内环快速路道路综合整治工程（二期）结构计算书

渝黔复线南泉立交钢箱梁计算书设计概况1.1大佛寺大桥大佛寺大桥位于渝黔高速公路K2+820~K4+600段，大桥全长1156m。大佛寺长江大桥主桥系预应力钢筋混凝土双塔双索面漂浮体系斜拉桥，引桥为预应力钢筋混凝土T型简支梁桥。桥跨总体布置（北向南）：2m（北台）+3×50m（北引桥）+198m（主桥边跨）+450m（主桥中跨）+198m（主桥边跨）+3×50m（南引桥）+8m（南台）=1156m，桥面总宽30.6m。主桥：2×11.25m（行车道）+1.5m（中央分隔带）+2×1.5m（检修道）+2×1m（索区）+2×0.5m（外侧防撞护栏）+2×0.3m（检修道栏杆）=总宽30.6m。引桥：2×11.25m（行车道）+1.5m（中央分隔带）+2×2.5m（检修道和对应索区宽）+2×0.5m（外侧防撞护栏）+2×0.3m（检修道栏杆）=总宽30.6m。大佛寺大桥典型横断面1.2龙黄路分离式立交桥龙黄路分离式立交桥为一跨20m的装配式预应力混凝土简支空心板桥。该桥主梁遭到车辆撞击，1根预应力钢绞线发生断裂。根据检测单位管养建议，本次设计对边梁破损部位进行修复，通过粘贴钢板的措施补偿钢绞线的断裂。原桥梁结构安全性、持久状况承载能力极限状态及正常使用极限状态下的刚度、强度等计算复核不在本次设计范围内。边梁损伤处治断面采用规范（1）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2—2008)（2）《城市桥梁桥面防水工程技术规程》(CJJ139－2010)（3）《城市桥梁养护技术规范》(CJJ99－2017)（4）《城市道路交通设施设计规范》（GB50688-2011）2019年版（5）《城市道路提档升级维护工程设计导则》(试行<2011.8>，重庆市市政管理委员会)（6）《公路桥涵养护规范》(JTG5120-2021)（7）《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18－2018)（8）《公路沥青路面设计规范》(JTGD50—2017)（9）《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)（10）《环氧树脂砂浆技术规程》(DL/T5193－2004)（11）《公路交通安全设施设计细则》(JTGD81-2017)（12）《城市道路交通设施设计规范》（GB50688-2011）2019年版（13）《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07-01-2006)（14）《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013；（15）《重庆市城市桥梁工程施工质量验收规范》DBJ50/T-086-2016；（16）《混凝土结构耐久性修复与防护技术规程》(JGJ∕T259-2012)；（17）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）；（18）《公路桥梁伸缩装置》(JT/T327－2016)；（19）《混凝土界面处理剂》（JC/T907-2002）；（20）《路桥用水性沥青基防水涂料》（JT/T535-2015）；（21）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG3362-2018）；（22）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）主要材料及力学参数Q355C：弹性模量E=2.06×105MPa剪切模量G=0.79×105MPa抗拉、抗压及抗弯强度设计值：275MPa抗剪强度设计值：155MPaQ345B：弹性模量E=2.06×105MPa剪切模量G=0.79×105MPa抗拉、抗压及抗弯强度设计值：305MPa抗剪强度设计值：175MPa预应力钢绞线1×7（直径15.2mm）：抗拉强度标准值fpk=1860MPa防撞栏杆计算4.1防撞护栏计算根据重庆交大建设工程质量检测中心有限公司2019年的检测评估报告知：根据《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTG074—94）第5.1.11条对大佛寺长江大桥护栏进行护栏尺寸判定，大佛寺长江大桥护栏从路面算起至连接螺栓孔中心的距离为55.5cm，小于规范所要求的60cm，不满足设计尺寸要求，建议进行栏杆升级改造。查阅竣工资料知，现状大佛寺大桥路侧防撞护栏基座尺寸为40×56.2×25cm（横桥向×纵桥向×高），采用12根φ20钢筋植入主梁，基座间距2m；中分带防撞护栏基座尺寸为92.4×56.2×25cm（横桥向×纵桥向×高），采用18根φ20钢筋植入主梁，基座间距4m。路侧护栏大样图中分带护栏大样图根据《城市道路交通设施设计规范》（GB50688-2011）2019年版要求，大佛寺大桥护栏防护等级采用SS等级，宜采用HB等级。大佛寺大桥护栏防护等级不采用HB等级的理由：1、现状基座宽度仅40cm，采用HB组合式护栏钢板尺寸已超出基座。2、HB级组合式护栏较高，重量较大，对桥梁加载较大。3、HB级组合式护栏防撞要求较高，按现状基座间距2m，通过计算无法满足防撞力要求。4、通过类比重庆市万州长江二桥，该桥在2019年进行护栏改造，桥梁护栏等级为SA级。计算分析HB级组合栏杆按碰撞荷载550kN加载，立柱最大应力为341.9MPa（工字钢按36cm计算，已考虑增大尺寸加强立柱），仍超出应力限值305MPa，故按HB级碰撞荷载加载后，间距为2m情况下无法满足规范要求。本次设计考虑防撞护栏等级为SS级，因大桥铺装为8cm沥青层，按照规范要求，采用组合式护栏总高度（主梁结构顶至护栏顶）需不小于128cm。根据现状实际条件，路侧护栏基座间距为2m，中分带基座间距为4m，利用原植入主梁钢筋进行护栏设计。采用混凝土底座+钢护栏（SS级），立柱及横向钢管加强，中分带横梁加强。混凝土基座+钢护栏（SS级）大样拆除原有护栏及基座，保留锚入主梁钢筋，对钢筋进行除锈处理，采用钢筋和钢板与原有钢筋进行焊接，再浇筑C40砼。路侧基座考虑采用0.3×0.25m尺寸的通长横系梁连接相邻立柱，立柱处新建基座尺寸与原有尺寸（40×56.2×25cm）一致，最后设置钢护栏，中分带基座考虑按原尺寸（92.4×56.2×25cm）恢复，两侧新建钢护栏后采用横向钢管加强支撑。经复核，护栏可满足最新规范要求。路侧护栏计算分析SS级组合栏杆按碰撞荷载435kN加载，立柱最大应力为269MPa，在应力限值305MPa内，故按SS级碰撞荷载加载后，间距为2m情况下满足规范要求。中分带护栏计算分析SS级组合栏杆按碰撞荷载435kN加载，钢管最大应力为277MPa，未超出应力限值305MPa，故按SS级碰撞荷载加载后，间距为2m情况满足规范要求。钢筋锚固计算分析按原有基座钢筋提供的抗拔力（按0.9倍折减），单个基座提供的抗拔承载力为202kN·m，周边3个基础SS级立柱最大弯矩分别为62.9kN·m、319.2kN·m、62.9kN·m，由于横系梁作用，基座将整体承担抗拔，故抗拔承载力力606kN·m＞（62.9+319.2+62.9）445kN·m，抗拔承载力满足按SS级防撞要求。4.2改造前后荷载分析改造后护栏横断面经对改造前后进行荷载对比分析，对比表如下：改造前后桥面荷载对比构件（每2m）原桥单位kg新桥单位kg差值单位kg防撞栏杆护栏111.04646.80535.76基座281.00820.25539.25中分带护栏222.09482.00259.91基座162.28162.280.00人行道栏杆320.000.00-320.00人行道铺砖633.60132.00-501.60桥面铺装0.00-540.00-540.00合计1730.011703.33-26.68经复核，通过拆除人行道一侧护栏，减小5mm桥面沥青铺装，更换人行道铺装材料等措施，护栏改造未对原桥进行加载。通过计算分析，护栏可满足最新规范SS级防撞要求。龙黄路分离式立交桥边梁贴钢板处治计算龙黄路分离式立交桥左幅1#边板跨中处1根钢绞线断裂，1根钢绞线能提供的承载力