莲花滩河15号路项目(30+35+40+25)m预应力砼连续箱梁计算书

莲花滩河15号路项目(30+35+40+25)m预应力砼连续箱梁计算书目录1 结构设计 结构设计工程概况莲花滩河15号路设计起于与大学城南一路交叉口，设计终点终止于西永微电园W分区2号路。全线含桥梁1座，结构为预应力混凝土现浇箱梁，桩号范围为K0+502.000-K0+642.000；桥梁宽度26m，桥梁全长140.0m，桥跨布置为四跨：30+35+40+25m预应力混凝土等高箱梁，上部结构梁高2.1m。桥型图上部结构采用分幅设计，横梁位置通过横梁将左右幅连接为整体，左右幅桥面通过后浇带连接，左右幅均采用单箱两室截面箱梁，左右边翼缘悬挑2.0m，左右幅相交处翼缘悬挑2.0m，梁高2.1m。箱梁顶板厚25cm，底板厚22cm，腹板厚50cm。端横梁和墩顶横梁两侧各5.0m范围内，顶底板、腹板须加厚，其值为：顶板由25cm渐变为45cm，底板由22cm渐变为42cm，腹板由50cm渐变为90cm。桥台采用U型桥台，基础采用承台接桩基础。桥墩采用1.5m直径圆柱墩，桥墩基础为直径1.8m桩基础。桥台基础为直径1.5m桩基础。标准横断面图设计技术标准道路等级：城市次干路计算车行速度：40km/h；桥梁范围内纵坡：1.0%，2.0%；整体温度：整体升温30℃、降温30℃梯度温度：预应力混凝土箱梁桥面铺装为9cm的沥青混凝土面层，竖向日照正温差按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)表4.3.12-3插值计算；竖向日照反温差为正温差乘以-0.5设计基准期：100年桥梁设计使用年限：100年设计安全等级：一级设计环境类别：Ⅰ类主梁按A类预应力构件计算。设计荷载：汽车：城—A级；人群：人群荷载根据城市桥梁设计规范取值桥梁抗震措施设防烈度：6度区风荷载：最大风速26.7m/s；地面粗糙度为B类。

设计依据《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）(2019年版)《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T3360-01-2018）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）工程材料上部结构：主梁采用C50混凝土。桥面铺装：9cm厚沥青混凝土。下部结构：桥台为U型重力式桥台，基础为桩基础采用C30混凝土；台帽采用C40混凝土，台身采用C25片石混凝土；桥墩采用圆柱墩接桩基础结构形式；桥墩采用C40混凝土，桩基采用C30水下混凝土，支座垫石采用C40混凝土。计算软件采用MIDAS2022进行有限元建模分析计算。计算荷载荷载取值永久作用一期恒载混凝土容重取26kN/m3，钢结构容重取78.5kN/m3。二期恒载铺装层：9cm沥青砼，容重取24kN/m3。人行道、人行道栏杆、防撞护栏、管线：按单侧40kN/m计。基础变位作用（不均匀沉降）：不均匀沉降按每个墩台5mm考虑。可变作用汽车荷载汽车荷载效应：根据《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)取值。车道荷载：城—A级，汽车荷载作用下的有限元分析按车道荷载方式加载，采用影响线加载方式。汽车冲击系数按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)4.3.2条取值。人群荷载人群荷载按《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）2019版10.0.5条取值，取值2.4KPa。制动力荷载制动力：采用165kN或者10%车道荷载，并取两者中的较大值，但不包括冲击力，取值2.68*max{[10.5*130+2*(40+130)]*10%,165}=456.94kN。温度作用整体升降温：结构整体升降温按如下考虑：整体升温30℃，整体降温：30℃；砼箱梁梯度升降温：纵向计算时，梯度温度遵照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）取值，桥面板表面升温14℃，桥面板以下100mm升温5.5℃，桥面板以下400mm升温0℃，负效应减半。荷载组合根据《公路桥涵设计通用规范》的规定，主要荷载组合见下表。计算结构的承载能力时，结构重要性系数取1.1。荷载组合表荷载组合恒载汽车荷载基础变位人群荷载温度作用基本组合1.21.40.50.75*1.40.75*1.4频遇组合1.00.71.00.40.8准永久组合1.00.41.00.40.8标准组合1.01.01.00.41.0主梁计算计算模型采用MIDAS2022建立梁单元有限元模型，P1墩与主梁固结。计算模型计算模型平面视图预应力：36根15.2-17钢束，第一施工段两端张拉，第二施工段单端张拉，控制应力0.72fpk=1339MPa图SEQ图\*ARABIC4钢束布置持久状况承载能力极限状态正截面抗弯验算验算时未计入普通钢筋的作用。持久状况正截面抗弯验算包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；斜截面抗剪验算持久状况斜截面抗剪验算包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值<构件承载力设计值，满足规范要求；按照《桥规》第5.2.13条进行抗剪截面验算，满足规范要求；抗扭验算抗扭箍筋：$16@100mm抗扭纵筋：152$16持久状况抗扭验算（扭矩）包络图持久状况抗扭验算（剪力）包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条公式EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；按照《桥规》第5.5.3条进行截面验算，满足规范要求；持久状况正常使用极限状态正截面抗裂验算A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件：σst-σpc≤0.7ftkA类预应力混凝土构件，在作用（荷载）准永久效应组合下，应符合下列条件：σlt-σpc≤0使用阶段正截面抗裂验算（频遇-顶）包络图使用阶段正截面抗裂验算（频遇-底）包络图使用阶段正截面抗裂验算（准永久-顶）包络图使用阶段正截面抗裂验算（准永久-底）包络图结论：按照《桥规》第6.3.1-3和6.3.1-4条公式验算，除端部异常外，截面上下缘应力均满足规范要求。按照《桥规》第6.3.1-3条公式EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)≤0.7f\s\do4(tk)验算：顶缘EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.680MPa(拉应力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉应力)，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.297MPa(拉应力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉应力)，满足规范要求；按照《桥规》第6.3.1-4条公式EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)≤0验算：顶缘EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)=2.513MPa(压应力)≤0.000MPa(拉应力)，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(lt)-σ\s\do4(pc)=0.662MPa(压应力)≤0.000MPa(拉应力)，满足规范要求；斜截面抗裂验算A类和B类预应力混凝土构件，应符合下列条件：现场浇筑（包括预制拼装）构件：σtp≤0.5ftk使用阶段顶底板斜截面抗裂验算包络图结论：按照《桥规》第6.3.1-8条公式验算：除端部异常外，其余截面均满足规范要求。其中最大主应力EQσ\s\do4(tp)=0.146MPa(拉应力)<0.5ftk=1.325MPa。挠度及预拱度验算按《桥规》第6.5.3条规定，钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件计算的长期挠度值，由汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合在梁式桥主梁产生的最大挠度不应超过计算跨径的1/600，在梁式桥主梁悬臂端产生的最大挠度不应超过悬臂长度的1/300.考虑长期效应的活载挠度最大值6.9mm<L/600=40000/60=66.7mm，挠度满足规范要求。按照《桥规》第6.5.3条验算：9号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=3.964≤最大挠度允许值fn=48.933，满足规范要求；26号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=4.812≤最大挠度允许值fn=58.333，满足规范要求；44号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=6.896≤最大挠度允许值fn=66.667，满足规范要求；60号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=2.296≤最大挠度允许值fn=40.600，满足规范要求；挠度验算及预拱度表格梁-孔构件类型梁类型跨径节点MsMcrfafdfn挠度验算结果预拱值C(m)(KN.m)(KN.m)(mm)(mm)(mm)(mm)主梁-2PSC-A跨径内29.36900-13.0943.96448.933OK0主梁-3PSC-A跨径内352600-14.3544.81258.333OK0主梁-4PSC-A跨径内404400-34.0016.89666.667OK0主梁-5PSC-A跨径内24.366000-2.4012.29640.6OK0持久状况应力验算正截面压应力验算按《桥规》第7.1.5-1条公式，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。受压区混凝土的最大压应力：未开裂构件：σkc+σpc≤0.5fck允许开裂构件：σcc≤0.5fck使用阶段正截面压应力验算（顶）包络图使用阶段正截面压应力验算（底）包络图结论：按照《桥规》第7.1.5-1条公式EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)≤0.5f\s\do4(ck)验算：顶缘EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=14.362MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.20MPa，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(kc)+σ\s\do4(pc)=12.584MPa≤EQ0.5f\s\do4(ck)=16.20MPa，满足规范要求；斜截面主压应力验算按《桥规》第7.1.6条公式，混凝土的主压应力应符合下式规定：σcp≤0.6fck；使用阶段斜截面主压应力包络图结论：按照《桥规》第7.1.6-1条公式验算：EQσ\s\do4(cp)=14.362MPa≤EQ0.60f\s\do4(ck)=19.440MPa，满足规范要求；预应力钢筋拉应力验算根据规范7.1.5-2条，未开裂构件：σpe+σp≤0.65fpk，验算结果满足要求。短暂状况应力验算法向压应力验算按《桥规》第7.2.8条，截面边缘混凝土的法向压应力应符合下式规定：σtcc≤0.7fck’施工阶段法向应力验算（顶）包络图施工阶段法向应力验算（底）包络图结论：按照《桥规》第7.2.8条公式EQσ\s\do4(tcc)≤0.7f\s\do4(ck)’验算：顶缘EQσ\s\do4(tcc)=9.694MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=18.760MPa，满足规范要求；底缘EQσ\s\do4(tcc)=12.896MPa≤EQ0.7f\s\do4(ck)’=18.760MPa，满足规范要求；支点反力及位移标准组合支点最大竖向反力（kN）标准组合支点最大水平反力（kN）支座位移水平位移（mm）梁端位移主梁梁端最大水平位移30mm。横向构件计算采用MidasCivil建模计算。计算模式：静载（一期恒载、二期恒载）以集中力的形式平均作用于各腹板中心，横梁恒载取自上部结构整体计算所得支反力，在各腹板处100%采用集中力等效加载；汽车采用车道荷载进行横向加载，汽车荷载冲击系数为1.3。上部结构恒载反力表横梁编号工况上部支反力和腹板集中力车道荷载（kN）个数（kN）（kN）A0、A4恒载9387.461096.2395.3P1、P2、P3恒载25210.362941.2533.9端横梁计算参数纵筋：顶部215$25，底部215$25箍筋：$16@100mm，6肢模型视图抗弯承载力验算持久状况正截面抗弯验算包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；抗剪承载力验算持久状况斜截面抗剪验算（Z方向）包络图结论：按照《桥规》第5.1.2-1条EQγ\s\do4(0)S≤R验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；按照《桥规》第5.2.11或8.4.4条进行抗剪截面验算，满足规范要求；

裂缝宽度验算使用阶段裂缝宽度验算包络图结论：按照《桥规》第6.4条验算：最大裂缝宽度为EQW\s\do4(fk)=0.122mm≤裂缝宽度允许值0.200mm，满足规范要求；中横梁计算参数纵筋：顶部225$25，底部225$