跨河桥梁工程20m空心板桥计算书.docx

xxxxxxxxxxxxxxxxxx跨河桥梁工程 20m空心板桥计算书编 制：复 核：审 核：2015年11月目录1 桥梁概况12 验算模型及参数12.1结构介绍12.2 计算方法12.3 计算采用规范12.4 计算采用标准22.5结构验算参数23 中梁设计状态下的结构验算53.1 正常使用极限状态应力验算53.2 正常使用极限状态挠度验算63.3 承载能力极限状态强度验算73.4 设计状态下结构验算结论74 边梁设计状态下的结构验算74.1 正常使用极限状态应力验算74.2 正常使用极限状态挠度验算84.3 承载能力极限状态强度验算94.4 设计状态下结构验算结论105、桥梁下部结构设计105.1、桥台盖梁计算105.2、桥台桩基计算101 桥梁概况本计算书使用上部结构部分为20m简支空心板梁，桥面宽度15m，其中机动车道宽10m。2 验算模型及参数2.1结构介绍本计算书适用上部结构部分采用20m简支空心板梁预应力混凝土结构，由11片空心板组成。标准横断面布置见图1。图1 桥梁标准横断面图2.2 计算方法采用结构计算软件桥梁博士对上部结构进行分析计算，并以公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）为标准进行检算。结构按部分预应力混凝土结构进行检算。2.3 计算采用规范（1）部颁城市桥梁设计规范CJJ11-2011；（2）部颁公路工程技术标准JTG B01-2003；（3）部颁公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004；（4）部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004；（5）部颁公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007；（6）部颁公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86；（7）部颁公路桥梁抗风设计规范JTG/T D60-2004；（8）部颁城市桥梁抗震设计规范CJJ 166-2011；（9）部颁公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011。2.4 计算采用标准（1）混凝土C50混凝土fck=32.4MPa，ftk=2.65MPa，Ec=3.45x104MPa；C40混凝土fck=26.8MPa，ftk=2.40MPa，Ec=3.25x104MPa；主桥桥面铺装为8cmC40防水混凝土+防水层+10cm沥青混凝土。混凝土容重取26kN/m3，沥青混凝土容重取24kN/m3，含防撞护栏以及人行道板的二期恒载总重为83.5kN/m。（2）普通钢筋HPB300钢筋fsk=270MPa，Es=2.1x105MPa，HRB400钢筋fsk=360MPa，Es=2.0x105MPa。（3）预应力钢绞线：fpk=1860MPa，Ep=1.95x105MPa。（4）空心板梁的体系温度变化：桥面板升降温：按公路桥涵设计通用规范（TTG D62-2004）取值2.5结构验算参数2.5.1 计算要点1）本计算按后张法部分预应力混凝土A类构件设计，桥面铺装层100mm混凝土不参与截面组合作用；2）根据组合箱梁横断面，采用荷载横向分布系数的方法将组合T梁简化为单片梁进行计算；3）预应力张拉控制应力值，混凝土强度达到90时，混凝土养护时间不低于7天后才允许张拉预应力钢束;4）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时张拉锚固龄期为7d;5）环境平均相对湿度RH=55;6）存梁时间为15d60d。2.5.2 结果参数说明应力结果中数值拉为负，压为正。应力结果除注明外，均以Mpa为单位。竖向位移结果中向下为正，向上为负。2.5.3 横断面布置参见图2。单位：cm。2.5.4计算截面由于边梁的尺寸与中梁尺寸差异较小，故只列出边梁的截面几何特性，计算也按最不利进行，只计算外侧边梁。表1 各箱梁截面几何特性表（单位制：m数量级）位置AreaIJ中梁梁0.560.0620.1114边梁0.7210.07980.128图2 箱梁断面布置图2.5.5汽车荷载横向分布系数（1）横桥向共11根梁，根据横梁截面及横梁间桥面板截面尺寸，建立平面杆系模型，采用刚接板梁法求出在各梁的横向分布效应，左右各两个车道，计算时布置左右两侧各布置两个车道。经计算，桥面板的横向分布系数计算如下表所示。汽车荷载横向分布系数表梁号汽车挂车人群满人特载车列10.3110.1670.7901.9900.0000.00020.2460.1360.4741.4390.0000.00030.2410.1320.4111.3910.0000.00040.2270.1210.3701.3500.0000.00050.2080.1150.3471.3140.0000.00060.2060.1130.3421.2820.0000.00070.2110.1150.3551.2510.0000.00080.2050.1130.3851.2200.0000.00090.1900.1020.4311.1880.0000.000100.1720.0910.4681.1520.0000.000110.2060.1090.6061.4230.0000.0002.5.6汽车荷载冲击系数值计算2.5.6.1汽车荷载纵向整体冲击系数按照通规第4.3.2条，冲击系数可按下式计算： 当时，。2.5.6.2 汽车荷载的局部加载的冲击系数 中梁及边梁均采用：。 2.5.7 荷载 一期恒载：预制梁重力密度取 二期恒载：1）湿接缝 C50混凝土，重力密度取（参与受力）2）100mm厚 C50混凝土桥面现浇层，重力密度取3）100mm沥青混凝土铺装重力密度取4）二期横荷载集度为8KN/m 活载：按照城市-B级的1.26倍计算 梯度温度：正、负温差按100mm沥青铺装、100mm混凝土调平层考虑，加载模式见下图5。图3 梯度温差取值示意图3 中梁设计状态下的结构验算3.1 正常使用极限状态应力验算3.1.1短期效应组合图3.1所示为短期效应组合下纵梁截面上下缘的最大最小正应力，图3.2所示为短期效应组合下纵梁截面的最大最小主应力。图3.1 短期效应组合正应力图（Mpa）图3.2 短期效应组合主应力图（Mpa）由上图可见，本桥在短期效应组合下的正应力及主应力满足要求。3.1.2 长期效应组合图3.3所示为长期效应组合下纵梁截面上下缘的最大最小正应力。图3.3 长期效应组合正应力图（Mpa）由上图可见，本桥在长期效应组合下混凝土的应力满足要求。长期效应组合下钢束应力由上表可见，本桥在持久状况下预应力钢筋的应力满足要求。3.2 正常使用极限状态挠度验算按照新公桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。下图显示，活载作用下的主梁竖向挠度满足要求。图3.4 活载作用下的主梁竖向挠度按照新公桥规第6.5.5条规定，预应力混凝土受弯构件，当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值时，不设预拱度；当预加应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算长期挠度时，预拱度按两者之差采用。按照新公桥规第6.5.4条规定，计算使用阶段预加力反拱值是，预应力钢筋的预加力应扣除全部预应力损失，长期增长系数取2.0。下表所列为主梁预拱度之值。主梁反拱度表（mm） 3.3 承载能力极限状态强度验算3.3.1 正截面抗弯强度验算图3.5所示为基本组合下全桥最大弯矩及其对应的抗力，图3.6所示为基本组合下全桥最小弯矩及其对应的抗力。图3.5 最大抗力及抗力对应内力图（Mpa）图3.6 最小抗力及抗力对应内力图（Mpa） 由上图可见，承载能力极限状态下全桥的正截面抗弯强度满足要求。3.4 设计状态下结构验算结论通过对20m空心板梁设计图纸的验算，持久状况和正常使用状况的各项指标均满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)的要求。4 边梁设计状态下的结构验算4.1 正常使用极限状态应力验算4.1.1短期效应组合图4.1所示为短期效应组合下纵梁截面上下缘的最大最小正应力，图4.2所示为短期效应组合下纵梁截面的最大最小主应力。图4.1 短期效应组合正应力图（Mpa）图4.2 短期效应组合主应力图（Mpa）由上图可见，本桥在短期效应组合下的正应力及主应力满足要求。4.1.2 长期效应组合图4.3所示为长期效应组合下纵梁截面上下缘的最大最小正应力。图4.3 长期效应组合正应力图（Mpa）由上图可见，本桥在长期效应组合下混凝土的应力满足要求。长期效应组合下钢束应力由上表可见，本桥在持久状况下预应力钢筋的应力满足要求。4.2 正常使用极限状态挠度验算按照新公桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。下图显示，活载作用下的主梁竖向挠度满足要求。图4.4 活载作用下的主梁竖向挠度按照新公桥规第6.5.5条规定，预应力混凝土受弯构件，当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值时，不设预拱度；当预加应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算长期挠度时，预拱度按两者之差采用。按照新公桥规第6.5.4条规定，计算使用阶段预加力反拱值是，预应力钢筋的预加力应扣除全部预应力损失，长期增长系数取2.0。下表所列为主梁预拱度之值。主梁反拱度表（mm） 4.3 承载能力极限状态强度验算4.3.1 正截面抗弯强度验算图4.5所示为基本组合下全桥最大弯矩及其对应的抗力，图4.6所示为基本组合下全桥最小弯矩及其对应的抗力。图4.5 最大抗力及抗力对应内力图（Mpa）图4.6 最小抗力及抗力对应内力图（Mpa） 由上图可见，承载能力极限状态下全桥的正截面抗弯强度满足要求。4.4 设计状态下结构验算结论通过对20m空心板梁设计图纸的验算，持久状况和正常使用状况的各项指标均满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)的要求。5、桥梁下部结构设计5.1、桥台盖梁计算采用桥梁通7.1对盖梁进行计算，桥墩盖梁分别针对弯矩及裂缝宽度控制，计算结果如图5-15-3所示。图5-1 盖梁弯矩包络及抵抗该截面弯矩需要的钢筋根数图图5-2 盖梁剪力弯矩包络图图5-3 盖梁剪力弯矩包络及抵抗该截面剪力弯矩需要的钢筋根数图比较设计图纸盖梁实际钢筋配筋图及盖梁抗弯、抗剪所需钢筋图，看出盖梁钢筋配给均大于所需钢筋数量，计算要求。5.2、桥台桩基计算根据所提供的岩土工程详细勘察报告，桩基础计算主要按按公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）中相关规定进行计算，桩基直径采用1.4m。按嵌岩桩计算。各摩擦桩单桩容许承载力的验算结果如下表：桥墩单桩容许承载力计算表(kN)台号桩长桩顶荷载容许承载力是否满足12219869252.5是22219869269.5是由上表看出桥台桩基础承载力均满足规范要求。