3003077.566m7、设计基基本风速速：V1024.3m/s8、地震动动峰值加加速度：0.055g（对应应地震基基本烈度度VI度）9、通航等等级：-(22)级；通航船船舶等级级：1000t；2.2 计算依依据、标标准和规规范1、公路路工程技技术标准准(JTGG B001-220033)2、公路路桥涵设设计通用用规范(JTG D60-2004)3、公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范(JTGG

3、 D662-220044)4、公路路桥涵地地基与基基础设计计规范(JTG D63-2007)5、公路路桥梁抗抗风设计计规范(JTG/T D60-01-2004)6、梁桥桥手册（下下册）220111年4月第二二版人民民交通出出版社2.3计算算理论和和计算方方法构件纵向计计算均按按空间杆系系理论，采用桥梁博士v3.2进行计算。将计算对象象作为平平面梁划划分单元元作出构构件离散散图（见见附图），全全桥共划划分1552个节点和1149个个单元；根据连续刚刚构的实实际施工工过程和和施工方方案划分分施工阶阶段根据施工总总体安排排，共划划分77个施工工阶段和和1个使用用阶段。箱箱梁施工工阶段采采用13天为一

4、一施工周周期其中中张拉预预应力时时混凝土土龄期为为5天。具具体施工工阶段划划分为：阶段1：完完成桩基基、承台台、墩身身施工；阶段2：绑绑扎0#块钢筋，托托架浇注注0#块混凝土土；阶段3：张张拉0#块预预应力；阶段4：安安装挂篮篮；阶段5：绑绑扎1#梁段钢钢筋；阶段6：浇浇注1#梁段混混凝土；阶段7：张张拉1#梁段预预应力；阶段8: 移动挂挂篮；阶段9：绑绑扎2#梁段钢筋筋；阶段10：浇注2#梁段混混凝土；阶段11：张拉22#梁段段预应力力；阶段12阶段664：移移动挂篮篮，绑扎扎钢筋及及浇注33#20#梁段混混凝土，张张拉3#20#梁段预预应力；选择合合适时宜宜采用托托架浇筑筑端头现现浇段；阶

5、段65：施加顶顶推力；阶段66：绑扎中中跨合龙龙段钢筋筋及边跨跨现浇段段钢筋；阶段67：浇筑中中跨合龙龙段及边边跨现浇浇段混凝凝土；阶段68：张拉中中跨合龙龙段预应应力；阶段69：在中跨跨区域采采用水箱箱或其它它压重措措施进行行压重；阶段70：移动挂挂篮，绑绑扎钢筋筋；阶段71：浇注221#梁段混混凝土；阶段72：张拉221#梁段预预应力；阶段73：移动挂挂篮，绑绑扎钢筋筋，施工边边跨合拢拢段临时时刚性连连接；阶段74：浇注边边跨合拢拢段混凝凝土；阶段75：张拉边边跨合拢拢段钢束束；阶段76：拆除挂挂篮及中中跨压重重；阶段77：施工防防撞墙、桥桥面铺装装等二期期荷载和和附属设设施，全全桥施工工

6、完成。阶段78：成桥110年。进行荷载组组合，求求得构件件在施工工阶段和和使用阶阶段时的的应力、内内力和位位移；根据规范规规定的各各项容许许指标，验验算构件件是否满满足规范范规定的的各项要要求。2.4 计算软软件名称称及版本本主桥整体计计算采用用桥梁博士v3.2进行行计算，施施工稳定定性计算算及动力力特性计计算采用用MIDDAS Civvil V7.8软件。3. 计算算模型及及参数3.1 计算参参数选取取主要材料及及设计参参数根据据设计文文件及规规范取值值，见表表-1。主要材料及及参数表表-1材料项目参数备注C60混凝土抗压强度标标准值38.5MMpa抗拉强度标标准值2.85MMpa抗压强度设

7、设计值26.5MMpa抗拉强度设设计值1.96MMpa弹性模量EEc360000Mpaa混凝土特性性参数计算材料容容重26kN/m3线膨胀系数数1.0E-5桥梁所处地地区相对对湿度0.75低松弛钢绞绞线（115.22）抗拉强度标标准值1860MMpa控制张拉应应力0.75、0.7731395、13588Mpaa弹性模量1.95EE5Mppa松弛率0.3钢绞线锚具具及波纹纹管钢束管道摩摩阻系数数0.17钢束管道偏偏差系数数0.00115普通锚具单单端变形形及回缩缩值0.0066m低回缩锚具具单端变变形及回回缩值0.0011m3.2 计算采采用的基基本资料料1）箱梁按按全预应应力混凝凝土构件件设计

8、，该该桥为城城市重要要桥梁，安安全等级级为I级。2）收缩、徐徐变按照照公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范(JTGG D662-220044)公式式计算。3）合龙温温度取1521，根据据当地气气象资料料显示，多年平均气温16.9，最低月平均气温5.7，最高月平均气温29.3。计算时按均匀升降温25控制。4）主梁梯梯度温度度按照公公路桥涵涵设计通通用规范范（JJTG D600-20004）表表4.33.100-3条取取值，桥桥墩不计计梯度温温度。本桥采用110cm厚沥青混凝凝土铺装装，按规规范参数数取值。梯度升温：按箱梁梁上、下下缘梯度度温度145.50考虑。梯度降温：按箱梁梁

9、上、下下缘梯度度温度-7-2.750考虑。5）根据公公路桥涵涵设计通通用规范范（JJTG D600-20004）4.33.2：，冲击系数数取值为为。6）边界条条件及土土侧弹性性刚度计计算本桥建模时时同时考考虑桩基基、承台台、墩身身及梁体体，计算算分析时时考虑将将墩与梁梁体固接接，伸缩缩缝端采采用双点点支撑以以模拟实实际支座座受力；同时主主墩桩基基按实际际尺寸及及间距建建模，考考虑桩土土效应，以以准确模模拟桥墩墩刚度。桩侧土弹性性刚度按按根据公公路桥涵涵地基及及基础规规范JJTJDD63-20007附录录P计算。以下为100号主墩墩土弹性性刚度计计算过程程：桩计算宽宽度式中：d桩径；各桩柱间间相

10、互影影响系数数；桩形状换换算系数数，对于于圆形桩桩的计算步骤骤如下：A、桩柱计计算埋入入深度hh1B、与作用用力平行行的一排排桩桩数数n有关的的系数，当当n=33时，；当n=4时，。C、的计算算。横向桩间净净距故：由此得：纵向桩间净净距故：由此得：各结点处处的集中中弹簧支支撑刚度度K为：式中：表示示结点相相邻两单单元的长长度和之之一半；表示地基土土对桩柱柱侧面的的地基系系数，其其中土层层m值参照照公路路桥涵地地基及基基础规范范JTTJD663-220077附录P 表P.00.2-1取值值；hii为各桩桩基节点点位置入入土深度度。11号主墩墩桩基计计算宽度度参照上上述公式式计算，不不再赘述述。3

11、.3 荷载取取值及荷荷载组合合荷载取值一期恒载载为梁部自自重(包括隔隔板及齿齿板重)。混凝凝土容重重取266kN/mm3，箱梁梁按实际际断面计计取重量量。二期恒载载包括110cm厚沥青铺装装一道防撞撞墙+单边人人行道，见见表-22。箱梁二期恒恒载表-2桥梁宽度16米防撞墙二期期恒载(kN/mm)18=88.0人行道20沥青混凝土土桥面铺铺装二期期恒载(kN/mm)130.122431.2合计（kNN/m）59.2取取60汽车荷载载(1)汽车车竖向荷载载采用公公路I级荷载载，汽车竖向荷荷载的横横向分布布系数见见表-33（未计计入冲击击系数）。活载横向分分布系数数表-33 桥宽（米）横向布置车车列

12、数横向折减系系数汽车偏载系系数汽车横向分布系数1630.781.252.9255(2)汽车车纵向制制动力荷荷载根据据公路路桥涵设设计通用用规范（JTG D60-2004）4.3.6-1计算,一个个车道上上由汽车车荷载产产生的制制动力标标准值按按本规范范第4.3.11条规定定的车道道荷载标标准值在在加载长长度上计计算的总总重力的的10%计算，但但公路I级汽车车荷载的的制动力力标准值值不得小小于1665kNN。计算得得单车道道制动力力为4335kNN，3车道折折减系数数为0.78。基础变位位：隔墩墩支座沉沉降1.0cm, 不考虑虑横桥向向基础不不均匀沉沉降。挂篮重量量：取0.445倍最大大节段重重

13、，即112500kN(包括施施工机具具和施工工人员) ,按集集中荷载载加载于于梁端前前沿500cm处处。人行活载载：人行道道宽2.5m，取3.55kN/m2。最大悬臂臂状态的的施工荷荷载：本桥主桥上上部箱梁梁采用悬悬臂浇筑筑法施工工，最大大悬臂施施工长度度为899m，计算算时，从从最不利利受力图图式出发发，对最最大悬臂臂状态的的施工荷荷载作如如下考虑虑（不考考虑挂篮篮坠落，施施工单位位应采取取压重和和后锚等等多种措措施来确确保挂篮篮不会坠坠落）。(1)箱梁梁自重不不均匀假设梁体自自重不均均匀，一一侧取1.004梁重，另另一侧取取0.996梁重。(2)动力力系数不不均匀挂篮及其它它施工机机具的自

14、自重差，一一端采用用1.2，另一一端采用用0.8。同时考考虑最不不利情况况，单侧侧挂篮脱脱落。(3)梁段段施工不不同步最后一悬臂臂浇筑梁梁段不同同步施工工，一端端空载，一一端施工工。(4)材料料、机具具堆放不不均匀施工单位要要求在梁梁体上堆堆放一些些工具材材料，计计算时，取取一悬臂臂作用有有8.55kN/m均布荷荷载，并并在其端端头有2000kN集中中力，另另一悬臂臂空载。(5)挂篮篮脱落施工单位必必须保证证挂兰不不会坠落落。(6)风荷荷载从保守的风风载组合合出发。施施工阶段段按百年年一遇风风速计算算，。横桥向及顺顺桥向风风荷载按按公路路桥涵设设计通用用规范（JTG D60-2004）计算，主

15、梁竖向风荷载按公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004）计算。风荷载模式式风荷载组合合方式取取以下22种：()作用用(1)（4）；()作用(2)+(3)+(4)（上部部风力不不对称，）横向风荷载载计算(由最高高的111号桥墩墩控制，桥桥面高HH=877+111=988m)横向风荷载载假定水水平垂直直作用于于桥梁各各部分迎迎风面积积的形心心上,其标准准值按下下式计算算：式中：横桥向风风荷载标标准值(kN)；设计基准准风压(kN/m2)；横向迎风风面积(m2)；桥梁所在在地区的的设计基基本风速速(m/ss), （四川巴巴中百年年一遇）；高度Z处处的设计计基准风风速(m/ss)；Z距

16、地面面或水面面的高度度(m)；空气重力力密度(kN/m3)，；设计风速速重现期期换算系系数，；地形、地地理条件件系数，；阵风风速速系数，；考虑地面面粗糙度度类别和和梯度风风的风速速高度变变化修正正系数；风载阻力力系数，；重力加速速度，。桥墩上的顺顺桥向风风荷载标标准值可可按横桥桥向风压压的700%乘以以桥墩迎迎风面积积计算。竖向风荷载载计算作用在主梁梁单位长长度上的的静力风风荷载（N/mm）按下下式计算算：；式中：空空气密度度（），取取为1.25；构件基准准高度，取取为922m；设计基准准风速（m/s），计算得52.9m/s；主梁竖向向力（升升力）系系数，取取为0.4；主梁的宽宽度（mm），取

17、取为166m；考虑地面面粗糙度度类别和和梯度风风的风速速高度变变化修正正系数，取取为1.27；阵风风速速系数，取取为1.7；桥梁所在在地区的的设计基基本风速速(m/ss),查查得值为为24.3m/s。计算得： q3=1/211.255522.9220.411611.2kNN/m施工阶段风风荷载集集度如下下表所示示： 施工阶阶段风荷荷载集度度风载模式主梁风载集集度(kN/m2)桥墩风载集集度(kN/m2)墩底墩顶竖向风载0.7横桥向风载载2.522.981.092.36顺桥向风载载-0.761.65运营阶段段风荷载载：成桥运营阶阶段，风风荷载计计算方式式与施工工阶段大大致相同同，仅几几个参数数取

18、值不不同：（1）设设计风速速重现期期换算系系数，施施工阶段段；运营营阶段取取（2）风载阻阻力系数数计算时时，施工工阶段梁梁高取实实际箱梁梁高，运运营阶段段应再加加上防撞撞墙高度度1.11m；（3）施工工阶段考考虑竖向向风压，运运营阶段段可不考考虑。运营阶段风风荷载集集度如下下表所示示。 运营阶阶段风荷荷载集度度风载模式主梁风载集集度(kN/m2)桥墩风载集集度(kN/m2)墩底墩顶横桥向风载载3.373.9881.453.14顺桥向风载载-1.022.28、船舶撞撞击力按公路桥桥涵设计计通用规规范JTGGD600-20004 计算：按规范规定定,通航等等级：-(22)级；通航船船舶等级级：10

19、00t；撞击力力取为：横桥向向:2550kN;顺桥向:2000kN。4 计算算结果4.1主梁梁计算结结果 持久状状况极限限状态承承载能力力计算持久状况极极限状态态抗弯承承载能力力验算根据公桥桥规第第5.11.5条条的规定定，桥梁梁构件的的承载能能力极限限状态计计算应满满足：0MdR运营阶段承承载能力力最小弯弯矩图运营阶段承承载能力力最大弯弯矩图由上图可知知，跨中中最大组组合弯矩矩为1877750kkN.m，跨中中抗弯极极限强度度为2619954kkN.mm（未计入普普通钢筋筋作用），控制截面为中跨跨中；支点最大负弯矩为-3141326kN.m，支点处抗弯极限强度为-4003768kN.m。主桥

20、箱梁抗抗弯承载载能力验验算满足足规范要要求。持久状况况极限状状态抗剪剪承载能能力验算算根据公桥桥规第第5.22.7条条的规定定，桥梁梁构件的的斜截面面抗剪承承载力应应满足：公桥规第第5.22.9条条的规定定，抗剪剪截面应应满足：最大承载能能力剪力力图最小承载能能力剪力力图构造抗剪计计算表截面号计算剪力QQh腹板厚度VdVccd-MM*tgga/hh0构造抗剪富余量构造抗剪/Q(%)179400010.800 85405366 682322 68.3%85.9%276200010.300 85387444 650888 68.0%85.4%37140009.82 85368888 620244

21、68.1%86.9%46690009.35 85351988 590877 67.9%88.3%56250008.89 85335666 561955 67.4%89.9%65830008.45 85320477 534344 66.7%91.7%75430007.96 85305611 503599 64.8%92.7%84980007.50 75287077 418200 45.7%84.0%94570007.05 75272200 393055 44.4%86.0%104200006.63 75261000 369533 41.6%88.0%113840006.23 75248699 3

22、47022 39.5%90.4%123490005.85 75236533 326399 38.0%93.5%133160005.46 65224322 263422 17.4%83.4%142800005.10 65209799 246144 17.3%87.9%152460004.77 65194544 230033 18.2%93.5%162140004.48 65178755 215111 20.3%100.55%171840004.23 65162255 202288 24.7%109.99%181560004.02 55156000 162300 4.0%104.00%191280

23、003.87 55128000 155799 21.7%121.77%承载能力抗抗剪计算算表备注：X为为到起点点的距离离。计算结论：计算中中，大跨跨刚构的的构造抗抗剪为控控制因素素，如果果按规范范不考虑虑剪力修修正计算算，构造造抗剪通通常不能能得到满满足，本本桥控制制因素为为未修正正前按85控制制，考虑虑修正后后满足。由上图及上上表可知知，主桥桥箱梁抗抗剪承载载能力及及构造抗抗剪均满满足规范范要求。 持久状状况正常常使用极极限状态态计算 正截面面抗裂验验算作用（或或荷载）长长期效应应组合正截截面混凝凝土拉应应力验算算根据公桥桥规强强制性条条款6.3条规定定，A类预应应力混凝凝土受弯弯构件：在作用长期期效应组组合下，stpc0运营阶段上上下缘长长期效应应最小正正应力图图由长图可知知，截面面上下缘缘均未出出现拉应应力，满满足规范范要求。作用（或或荷载）短短期效应应组合正截截面混凝凝土拉应应力验算算根据公桥桥规强强制性条条款6.3条规定定，全预应力混混凝土构构件，在在作用（或或荷载）短短期效应应组合下下分段浇筑或或砂浆接接缝的纵纵向分块块构件 运营阶段上上下缘短短期效应应最小正正应力图图根据短期效效应截面面应力图图形可知