水库大桥结构计算书

新余市虎踞大道新建市政设计工程

何家山水库大桥施工图设计结构计算书计算:复核:审核:中交第二航务工程勘察设计院有限公司何山家水库大桥结构计算书1、 计算依据及设计规范1.1计算依据公路等级：城市主干道；设计荷载：公路一I级；1.2设计规范1、 《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)2、 《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)3、 《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61—2005)4、 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)5、 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)6、 《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)7、 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)8、 《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81—2006)9、 《公路交通安全设施施工技术规范》(JTGF71—2006)2、 设计参数桥梁分两幅，每幅宽17.75m,上部采用现浇钢筋砼实腹式拱桥，净跨径为18m,矢跨比为1/2。混凝土、普通钢筋各项力学指标按《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)执行。混凝土剪变模量按弹性模量的0.4倍采用，柏松比采用0.2。主要参数如下：结构重要性系数：1.1。混凝土容重：26kN/m3。沥青混凝土容重：25kN/m3。收缩徐变按10年考虑。汽车冲击系数分别按D60-2004选取。梁体整体升温温差20°C，整体降温温差20°C。3、 上部结构计算软件计算结果由桥梁博士计算软件生成，采用平面杆系模型计算。4、 上部结构计算结果（附内力图）4.1主拱圈主拱圈持久状况正常使用极限状态承载能力满足规范要求施工阶段主拱圈正截面强度验算满足规范要求。荷载短期效应组合（考虑长期效应影响）裂缝宽度验算满足规范要求。1.1概述何山家水库大桥位于虎踞大道第二合同段，中心桩号为K2+570，交角90度。该桥位于缓和曲线和圆曲线上和直线上。全桥分分两幅，每幅宽17.75m，上部采用7X18m实腹式拱桥，矢跨比为1/2，拱圈厚度为65cm。横断面布置见下图1—1。图1—1横断面布置单位：cm1.2结构模型结构共划分673个单元，674个节点，其中第3453613793974094194254299-35/243042642041039838036234646133735537138740141342142754-80/242842241440238837235633849233134936337739140541542399-125/2416406392378364350332526327341353369383395407417145-171/2418408396384370354342328560323335347359373385399411191-217/2412400386374360348336324594321329339351365375389403237-263/2404390376366352340330322628319325333 343357367381393283-309/2394382368358344334326320424单元为主拱圈单元，填料单元431-460462-491663493495-525527529-559561563-593595597-627629-661662为虚拟单元，第1201、1202、1203、1204、1205、1206、1208、1207节点为支承节点，详见附图1—2。1.3施工阶段划分总体计算根据桥梁施工流程划分结构计算阶段，施工阶段划分见下表1.1。表1.1施工阶段划分表序号施工阶段安装单元号1浇注承台666-6732浇注墩台4945285625963现浇拱圈3453613793974094194254299-35/243042642041039838036234646133735537138740141342142754-80/242842241440238837235633849233134936337739140541542399-125/241640639237836435033252632341353369383395407417145-171/2418408396384370354342328560323335347359373385399411191-217/2412400386374360348336324594321329339351365375389403237-263/2404390376366352340330322628319325333343357367381393283-309/23943823683583443343263204244填料荷载5回填填料及桥面431-460462-491663493495-525527529-559561563-593595597-627629-6616621-810-36/237-5355-81/282-9798-126/2127-143144-172/2173-189190-218/2219-235236-264/2265-281282-310/2311-3186646656成桥十年何家山水库大桥结构计算书1.4计算结果1.主拱圈强度及稳定性验算由《桥梁博士程序》求得结构极限承载力和使用阶段各组合下的最不利荷载组合设计值。主拱圈抗力图见下图1-3（只绘出第四跨）。其中最外缘粗线条表示结构从图中可以看出，主拱圈在持久状况下极限承载力满足规范要求。2.施工阶段主拱圈正截面强度验算《公桥规》第7.2.4规定：钢筋混凝土构件正截面应力应符合下列规定:C40混凝土的最大容许压应力 t=0.8fCk-0.80x26.8=21.44MPa结论：由以上分析可知，主拱圈在施工阶段最大压应力为3.01MPa，满足规范要求。荷载短期效应组合（考虑长期效应影响）裂缝宽度验算主拱圈在持久状况正常使用极限状态下，主拱圈（只示出第四跨）各截面裂缝从上图可以看出，在荷载短期效应组合（考虑长期效应影响）下，主拱圈截面的最大裂缝宽度为0.128mm。《公桥规》第6.4.2规定：钢筋混凝土构件在I类和II类环境下，最大裂缝宽度不应超过0.2mm。结论：由以上分析可知，荷载短期效应组合（考虑长期效应影响）裂缝宽度验算满足规范要求。5、桥墩计算本桥为左右幅设置，上部结构为左幅6X20m普通钢筋混凝土现浇箱梁、5X30m预应力混凝土现浇箱梁，右幅5X20m普通钢筋混凝土现浇箱梁、5X30m预应力混凝土现浇箱梁，桥墩均采用直径150cm的柱式墩。经计算比较，左幅1号墩（墩高为16.1m）、左幅7号墩（墩高为10.0m）、左幅11号过渡墩（墩高为12.5m）最为不利。因此计算书仅给出以上3个桥墩计算结果。5.1左幅1号墩5.1.1桥墩墩身计算（1）荷载汇总及组合由计算可知，2号墩最不利，取2号墩计算。

承载能力极限状态荷载组合I内力结果:单元号=492,左节点号=347内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力4.498e+0043.577e+0044.429e+0043.585e+0043.750e+0044.381e+004剪力1.151e+0049.249e+0031.215e+0049.249e+0039.458e+0031.202e+004弯矩-1.662e+004-1.362e+004-1.846e+004内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力4.498e+0043.577e+0044.429e+0043.585e+0043.750e+0044.381e+004剪力1.151e+0049.249e+0031.215e+0049.249e+0039.458e+0031.202e+004弯矩-1.662e+004-1.362e+004-1.846e+004-1.364e+004-1.311e+004-1.860e+004单兀号=492,右节点号=358内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力4.207e+0043.335e+0043.342e+0044.139e+0043.511e+0044.087e+004剪力-1.151e+004-9.249e+003-9.249e+003-1.215e+004-9.482e+003-1.201e+004弯矩-1.087e+004-8.994e+003-9.012e+003-1.244e+004-8.398e+003-1.265e+004内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力4.207e+0043.335e+0043.342e+0044.139e+0043.511e+0044.087e+004剪力-1.151e+004-9.249e+003-9.249e+003-1.215e+004-9.482e+003-1.201e+004弯矩-1.087e+004-8.994e+003-9.012e+003-1.244e+004-8.398e+003-1.265e+004内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力3.310e+0043.257e+0043.292e+0043.259e+0043.302e+0043.279e+004剪力8.518e+0038.408e+0038.682e+0038.408e+0038.463e+0038.649e+003弯矩单元号=492,左节点号=347正常使用极限状态荷载组合弯矩单元号=492,左节点号=347单元号=492,右节点号=358内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力3.090e+0043.037e+0043.038e+0043.072e+0043.082e+0043.058e+004剪力-8.518e+003-8.408e+003，-8.408e+003-8.682e+003-8.469e+003-8.646e+003弯矩-8.211e+003-8.188e+003-8.193e+003-8.619e+003-8.033e+003-8.671e+003-1.247e+004-1.239e+004-1.294e+004-1.240e+004（2）墩身强度计算-1.226e+004-1.298e+004取用最不利组合进行计算：承载能力极限状态：N=37500KNM=-13110KN-m正常使用极限状态：N=33020KNM=-12260KN-m

计算结果如下:1 11下缘筋面积11 111上缘筋面积11 1|下缘抗弯筋根数11 11 1上缘抗弯筋根数1 111强度值[Mj]11 1|强度值[Nj]|1 I1 1| 0.00 |1 11| 0.0011 1| 11 11 1| 11 11| -11766911 1| 336581.84|1 1注：1、钢筋面积单位cm2，强度计算值单位：轴力N为kN，弯矩M^kN-mo2、小偏心受压，下缘受压上缘受拉(或较小受压)。1 1|受压高度系数|1 1I I砼受压高cm|初始偏心距顷|1 II计算偏心距倾11 I I|偏心距增大系数|钢筋应力|1 1 11 1| 0.66708 |1 11 1130.07994 | 35.0 |1 1135.011 1 1| 1.00000 | 131.51|1 1 1II|纵向稳定系数|1 1按轴心受压计算的钢筋面积cm2I|钢筋根数1 1I1按轴心构件计算受压承载力|1 11 1| 1.00000 |1 10.001 1| 01 11 1| 37500.00 |1 1矩形截面裂缝中间计算结果表II|裂缝筋根数|配筋率u1 1 IIIIII|钢筋表面系数C1|荷载作用系数C2 |构件系数C3 |裂缝筋面积cm2 |钢筋直径系数|_| 1 1 1 1 11 1 1 1| 48 |0.00600| 1.000 | 1.3401 1 1 L1 1| 1.1501 11 1 1| 235.62 | 1.0 |1 1 1注：本表为《公路规范》裂缝中间计算结果。表中第1项实际u值小于0.006,取0.006计算。矩形截面裂缝计算结果表I I| 项目 11 11 I| 钢筋应力MPa |1 1I1 裂缝值mm |11 1| 按公路规范计算1 11 1| 158.771 110.1979 | 1实配118根25,满足要求。5、桥墩承台计算(1)荷载汇总及组合由计算可知，2号墩承台最不利，取2号墩承台计算。

承载能力极限状态荷载组合I内力结果:单元号=667,左节点号=1202内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力1.106e+0059.022e+0041.096e+0059.154e+0049.134e+0041.095e+005剪力3.167e+0022.636e+0021.355e+003-7.742e+002-7.010e+002 1.291e+003弯矩-7.496e+003-6.162e+003-1.272e+004-1.181e+003-7.574e+002-1.304e+004内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力1.106e+0059.022e+0041.096e+0059.154e+0049.134e+0041.095e+005剪力3.167e+0022.636e+0021.355e+003-7.742e+002-7.010e+002 1.291e+003弯矩-7.496e+003-6.162e+003-1.272e+004-1.181e+003-7.574e+002-1.304e+004单兀号=667,右节点号=444内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力1.032e+0058.403e+0048.535e+0041.022e+0058.513e+0041.020e+005剪力-3.167e+002-2.636e+002 7.742e+002-1.355e+0036.599e+002-1.229e+003内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力1.032e+0058.403e+0048.535e+0041.022e+0058.513e+0041.020e+005剪力-3.167e+002-2.636e+002 7.742e+002-1.355e+0036.599e+002-1.229e+003弯矩-6.862e+003-5.634e+003-2.492e+003-1.024e+004-1.891e+003-1.073e+004弯矩-6.862e+003-5.634e+003-2.492e+003-1.024e+004-1.891e+003-1.073e+004正常使用极限状态荷载组合I内力结果:单元号=667,左节点号=1202内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力8.264e+0048.202e+0048.236e+0048.236e+0048.231e+0048.234e+004剪力2.398e+0022.396e+0025.113e+002-3.172e+001-1.250e+001 4.945e+002弯矩-5.629e+003-5.602e+003-6.993e+003-4.299e+003-4.188e+003-7.078e+003内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力8.264e+0048.202e+0048.236e+0048.236e+0048.231e+0048.234e+004剪力2.398e+0022.396e+0025.113e+002-3.172e+001-1.250e+001 4.945e+002弯矩-5.629e+003-5.602e+003-6.993e+003-4.299e+003-4.188e+003-7.078e+003单元号=667,右节点号=444内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力7.701e+0047.639e+0047.674e+0047.674e+0047.668e+0047.670e+004剪力-2.398e+002-2.396e+0023.172e+001-5.113e+002 1.670e+000-4.782e+002弯矩-5.149e+003-5.122e+003-4.301e+003-6.032e+0034.143e+003-6.160e+003内力性质最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力7.701e+0047.639e+0047.674e+0047.674e+0047.668e+0047.670e+004剪力-2.398e+002-2.396e+0023.172e+001-5.113e+002 1.670e+000-4.782e+002弯矩-5.149e+003-5.122e+003-4.301e+003-6.032e+0034.143e+003-6.160e+003取用最不利组合进行计算:承载能力极限状态：N=承载能力极限状态：N=110600KNM=-750KN•m计算结果如下:承台底面单桩竖向力max(kN)min(kN)Nid=Fd/n土Myd*xi/Exi2土Mxd*yi/Eyi2=13932.1413717.86参数输入Fd(kN)=110600n=8Myd(kNm)=750xi(m)=1.75

Mxd(kNm)=0yi(m)=1.75承台短悬臂“撑杆一系杆体系承载力验算参数输入Y0=1.1s(m)二0.175h0(m)=1.825Nid(kN)=55728.57d(mm)=25a(m)=0.27375Did(kN)=63897.97n=300e0=60.7094Tid(kN)=31261.44b(m)=1.2ha(m)=0.325撑杆抗压承载力(kN)69788.74h(m)=2t(m)=1.2056as(m)=0.175As(mm2)=147262.16撑杆抗压承载力不满足要求，请重新设计x1(m)=0.75£1=0.00096系杆抗压承载力(kN)41233.40f广cu,k20.1f.=cd,s9.648bs(m)=6Es=200000系杆抗压承载力满足要求ftd(Mpa)=1.39fsd(MPa)=280承台计算截面弯矩设计值Mxcd=66874.28571Mycd=66874.286参数输入yci(m)=1.2Nid(kN)=13932.14xci(m)=1.2i=4承台计算截面抗剪计算参数输入Y0=1.1Vd(kN)=55728.57bs(m)=6斜截面抗剪承载力(kN)81545.96h0(m)=1.825axi(m)=0.75斜截面抗剪承载力满足要求ayi(m)=0.75m=0.5P=1.34486f广cu,k20.1

5、桩基计算由计算可知，各支反力如下：荷载组合I支承反力组合结果:节点号=1201内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力9.725e+001-3.910e+002-1.460e+002-1.455e+002-3.553e+0025.529e+001竖向力8.039e+0048.039e+0048.070e+0048.002e+0048.035e+0048.031e+004弯矩3.850e+0035.424e+0034.613e+0034.583e+0035.565e+0033.706e+003节点号=1202内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力8.888e-001-4.804e+002-2.397e+002-2.396e+002-4.648e+002-1.673e+001竖向力8.240e+0048.240e+0048.270e+0048.202e+0048.237e+0048.234e+004弯矩4.299e+0036.993e+0035.629e+0035.602e+0037.078e+0034.188e+003节点号=1203内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力4.933e+0021.416e+0012.523e+0022.522e+0024.693e+0014.728e+002竖向力8.020e+0048.019e+0048.050e+0047.982e+0048.013e+0048.014e+004弯矩3.232e+0035.464e+0034.336e+0034.311e+0035.519e+0033.089e+003节点号=1204内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力2.459e+002-2.375e+0023.848e+0003.724e+000-2.201e+0022.265e+002竖向力8.195e+0048.195e+0048.225e+0048.157e+0048.193e+0048.189e+004弯矩2.535e+0034.950e+0033.726e+0033.700e+0035.042e+0032.409e+003节点号=1205内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力2.452e+002-2.417e+0029.366e-0016.835e-001-2.123e+0022.182e+002竖向力8.120e+0048.120e+0048.151e+0048.082e+0048.115e+0048.113e+004弯矩2.773e+0034.811e+0033.775e+0033.750e+0034.914e+0032.622e+003节点号=1206内力性质 水平最大 水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力 3.458e+002-1.511e+0029.581e+0019.405e+001-1.180e+0023.157e+002竖向力8.033e+0048.033e+0048.064e+0047.996e+0048.029e+0048.028e+004弯矩2.393e+0034.021e+0033.197e+0033.182e+0034.164e+0032.222e+003节点号=1207内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力8.799e+0038.553e+0038.641e+0038.553e+0038.581e+0038.789e+003竖向力4.110e+0044.072e+0044.131e+0044.072e+0044.123e+0044.100e+004弯矩-2.581e+004-2.484e+004-2.514e+004-2.484e+004--2.471e+004-2.589e+004节点号=1208内力性质水平最大水平最小竖向最大竖向最小弯矩最大弯矩最小水平力-8.518e+003-8.770e+003-8.609e+003-8.518e+003-8.762e+003-8.546e+003竖向力3.809e+0043.846e+0043.868e+0043.809e+0043.838e+0043.859e+004弯矩2.696e+0042.798e+0042.726e+0042.696e+0042.804e+0042.