跨苏嘉杭大桥上部结构计算

xx大桥上部结构计算说明1.工程概况xx高速特大桥是xxxx大道新建工程中的一座特大桥。主桥里程桩号k5+810.39m~k6+110.61m，全长290.11m。2.技术标准和设计参数2.1技术标准2.1.1桥跨型式：主桥为双幅连续箱梁，跨径布置：80.11+130+80.112.1.2桥面宽度：全宽30m，横向布置为0.5米防撞护栏+12.5米行车道+0.5米防撞护栏+3.0米中央分隔带+0.5米防撞护栏+12.5米行车道+0.5米防撞护栏2.1.3桥面纵坡：小于3%2.1.4桥面横坡：2%（单幅单向坡）2.1.5荷载标准2.1.5.1车辆荷载等级：汽车-超20级，挂车-1202.1.5.2地震烈度：6度地震区，按7度设防2.1.6通航标准2.1.6.1通航水位（黄海高程）最高通航水位2.21m2.1.6.2通航净空净高7m净宽70m2.1.7温度：桥址处极端最高温度41℃，极端最低温度-12.0℃；桥址处月平均最高温度32℃，月平均最低温度-0.7℃。设计基准温度取15℃。2.2设计规范2.2.1《公路工程技术标准》（JTJ001-97）2.2.2《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）2.2.3《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）2.2.4《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）2.2.5《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）2.2.6《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）2.3主要材料及其设计参数2.3.1混凝土2.3.1.150号混凝土（用于主桥、墩身及支座垫石）弹性模量：35000MPa剪切模量：15050MPa泊桑比：1/6轴心设计抗压强度：28.5MPa设计抗拉强度：2.45MPa热膨胀系数：0.000012.3.1.240号混凝土（用于承台）弹性模量：33000MPa剪切模量：14190MPa泊桑比：1/6轴心设计抗压强度：23.0MPa设计抗拉强度：2.15MPa热膨胀系数：0.000012.3.1.330号混凝土（用于桩基础）弹性模量：30000MPa剪切模量：12900MPa泊桑比：1/6轴心设计抗压强度：17.5MPa设计抗拉强度：1.75MPa热膨胀系数：0.000012.3.1.420号混凝土（用于承台封底）弹性模量：26000MPa剪切模量：11180MPa泊桑比：1/6轴心设计抗压强度：11MPa设计抗拉强度：1.3MPa热膨胀系数：0.000012.3.2低松弛钢绞线（用于主梁内预应力）直径：15.24mm弹性模量：190000MPa标准强度：1860MPa张拉控制应力：1395MPa热膨胀系数：0.0000122.3.3精轧螺纹钢筋（用于主梁内竖向预应力）直径：32mm弹性模量：200000MPa标准强度：750MPa张拉控制应力：675MPa热膨胀系数：0.0000122.4设计荷载取值2.4.1恒载2一期恒载一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取26KN/m3。2.4.1.2二期恒载二期恒载为桥面防撞护栏、分隔带护栏等及桥面铺装。经计算二期恒载取74.375KN/m。⑴桥面铺装荷载单幅桥：50号混凝土层5cm，沥青层10cm每延米重：25×0.05×13.5+22×0.1×12.5=44.375KN/m⑵防撞护栏荷载单幅桥以20KN/m计入⑶管线荷载单幅桥以10KN/m计入2.4.2活载2.4.2.1计算荷载：汽车-超20级a.汽车荷载多车道加载时的横向折减系数：0.78（单幅取三列车队）b.采用平面结构程序进行总体计算时，汽车荷载的偏载增大系数取1.152.4.2.2验算荷载：挂车-120挂车-120作为验算荷载在全桥全长范围内布置一辆。2.4.2.3汽车制动力制动力的着力点在桥面上，其值按桥规规定的方法计算。2.4.2.4汽车荷载的横向分布系数汽车荷载的横向分布系数为3×0.78×1.15=2.6912.4.3温度力①体系升温20℃；体系降温20℃②桥面板局部升温10℃，降温5℃2.4.4地震力6度地震区，按7度设防3.主桥总体静力计算3.1桥跨布置80.11+130+80.11=290.22m预应力混凝土连续箱梁3.2数值符号规定弯矩M：以使单元下缘受拉为正，单元上缘受拉为负剪力Q：以使单元产生顺时针转动为正，反之为负轴力N：以单元受压为正，受拉为负应力：以压应力为正，拉应力为负位移：以向下为正，向上为负3.3荷载组合荷载组合参与组合项目Ⅰ恒载+汽车Ⅱ恒载+汽车+升升温+降温Ⅲ恒载+挂车3.4计算方法概述总体静力计算采用平面杆系理论，主梁为平面梁单元。总体计算根据桥梁施工流程划分结构计算阶段，根据设计的合拢方法模拟合拢计算步骤，根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、主梁极限承载力计算，验算结构在施工阶段、运营阶段应力、主梁极限承载力及整体刚度是否符合规范要求。总体计算采用桥梁博士进行计算。边界条件的处理：施工阶段边跨现浇段支承按单向竖向刚性支撑处理，中墩按竖向双向刚性支承处理；成桥及运营阶段各墩按竖向双向刚性支承处理。3.5施工阶段应力悬臂施工过程中，主梁下缘的最大压应力为11.77MPa，上缘最大压应力13.44MPa，主梁最大拉应力为0.88MPa，满足规范要求。主梁合拢施加桥面铺装荷载后，主梁最大压应力为12.10MPa，在边墩处主梁上缘出现最大拉应力为0.45MPa。（在程序中模拟了真实的主梁长度和支座位置，在边支座外有一段长0.76m的悬臂梁，因此在计算结果中必然会出现部分拉应力，但主梁的实际受力状况与此不同。）主梁应力满足规范要求。3.6运营阶段计算结果3.6.1主梁主要控制断面应力值断面位位置应力中跨支点断面中跨跨中断面中跨l/4断面边跨支点断面边跨合拢断面组合Ⅰ上缘应力σmax(Mpaa)8.508.7710.07-0.454.19σmin(Mpaa)5.503.706.69-0.480.57下缘应力σmax(Mppa)12.352.7513.254.578.63σmin(Mpaa)9.6310.378.574.412.87组合Ⅱ上缘应力σmax(Mpaa)11.4112.0811.522.046.42σmin(Mpaa)4.052.043.83-1.72-0.55下缘应力σmax(Mpaa)12.3811.0512.564.988.72σmin(Mpaa)9.551.397.324.212.82组合Ⅲ上缘应力σmax(Mpaa)7.316.637.85-0.453.20σmin(Mpaa)6.594.336.66-0.471.39下缘应力σmax(Mpaa)11.819.5110.844.587.47σmin(Mpaa)11.006.409.264.564.943.6.2主梁应力包络图图中红、绿、蓝、咖啡四种颜色分别代表上、下缘的最大、最小应力3.6.3主梁主应力图中红、黑两色色分别代表表最大主压压、主拉应应力。组合Ⅰ中最大主主压、主拉拉应力分别别为14.773Mppa和-0.448MPPa组合Ⅱ中最大主主压、主拉拉应力分别别为14.779Mppa和-1.772MPPa规范允许值：组合Ⅰ：σzll≤0.8RRlb=0.88×3=22.4MMPaσza≤0.6RRab=0.66×35==21MMPa组合Ⅱ：σzll≤0.9RRlb=0.99×3=22.7MMPaσza≤0.655Rab=0.665×355=22..75MMPa箍筋间距验算：：设计中箍筋间距距采用155cm，满满足规范要要求。3.6.5主、边墩墩顶反反力单位：吨吨支支反力荷载组合边墩主墩MaxMinMaxMin恒载6005430Ⅰ96451059505340Ⅱ84150259605330Ⅲ73056955705400位移(cmm)位移之和（cmm）与主跨比值MAXMIN主跨跨中9.0