韩盛庄立交工程桥梁结构计算书典尚设计

韩盛庄立交工程桥梁结构计算书2007年2月4日韩盛庄立交工程 桥梁结构计算书目 录1主线30+238+30m四跨联16.5m宽连续梁（跨线）12主线430m四跨联16.5m宽连续梁 133主线330m三跨联20.6m宽连续梁 234匝道330m三跨联10.5m宽连续梁（含跨线） 325匝道430m四跨联10.5m宽连续梁 436桩基计算 52韩盛庄立交工程 桥梁结构计算书1.主线30+238+30m四跨联16.5m宽连续梁（跨线）1.1计算参数和基本假定1.1.1材料计算参数详见设计图纸及说明。1.1.2计算荷载（1）恒载及活载恒载：箱梁结构自重，混凝土容重取26kN/m3；桥面铺装：沥青混凝土容重取23 kN/m3，桥面系混凝土容重取24 kN/m3；隔离护栏：单幅桥面近似取20kN/m；活载：公路I级，考虑汽车车道折减及偏载系数后的汽车横向分布调整系数为2.691。（2）附加荷载整体升降温：根据公路桥涵通用规范JTG D60-2004中4.3.6条，本桥计算时取体系均匀升温34 ，降温10；非线性温度：参照公路桥涵通用规范JTG D60-2004，桥面铺装为10cm 沥青混凝土，由此桥面板最高温度T1取14，T2取5.5，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5，见图1.1-1；图1.1-1 竖向温度梯度（尺寸单位：mm）预应力：纵向预应力束张拉控制应力均按1395MPa考虑；支座变位作用：支座间不均匀沉降按1cm考虑。1.1.3计算工况上部结构箱梁采用满堂支架现浇施工，计算中考虑的具体施工步骤见表1.1-1。表1.11 引桥施工工况表施工阶段施工工况1浇筑箱梁砼并张拉预应力，一次落架2桥面铺装，防撞护栏等附属设施施工3徐变一年4徐变三年1.2上部结构计算结果1.2.1计算模型该联上部结构为跨径组合30+238+30136m的预应力混凝土连续箱梁桥，结构计算采用桥梁结构计算分析专用软件“桥梁博士V3.0”。整个桥梁结构划分为136个单元，共计137个节点，计算采用kN-m制。结构计算模型见图1.2-1：1.2-1连续梁计算模型图1.2.2持久状况承载能力极限状态计算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第5.1.5条规范：构件承载能力极限状态强度，应符合下式要求： 本联为多跨不等跨桥梁，最大跨径为38m，按规范查取结构重要性系数取1.0。持久状况承载能力极限状态效应内力包络图及验算截面如图1.2-2弯矩包络图剪力包络图1.2-2 持久状况承载能力极限状态内力包络图及验算截面表1.2-1持久状况承载能力极限状态典型截面验算（kNM）截面类型MjR是否满足1截面最大正弯矩5600082000是2截面最大负弯矩-72900-120000是由于图1.2-2中弯矩包络图中正弯矩和负弯矩极值点的截面分别相同，故验算时只需选取正弯矩和负弯矩最大值截面验算即可，即图中1、2截面，其中1截面为第2跨距左支点17m处截面，2截面为第2跨和第3跨共有的中支点截面。从计算结果可以看出，在考虑结构重要性系数1.0的条件下，箱梁控制截面在持久状况极限状态组合下承载能力均大于截面承载能力极限状态计算值，可以满足规范截面承载力要求。计算中没有考虑普通钢筋对结构承载力的影响。1.2.3持久状况正常使用极限状态计算（1）抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.1.2条规定，进行全预应力混凝土构件抗裂设计，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.3.1条规定验算抗裂：n 正截面抗裂对全预应力混凝土构件，短期效应组合下图1.2-3 短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图图1.2-3为短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，短期效应组合下，截面未上缘出现拉应力，满足抗裂要求。n 斜截面抗裂图1.2-4为短期效应组合下混凝土主拉应力图。从图中可见，在弯矩和剪力共同作用下，主梁主拉应力均较小，除梁端局部外，满足斜截面抗裂规范要求。图1.2-4 短期效应组合下混凝土斜截面抗裂验算图（2）挠度验算图1.2-6，1.2-7分别为持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图和持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图。由规范插值求得挠度长期影响系数。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）验算，具体详见表1.2-2。验算结果表明主梁刚度满足规范要求。表1.2-2 持久状况正常使用极限状态挠度验算位 置最大竖向位移（cm）最小竖向位移（cm）消除结构自重产生的长期挠度后的最大竖向挠度（cm）容许值（cm）是否满足第1跨139-10.725满足第2跨1.08-1.170.896.3满足第3跨1.06-1.150.8763满足第4跨1.39-0.980.725满足图1.2-5 持久状况正常使用极限状态荷载短期效应组合竖向变形包络图图1.2-6 持久状况正常使用极限状态自重作用下竖向变形图（3）预应力钢束标准值组合应力验算按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）7.1.5，使用阶段预应力混凝土受弯构件中预应力钢筋的拉应力符合下列规定：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2中规定，计算中钢束锚固时弹性回缩合计总变形对两端张拉取6mm，单端张拉取12mm，预应力钢束与管道壁的摩擦系数取0.225，管道每米局部偏差对摩擦的影响系数取0.0015，钢束松驰引起的预应力损失终极值按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2.6规定计算。预应力钢束按标准值效应组合计算应力如下（见表1.2-3），部分顶板和底板直线束的标准值效应组合应力超过规范允许值，比规范值高出870MPa。可见，在持久状况正常使用极限状态下，预应力钢束应力满足规范的要求。表1.2-3 预应力钢筋标准值效应组合应力验算钢束编号最大应力（MPa)容许应力（MPa）是否满足1-1150-1209是2-1178-1209是3-1144-1209是4-1195-1209是5-1233-1209是6-1068-1209是7-1202-1209是8-1225-1209是9-1162-1209是10-1207-1209是11-1201-1209是12-1201-1209是13-1198-1209是1.2.4持久状况构件的应力计算在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的法向压应力容许值为（扣除全部预应力损失）应符合下列规定：在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的主压应力容许值为：图1.2-7 持久状况正常使用极限状态主梁法向压应力图图1.2-8 持久状况正常使用极限状态主梁主压应力图从图1.2-7中可见，上缘最大法向压应力为16.1Mpa，下缘最大法向压应力为14.2Mpa，均能满足规范要求。从图1.2-8中可见，梁在第四跨中上缘出现最大主压应力，为16.1Mpa，满足规范要求。1.2.5短暂状况构件的应力计算在短暂状态下预应力混凝土构件的压应力容许值为：该联采用满堂支架现浇，一次落架，故只验算成桥状态的应力情况。图1.2-9为相应阶段的主梁正应力图。图1.2-9 成桥状态主梁正应力图从图中可见，在成桥状态的施工阶段中，主梁上缘最大压应力为10.8MPa，下缘最大压应力10.5Mpa，均满足规范要求。552.主线430m四跨联16.5m宽连续梁2.1计算参数和基本假定2.1.1材料计算参数详见初步设计图纸及说明。2.1.2计算荷载（1）恒载及活载恒载：箱梁结构自重，混凝土容重取26kN/m3；桥面铺装：沥青混凝土容重取23 kN/m3，桥面系混凝土容重取24 kN/m3；隔离护栏：单幅桥面近似取20kN/m；活载：公路I级，考虑汽车车道折减及偏载系数后的汽车横向分布调整系数为2.691。（2）附加荷载整体升降温：根据公路桥涵通用规范JTG D60-2004中4.3.6条，本桥计算时取体系均匀升温34 ，降温10；非线性温度：参照公路桥涵通用规范JTG D60-2004，桥面铺装为10cm 沥青混凝土，由此桥面板最高温度T1取14，T2取5.5，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5，见图8.2-1；图8.2-1 竖向温度梯度（尺寸单位：mm）预应力：纵向预应力束张拉控制应力均按1395MPa考虑；2.1.3计算工况上部结构箱梁采用满堂支架现浇施工，计算中考虑的具体施工步骤见表2.1-1。表2.11 引桥施工工况表施工阶段施工工况1浇筑箱梁砼并张拉预应力，一次落架2桥面铺装，防撞护栏等附属设施施工3徐变一年4徐变三年2.2上部结构计算结果2.2.1计算模型该联上部结构为跨径组合430120m的预应力混凝土连续箱梁桥，结构计算采用桥梁结构计算分析专用软件“桥梁博士V3.0”。整个桥梁结构划分为241个单元，共计242个节点，计算采用kN-m制。结构计算模型见图2.2-1：2.2-1连续梁计算模型图2.2.2持久状况承载能力极限状态计算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第5.1.5条规范：构件承载能力极限状态强度，应符合下式要求： 本联为等跨桥梁，跨径为30m，按规范查取结构重要性系数取1.0。持久状况承载能力极限状态效应内力包络图及验算截面如图2.2-2。图2.2-2 持久状况承载能力极限状态内力包络图及验算截面表2.2-1持久状况承载能力极限状态典型截面验算（kNM）截面类型MjR是否满足1截面最大正弯矩6209257004是2截面最大负弯矩-26312-51909是由于图2.2-1中弯矩包络图中正弯矩和负弯矩极值点的截面分别相同，故验算时只需选取正弯矩和负弯矩最大值截面验算即可，即图中1、2截面，其中1截面为第1跨距边支点14m处截面，2截面为第2跨和第3跨共有的中支点截面。从计算结果可以看出，在考虑结构重要性系数1.0的条件下，箱梁控制截面在持久状况极限状态组合下承载能力均大于截面承载能力极限状态计算值，可以满足规范截面承载力要求。计算中没有考虑普通钢筋对结构承载力的影响。2.2.3持久状况正常使用极限状态计算（1）抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.1.2条规定，进行全预应力混凝土构件抗裂设计，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.3.1条规定验算抗裂：n 正截面抗裂对全预应力混凝土构件，短期效应组合下图2.2-3为短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，短期效应组合下，截面上缘不出现拉应力，满足抗裂要求。图2.2-4为长期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，长期效应组合下，本桥主梁截面均不出现拉应力，满足正截面抗裂要求。图2.2-3 短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图图2.2-4 长期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图n 斜截面抗裂图2.2-5为短期效应组合下混凝土主拉应力图。从图中可见，在弯矩和剪力共同作用下，主梁除横梁处主拉应力均较小，最大为0.73MPa，位于第二跨2/3跨径处截面，满足斜截面抗裂规范要求。图2.2-5 短期效应组合下混凝土斜截面抗裂验算图（2）挠度验算图2.2-6，2.2-7分别为持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图和持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图。由规范插值求得挠度长期影响系数。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）验算，具体详见表1.2-2。验算结果表明主梁刚度满足规范要求。图2.2-6持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图图2.2-7持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图表2.2-2 持久状况正常使用极限状态挠度验算位 置最大竖向位移（cm）最小竖向位移（cm）消除结构自重产生的长期挠度后的最大竖向挠度（cm）容许值（cm）是否满足第1跨1.6-0.92.55.0满足第2跨1.5-1.12.25.0满足第3跨1.5-1.11.85.0满足第4跨1.6-1.02.75.0满足（3）预应力钢束标准值组合应力验算按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）7.1.5，使用阶段预应力混凝土受弯构件中预应力钢筋的拉应力符合下列规定：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2中规定，计算中钢束锚固时弹性回缩合计总变形对两端张拉取12mm，单端张拉取6mm，预应力钢束与管道壁的摩擦系数取0.20，管道每米局部偏差对摩擦的影响系数取0.0015，钢束松驰引起的预应力损失终极值按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2.6规定计算。预应力钢束按标准值效应组合计算应力如下（见表2.2-3），可见，在持久状况正常使用极限状态下，预应力钢束应力满足规范的要求。表2.2-3 预应力钢筋标准值效应组合应力验算钢束编号最大应力（MPa)容许应力（MPa）是否满足1-1132-1209是2-1097-1209是3-1079-1209是4-1133-1209是5-1169-1209是6-1169-1209是7-1182-1209是8-1043-1209是9-1045-1209是10-1201-1209是11-1198-1209是12-1202-1209是2.2.4持久状况构件的应力计算在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的法向压应力容许值为（扣除全部预应力损失）应符合下列规定：在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的主压应力容许值为：图2.2-8为持久状况正常使用极限状态法向压应力图。图2.2-9为持久状况正常使用极限状态主压应力图。图2.2-8 持久状况正常使用极限状态主梁法向压应力图图2.2-9 持久状况正常使用极限状态主梁主压应力图从图2.2-8中可见，上缘最大法向压应力为14.00Mpa，下缘最大法向压应力为11.54Mpa，均能满足规范要求。从图2.2-9中可见，梁在墩顶出现最大主压应力，为14.00Mpa，满足规范要求。2.2.5短暂状况构件的应力计算在短暂状态下预应力混凝土构件的压应力容许值为：引桥采用满堂支架现浇，一次落架，故只验算成桥状态的应力情况。图2.2-10为相应阶段的主梁正应力图。图2.2-10 成桥状态主梁正应力图从图中可见，在成桥状态的施工阶段中，主梁上缘最大压应力为9.51MPa，下缘最大压应力10.71Mpa，均满足规范要求。3.主线330m三跨联20.6m宽连续梁3.1计算参数和基本假定3.1.1材料计算参数详见初步设计图纸及说明。3.1.2计算荷载（1）恒载及活载恒载：箱梁结构自重，混凝土容重取26kN/m3；桥面铺装：沥青混凝土容重取23 kN/m3，桥面系混凝土容重取24 kN/m3；隔离护栏：单幅桥面近似取20kN/m；活载：公路I级，考虑汽车车道折减及偏载系数后的汽车横向分布调整系数为2.691。（2）附加荷载整体升降温：根据公路桥涵通用规范JTG D60-2004中4.3.6条，本桥计算时取体系均匀升温34 ，降温10；非线性温度：参照公路桥涵通用规范JTG D60-2004，桥面铺装为10cm 沥青混凝土，由此桥面板最高温度T1取14，T2取5.5，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5，见图8.2-1；图8.2-1 竖向温度梯度（尺寸单位：mm）预应力：纵向预应力束张拉控制应力均按1395MPa考虑；3.1.3计算工况上部结构箱梁采用满堂支架现浇施工，计算中考虑的具体施工步骤见表3.1-1。表3.11 引桥施工工况表施工阶段施工工况1浇筑箱梁砼并张拉预应力，一次落架2桥面铺装，防撞护栏等附属设施施工3徐变一年4徐变三年3.2上部结构计算结果3.2.1计算模型该联上部结构为跨径组合3x3090m的预应力混凝土连续箱梁桥，结构计算采用桥梁结构计算分析专用软件“桥梁博士V3.0”。整个桥梁结构划分为90个单元，共计91个节点，计算采用kN-m制。结构计算模型见图3.2-1：3.2-1连续梁计算模型图3.2.2持久状况承载能力极限状态计算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第5.1.5条规范：构件承载能力极限状态强度，应符合下式要求： 本联为等跨桥梁，跨径为30m，按规范查取结构重要性系数取1.0。持久状况承载能力极限状态效应内力包络图及验算截面如图3.2-2。3.2-2 持久状况承载能力极限状态内力包络图及验算截面表3.2-1持久状况承载能力极限状态典型截面验算（kNM）截面类型MjR是否满足1截面最大正弯矩6243157004是2截面最大负弯矩-2672-51909是由于图3.2-1中弯矩包络图中正弯矩和负弯矩极值点的截面分别相同，故验算时只需选取正弯矩和负弯矩最大值截面验算即可，即图中1、2截面，其中1截面为第2跨跨中处截面，2截面为第1跨和第2跨共有的中支点截面。从计算结果可以看出，在考虑结构重要性系数1.0的条件下，箱梁控制截面在持久状况极限状态组合下承载能力均大于截面承载能力极限状态计算值，可以满足规范截面承载力要求。计算中没有考虑普通钢筋对结构承载力的影响。3.2.3持久状况正常使用极限状态计算（1）抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.1.2条规定，进行全预应力混凝土构件抗裂设计，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.3.1条规定验算抗裂：n 正截面抗裂对全预应力混凝土构件，短期效应组合下图3.2-3为短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，短期效应组合下，正截面均不出现拉应力，满足抗裂要求。图3.2-4为长期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，长期效应组合下，本桥主梁截面均不出现拉应力，满足正截面抗裂要求。图3.2-3 短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图图3.2-4 长期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图n 斜截面抗裂图3.2-5为短期效应组合下混凝土主拉应力图。从图中可见，在弯矩和剪力共同作用下，主梁除横梁处主拉应力均较小，最大为0.63MPa，位于第一跨4/5跨径处截面，满足斜截面抗裂规范要求。图3.2-5 短期效应组合下混凝土斜截面抗裂验算图（2）挠度验算图3.2-6，3.2-7分别为持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图和持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图。由规范插值求得挠度长期影响系数。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）验算，具体详见表3.2-2。验算结果表明主梁刚度满足规范要求。图3.2-6 持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图图3.2-7 持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图表3.2-2 持久状况正常使用极限状态挠度验算位 置最大竖向位移（cm）最小竖向位移（cm）消除结构自重产生的长期挠度后的最大竖向挠度（cm）容许值（cm）是否满足第1跨1.9-1.02.05.0满足第2跨1.00-1.11.25.0满足第3跨2.2-1.02.15.0满足（3）预应力钢束标准值组合应力验算按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）7.1.5，使用阶段预应力混凝土受弯构件中预应力钢筋的拉应力符合下列规定：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2中规定，计算中钢束锚固时弹性回缩合计总变形对两端张拉取12mm，单端张拉取6mm，预应力钢束与管道壁的摩擦系数取0.20，管道每米局部偏差对摩擦的影响系数取0.0015，钢束松驰引起的预应力损失终极值按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2.6规定计算。预应力钢束按标准值效应组合计算应力如下（见表3.2-3），可见，在持久状况正常使用极限状态下，预应力钢束应力满足规范的要求。表3.2-3 预应力钢筋标准值效应组合应力验算钢束编号最大应力（MPa)容许应力（MPa）是否满足1-1097-1209是2-1086-1209是3-1201-1209是4-1174-1209是5-1171-1209是6-1106-1209是7-1200-1209是8-1205-1209是9-1117-1209是10-1117-1209是3.2.4持久状况构件的应力计算在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的法向压应力容许值为（扣除全部预应力损失）应符合下列规定：在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的主压应力容许值为：图3.2-8为持久状况正常使用极限状态法向压应力图。图3.2-9为持久状况正常使用极限状态主压应力图。图3.2-8 持久状况正常使用极限状态主梁法向压应力图图3.2-9 持久状况正常使用极限状态主梁主压应力图从图3.2-8中可见，上缘最大法向压应力为11.72Mpa，下缘最大法向压应力为11.55Mpa，均能满足规范要求。从图3.2-9中可见，梁在墩顶出现最大主压应力，为11.72Mpa，满足规范要求。3.2.5短暂状况构件的应力计算在短暂状态下预应力混凝土构件的压应力容许值为：引桥采用满堂支架现浇，一次落架，故只验算成桥状态的应力情况。图3.2-10为相应阶段的主梁正应力图。图3.2-10 成桥状态主梁正应力图从图中可见，在成桥状态的施工阶段中，主梁上缘最大压应力为7.59MPa，下缘最大压应力10.20Mpa，均满足规范要求。4.匝道330m三跨联宽10.5m连续梁（含跨线段）4.1计算参数和基本假定4.1.1材料计算参数详见初步设计图纸及说明4.1.2计算荷载（1）恒载及活载恒载：箱梁结构自重，混凝土容重取26kN/m3；桥面铺装：沥青混凝土容重取23 kN/m3，桥面系混凝土容重取24 kN/m3；隔离护栏：单幅桥面近似取20kN/m；活载：公路I级，考虑汽车车道折减及偏载系数后的汽车横向分布调整系数为2.3。（2）附加荷载整体升降温：根据公路桥涵通用规范JTG D60-2004中4.3.6条，本桥计算时取体系均匀升温34，降温10；非线性温度：参照公路桥涵通用规范JTG D60-2004，桥面铺装为10cm 沥青混凝土，由此桥面板最高温度T1取14，T2取5.5，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5，见下图；竖向温度梯度（尺寸单位：mm）预应力：纵向预应力束张拉控制应力均按1395MPa考虑；支座变位作用：支座间不均匀沉降按1cm考虑。4.1.3计算工况引桥上部结构箱梁采用满堂支架现浇施工，计算中考虑的具体施工步骤见表。施工工况表施工阶段施工工况1浇筑箱梁砼并张拉预应力，一次落架2桥面铺装，防撞护栏等附属设施施工3徐变一年4徐变三年4.2上部结构计算复核4.2.1计算模型该联为跨径组合30+30+3090m的预应力混凝土连续箱梁桥，结构计算采用结构计算分析软件“Midas/Civil2006”。整个桥梁结构划分为92个单元，共计93个节点。考虑到支座设置位置和梁端附近截面变化，单元长度按结构截面变化长度划分，跨中部分单元长度为1m，结构计算模型见下图： 图4.2-1 330m匝道连续梁计算模型图4.2.2 持久状况承载能力极限状态计算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第5.1.5条规范：构件承载能力极限状态强度，应符合下式要求： 该联为多跨等跨桥梁，跨径均为30m，按规范查取结构重要性系数取1.0。持久状况承载能力极限状态效应内力包络图及验算截面如图4.2-2。图4.2-2持久状况承载能力极限状态内力包络图及验算截面表4.2-1 持久状况承载能力极限状态典型截面验算（kNM）截面类型MjR是否满足1截面最大正弯矩3683055047是2截面最大负弯矩-12590-48579是验算时只选取正弯矩和负弯矩最大值截面验算。 从计算结果可以看出，在考虑结构重要性系数1.0的条件下，箱梁控制截面在持久状况极限状态组合下承载能力均大于截面承载能力极限状态计算值，可以满足规范截面承载力要求。计算中没有考虑普通钢筋对结构承载力的影响。4.2.3 持久状况正常使用极限状态计算（1）抗裂验算本桥最大跨径为30m，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.1.2条规定可进行全预应力混凝土构件抗裂设计，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.3.1条规定验算抗裂：n 正截面抗裂对全预应力混凝土构件，短期效应组合下图4.2-3为短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，短期效应组合下，全桥主梁截面上下缘均不出现拉应力，满足正截面抗裂要求。图中应力以拉为正。图4.2-3 短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图n 斜截面抗裂图4.2-4为短期效应组合下混凝土主拉应力图。从图中可见，在弯矩和剪力共同作用下，主梁主拉应力均较小，最大为0.89MPa，位于第一跨中支点截面，满足斜截面抗裂规范要求。图4.2-4 短期效应组合下混凝土斜截面抗裂验算图（2）挠度验算下图分别为持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图和持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图。由规范插值求得挠度长期影响系数。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）验算，具体详见表（表中数据下挠为正）。验算结果表明主梁刚度满足规范要求。持久状况正常使用极限状态挠度验算位 置最大竖向位移（cm）最小竖向位移（cm）消除结构自重产生的长期挠度后的最大竖向挠度（cm）容许值（cm）是否满足第1跨5.82.54 4.06 5满足第2跨0.392.65 0.14 5满足第3跨5.82.54 4.065满足 图4.2-5 持久状况正常使用极限状态荷载短期效应组合竖向变形包络图图4.2-6 持久状况正常使用极限状态自重作用下竖向变形图（注：图中纵坐标为位移值，横坐标为距梁左端的距离，单位均为m）（3）预应力钢束标准值组合应力验算按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）7.1.5，使用阶段预应力混凝土受弯构件中预应力钢筋的拉应力符合下列规定：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2中规定，计算中钢束锚固时弹性回缩合计总变形对两端张拉取12mm，单端张拉取6mm，预应力钢束与管道壁的摩擦系数取0.20，管道每米局部偏差对摩擦的影响系数取0.0015，钢束松驰引起的预应力损失终极值按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2.6规定计算。预应力钢束按标准值效应组合计算应力如下表，顶板束和底板束的标准值效应组合应力接近规范允许值，但仍满足。表4.2-2 预应力钢筋标准值效应组合应力验算钢束编号最大应力（MPa)容许应力（MPa）是否满足b11205.981209是b21204.331209是b31205.121209是b41180.371209是t11203.331209是t21203.331209是t31205.401209是t41203.331209是t51205.401209是t61203.331209是w11165.681209是w21161.971209是w31156.501209是4.2.4持久状况构件的应力计算在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的法向压应力容许值为（扣除全部预应力损失）应符合下列规定在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的主压应力容许值为：图4.2-7 持久状况正常使用极限状态主梁法向压应力图图4.2-8 持久状况正常使用极限状态主梁主压应力图从图4.2-7中可见，主梁截面上缘最大法向压应力为13.79Mpa，下缘最大法向压应力为13.33pa，均能满足规范要求。从图4.2-8中可见，主梁在中墩墩顶附近截面上缘出现最大主压应力，为13.79Mpa，满足规范要求。4.2.5 短暂状况构件的应力计算在短暂状态下预应力混凝土构件的压应力容许值为：拉应力容许值可保守地按配筋率最小状况是设限为：本桥采用满堂支架现浇，一次落架，故只验算预应力刚张拉完毕时和成桥状态的应力情况。图4.2-9，4.2-10为相应阶段的主梁正应力图。图4.2-9 预应力张拉阶段正应力图图4.2-10 成桥状态主梁正应力图从图中可见，在预应力张拉阶段和成桥状态的施工阶段中，主梁上缘最大压应力为10.6MPa，不出现拉应力。下缘最大压应力15.1Mpa，基本无拉应力，均满足规范要求。5.匝道430m四跨联宽10.5m连续梁5.1计算参数和基本假定5.1.1材料计算参数详见初步设计图纸及说明5.1.2计算荷载（1）恒载及活载恒载：箱梁结构自重，混凝土容重取26kN/m3；桥面铺装：沥青混凝土容重取23 kN/m3，桥面系混凝土容重取24 kN/m3；隔离护栏：单幅桥面近似取20kN/m；活载：公路I级，考虑汽车车道折减及偏载系数后的汽车横向分布调整系数为2.3。（2）附加荷载整体升降温：根据公路桥涵通用规范JTG D60-2004中4.3.6条，本桥计算时取体系均匀升温34 ，降温10；非线性温度：参照公路桥涵通用规范JTG D60-2004，桥面铺装为10cm 沥青混凝土，由此桥面板最高温度T1取14，T2取5.5，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5，见下图；竖向温度梯度（尺寸单位：mm）预应力：纵向预应力束张拉控制应力均按1395MPa考虑；支座变位作用：支座间不均匀沉降按1cm考虑。5.1.3计算工况引桥上部结构箱梁采用满堂支架现浇施工，计算中考虑的具体施工步骤见下表。引桥施工工况表施工阶段施工工况1浇筑箱梁砼并张拉预应力，一次落架2桥面铺装，防撞护栏等附属设施施工3徐变一年4徐变三年5.2上部结构计算复核5.2.1计算模型第一联为跨径组合30+30+30+3090m的预应力混凝土连续箱梁桥，结构计算采用结构计算分析软件“Midas/Civil2006”。整个桥梁结构划分为122个单元，共计123个节点，计算采用kN-m制。考虑到支座设置位置和梁端附近截面变化，单元长度按结构截面变化长度划分，跨中部分单元长度为1m，结构计算模型见下图：图5.2-1 330匝道连续梁计算模型图5.2.2持久状况承载能力极限状态计算公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第5.1.5条规范：构件承载能力极限状态强度，应符合下式要求： 该联为多跨等跨桥梁，跨径均为30m，按规范查取结构重要性系数取1.0。持久状况承载能力极限状态效应内力包络图及验算截面如图5.2-2。图5.2-2 持久状况承载能力极限状态内力包络图及验算截面表5.2-1 持久状况承载能力极限状态典型截面验算（kNM）截面类型MjR是否满足1截面最大正弯矩4044055793是2截面最大负弯矩-14330-48467是验算时只选取正弯矩和负弯矩最大值截面验算。即图中1、2截面。从计算结果可以看出，在考虑结构重要性系数1.0的条件下，箱梁控制截面在持久状况极限状态组合下承载能力均大于截面承载能力极限状态计算值，可以满足规范截面承载力要求。计算中没有考虑普通钢筋对结构承载力的影响。5.2.3 持久状况正常使用极限状态计算（1）抗裂验算本桥最大跨径为30m，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.1.2条规定可进行全预应力混凝土构件抗裂设计，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）第6.3.1条规定验算抗裂：n 正截面抗裂对全预应力混凝土构件，短期效应组合下图5.2-3为短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图，从图中可见，短期效应组合下，全桥主梁截面上下缘均不出现拉应力，满足正截面抗裂要求。图5.2-3 短期效应组合下混凝土正截面抗裂验算图n 斜截面抗裂图5.2-4为短期效应组合下混凝土主拉应力图。从图中可见，在弯矩和剪力共同作用下，主梁主拉应力均较小，最大为0.98MPa，位于中支点截面，满足斜截面抗裂规范要求。图5.2-4 短期效应组合下混凝土斜截面抗裂验算图（2）挠度验算图8.2-7，8.2-8分别为持久状况正常使用极限状态荷载效应组合竖向变形包络图和持久状况正常使用极限状态结构自重作用下竖向变形图。由规范插值求得挠度长期影响系数。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）验算，具体详见表（表中数据下挠为正）。验算结果表明主梁刚度满足规范要求。表5.2-2 持久状况正常使用极限状态挠度验算位 置最大竖向位移（cm）最小竖向位移（cm）消除结构自重产生的长期挠度后的最大竖向挠度（cm）容许值（cm）是否满足第1跨14.2 5.8 5满足第2跨1-1.7 2.3 5满足第3跨1-1.7 2.3 5满足第3跨14.2 5.8 5满足图5.2-5 持久状况正常使用极限状态荷载短期效应组合竖向变形包络图 图5.2-6 持久状况正常使用极限状态自重作用下竖向变形图（注：图中纵坐标为位移值，横坐标为距梁左端的距离，单位均为m）（3）预应力钢束标准值组合应力验算按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）7.1.5，使用阶段预应力混凝土受弯构件中预应力钢筋的拉应力符合下列规定：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2中规定，计算中钢束锚固时弹性回缩合计总变形对两端张拉取12mm，单端张拉取6mm，预应力钢束与管道壁的摩擦系数取0.20，管道每米局部偏差对摩擦的影响系数取0.0015，钢束松驰引起的预应力损失终极值按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（D62-2004）6.2.6规定计算。预应力钢束按标准值效应组合计算应力如下表，顶板束和底板束的标准值效应组合应力接近规范允许值，但仍满足。表5.2-3 预应力钢筋标准值效应组合应力验算钢束编号最大应力（MPa)容许应力（MPa）是否满足b1-1206.39-1209是b2-1201.02-1209是b3-1206.39-1209是t1-1187.4-1209是t2-1200.47-1209是t3-1207.47-1209是t4-1187.4-1209是w1-1166.94-1209是w2-1169.01-1209是w3-1165.02-1209是5.2.4持久状况构件的应力计算在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的法向压应力容许值为（扣除全部预应力损失）应符合下列规定在使用荷载作用下，持久状况下预应力混凝土构件的主压应力容许值为：图5.2-7为持久状况下截面上下缘应力包络图。图5.2-7 持久状况正常使用极限状态主梁法向压应力图图5.2-8 持久状况正常使用极限状态主梁主压应力图从图中可见，主梁各跨截面上缘最大法向压应力为15.03Mpa，下缘最大法向压应力为12.81Mpa，均能满足规范要求。从图5.2-8中可见，梁中墩附近截面上缘出现最大主压应力，为15.03Mpa，满足规范要求。5.2.5 短暂状况构件的应力计算在短暂状态下预应力混凝土构件的压应力容许值为：拉应力容许值可保守地按配筋率最小状况是设限为：本桥采用满堂支架现浇，一次落架，故只验算预应力刚张拉完毕时和成桥状态的应力情况。图5.2-9、5.2-10为相应阶段的主梁正应力图。图5.2-9 预应力张拉阶段主梁正应力图图5.2-10 成桥状态主梁正应力图从图中可见，在预应力张拉阶段和成桥状态的施工阶段中，主梁上缘最大压应力为10.21MPa，不出现拉应力。下缘最大压应力13.3Mpa，基本无拉应力，均满足规范要求。6. 桩基计算桩基采用直径为1 m、1.5m的钻孔灌注桩。其容许承载力P为：P= (ULp+AR)承台地面单桩竖向力设计值为：桩基安全系数： 主线跨线桥桥墩左幅P16P20，右幅P17P21，桩基承载力计算如表6-1、6-2所示。由表可知：K均大于1.2，桩基承载力满足规范要求。表6-1 主线右幅P17P21桩基承载力计算表墩号P16P17P18P19P20i（kPa）孔号QZKC38QZKC38QZKC38QZKC38QZKC38桩类型x11111桩径(m)1.001.001.501.001.00桩顶标高(m)0.6600.6000.1002.5000.710桩长(m)3844655038桩底标高(m)-37.40-43.50-64.50-37.50-37.40土层顶面标高1-1素填土2.162.162.162.162.16432-1褐黄色粉质粘土1.161.161.161.161.16392-2灰黄色粉质粘土-1.34-1.34-1.34-1.34-1.34333灰色淤泥质粉质粘土-6.64-6.64-6.64-6.64-6.64414-1灰色淤泥质粘土-10.34-10.34-10.34-10.34-10.34454-2灰色粉质粘土-16.84-16.84-16.84-16.84-16.84505-1灰色粘土-24.84-24.84-24.84-24.84-24.84505-2灰色砂质粉土-28.34-28.34-28.34-28.34-28.34476暗绿色粘土-30.54-30.54-30.54-30.54-30.54477-1草黄灰色砂质粉土-35.34-35.34-35.34-35.34-35.34487-2灰色粉砂-44.64-44.64-44.64-44.64-44.64558-1灰色粉质粘土-62.34-62.34-62.34-62.34-62.3455fp(kPa)12001200120012001200fsi*Li1697.11985.643139.962267.31696.7Rsk(KN)5332623814796.77122.95330Rpk(KN)9429422121942942国家规范P1（不计桩尖）(KN)26663119739835612665P2（计桩尖）(KN)31373590845940333136.31/2桩重(KN)373.1432.01435.8490.9373.1 P2-1/2桩重(KN)2764 3158 7022.8 3541.8 2763 实际反力恒载Ph (KN)12023.515071.614276.514996.99642.1公路级(KN)20402160222021602040恒载活载(KN)1406317232164971715711682单桩值P 1 (KN)1757.92154.05498.82144.61460.3水平力（kN）370.2397.0703.8709.8408.4弯矩（kN-m）4467.24841.08958.07313.84914.2单桩值P 2(KN)429.5465.50.0703.2472.5单桩标准值P (KN)2187.52619.45498.82847.91932.8桩数N88388判别国家规范判别满足满足满足满足满足K11.261.211.281.241.43主线右幅P17P21桩基承载力计算表墩号P17P18P19P20P21i（kPa）孔号QZKC38QZKC38QZKC38QZKC38QZKC38桩类型x11111桩径(m)1.001.001.501.001.00桩顶标高(m)0.6000.5000.5001.0000.600桩长(m)3844655038桩底标高(m)-37.40-43.50-64.50-37.50-37.40土层顶面标高1-1素填土2.162.162.162.162.16432-1褐黄色粉质粘土1.161.161.161.161.16392-2灰黄色粉质粘土-1.34-1.34-1.34-1.34-1.34333灰色淤泥质粉质粘土-6.64-6.64-6.64-6.64-6.64414-1灰色淤泥质粘土-10.34-10.34-10.34-10.34-10.34454-2灰色粉质粘土-16.84-16.84-16.84-16.84-16.84505-1灰色粘土-24.84-24.84-24.84-24.84-24.84505-2灰色砂质粉土-28.34-28.34-28.34-28.34-28.34476暗绿色粘土-30.54-30.54-30.54-30.54-30.54477-1草黄灰色砂质粉土-35.34-35.34-35.34-35.34-35.34487-2灰色粉砂-44.64-44.64-44.64-44.64-44.64558-1灰色粉质粘土-62.34-62.34-62.34