x25m连续箱梁计算书.doc

计 算 书 工程名称 项目名称 工程编号 设计阶段 施工图设计 构件名称 4x25m 预应力混凝土连续箱梁 目录 1 工程概况 1 2 计算依据和内容 1 2 1 计算依据 1 2 2 计算内容 1 3 技术标准 1 3 1 技术标准 1 3 2 设计规范 2 4 设计参数 2 4 1 主要材料及其设计参数 2 4 1 1 混凝土 2 4 1 2 预应力钢束 2 4 1 3 钢筋 3 4 2 设计荷载取值 3 4 2 1 恒载 3 4 2 2 活载 3 4 2 3 温度荷载 4 4 2 4 沉降 4 5 计算概述 4 5 1 计算方法 4 5 2 荷载组合 4 5 2 1 承载能力极限状态组合 4 5 2 2 正常使用极限状态内力组合 4 6 人行及非机动车道桥梁纵向整体计算分析 5 6 1 计算模型 5 6 2 支座反力 5 6 3 成桥初期应力状况计算 6 1 正截面抗弯承载力验算 6 2 斜截面抗剪承载力验算 7 5 持久状况正常使用极限状态计算 10 1 抗裂验算 10 2 挠度验算 11 6 6 持久状况构件的应力计算 11 7 桥梁横向局部计算 12 7 1 端横梁 12 7 1 1 计算模型 12 7 1 2 荷载 12 7 1 3 配筋情况 13 7 1 4 成桥初期应力状况计算 13 7 1 5 持久状况承载能力极限状态计算 13 7 1 6 持久状况正常使用极限状态计算 15 1 抗裂验算 15 7 1 7 持久状况构件的应力计算 16 7 2 中横梁 16 7 2 1 计算模型 16 7 2 2 荷载 17 7 2 3 配筋情况 17 7 2 4 成桥初期应力状况计算 17 7 2 5 持久状况承载能力极限状态计算 17 7 2 6 持久状况正常使用极限状态计算 20 1 抗裂验算 20 7 2 7 持久状况构件的应力计算 20 8 桥面板及横向框架计算 21 8 1 计算理论及思路说明 21 8 2 恒载 21 8 3 人群荷载 22 8 4 汽车 22 8 5 跨间板的有效分布宽度及车轴换算荷载计算 22 8 6 验算结果 23 1 正常使用阶段抗裂验算 23 2 承载能力极限状态正截面强度验算 23 1 工程概况 2 计算依据和内容 2 1 计算依据 2 1 1 现行国家及行业有关法规 标准 规程 规范 2 1 2 同济大学建筑设计研究院桥梁工程设计分院设计大纲 2 2 计算内容 2 2 1 使用阶段支座反力计算 2 2 2 承载能力极限状态正截面强度验算 2 2 3 正常使用状态正截面 斜截面抗裂验算 2 2 4 结构刚度验算 3 技术标准 3 1 技术标准 3 1 1 道路等级 城市快速路 3 1 2 桥梁宽度 桥梁宽度为 2 5m 人行道 3 5m 非机动车道 15m 非机动车道 3 5m 非 机动车道 2 5m 人行道 27m 3 1 3 荷载标准 城 A 级 3 1 4 桥梁设计安全等级 结构重要性系数 1 1 0 3 1 5 环境类别 环境类别为 I 类 最大裂缝宽度 0 20mm 3 2 设计规范 3 2 1 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 3 2 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 3 2 3 公路桥涵施工技术规范 JTJ 041 2000 3 2 4 城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77 98 3 2 5 城市桥梁设计准则 CJJ11 93 3 2 6 公路工程技术标准 JTG B01 2003 3 2 7 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 4 设计参数 4 1 主要材料及其设计参数 4 1 1 混凝土 预应力混凝土梁上部结构采用 C50 混凝土 桥面铺装采用 C30 混凝土 标号 容重 kN m 3 fcd MPa ftd MPa E MPa 泊松比 C50 26 0 22 4 1 85 3 45 104 0 2 1 0 10 5 C30 26 0 13 8 1 39 3 00 104 0 2 1 0 10 5 混凝土的收缩徐变参数 加载龄期 28 天 4 1 2 预应力钢束 预应力钢束采用直径为 15 2mm 的预应力钢绞线 主要力学性能 极限抗拉强度 R by 1860MPa 张拉控制应力 0 75R by 1395MPa 弹性模量 E 1 95 105MPa 钢筋松弛率 0 035 一端锚具变形及钢束回缩值 6mm 预应力连续箱梁的预应力管道采用性能优良的塑料波纹管 0 15 k 0 0015 4 1 3 钢筋 设计用钢筋为 R235 钢筋 公称直径小于 12mm 和 HRB335 钢筋 公称直 径大于等于 12mm 两种 R235 钢筋必须符合国家标准 GB13013 1991 的 有关规定 HRB335 钢筋必须符合国家标准 GB1499 1998 的有关规定 4 2 设计荷载取值 4 2 1 恒载 1 一期恒载 一期恒载包括箱梁材料重量 混凝土容重取 26kN m3 2 二期恒载 二期恒载为人行道栏杆及桥面铺装 人行道 其中 人行道栏杆为单侧 10kN m 车行道桥面铺装为 9 混凝土 25kN m 3 8cm 沥青 24kN m3 人行道荷载根据实际构造布置施加 钢筋种类 容重 kN m 3 fsk MPa fsd MPa E MPa 泊松比 R235 78 5 235 195 2 1 105 0 3 1 0 10 5 HRB335 78 5 335 280 2 0 105 0 3 1 0 10 5 4 2 2 活载 人行道宽 2 5m 车行道宽度为 22m 计算取 6 车道城 A 级车道荷载 冲 击系数按照 城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77 98 取值 人群荷载 5kN m 2 4 2 3 温度荷载 混凝土体系升温 20 混凝土体系降温 25 日照温差遵照 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 取值 4 2 4 沉降 不均匀沉降按照 0 5cm 取值 5 计算概述 5 1 计算方法 总体静力计算根据桥梁施工流程划分结构计算阶段 根据荷载组合要求的 内容进行应力 主梁极限承载力计算 验算结构在运营阶段应力 主梁极限承 载力及整体刚度是否符合规范要求 总体计算采用桥梁博士 V3 1 平面杆系 5 2 荷载组合 5 2 1 承载能力极限状态组合 一 组合 基本组合 按规范 JTG D60 2004 第 4 1 6 条规定 按此组 合验算结构的承载能力极限状态的强度 5 2 2 正常使用极限状态内力组合 一 组合 长期效应组合 按规范 JTG D60 2004 第 4 1 7 条规定 二 组合 短期效应组合 按规范 JTG D60 2004 第 4 1 7 条规定 三 组合 标准值组合 6 4x25m 连续箱梁纵向整体计算分析 人行及非机动车道桥梁断面布置为单箱三室断面 跨中横断面为 图 6 1 箱梁断面图 单位 mm 6 1 计算模型 计算模型如下图所示 全桥共 102 个单元 图 6 2 计算模型 配索 腹板索 15 s15 2 顶 底板索 7 s15 2 考虑预应力弯道损失 预埋波纹管 k 值 0 15 k 0 0015 腹板竖弯半径为 8 m 顶 底板竖弯半径 8m 6 2 支座反力 恒载及活载竖向支反力汇总 单位 kN 表 6 1 汽车城 B 级 人群 支点 恒载 Max Min Max Min 标准组合最大 标准组合最小 A0 5780 2600 276 220 27 9 10100 5100 P1 14200 5850 451 495 45 5 23200 12800 P2 14100 5540 1040 534 102 22700 12400 P3 14200 5850 451 495 45 5 23200 12800 A3 5570 2600 276 220 27 9 9490 4890 6 3 成桥初期应力状况计算 单位 MPa 成桥初期应力 6 4 持久状况承载能力极限状态计算 构件按持久状况承载能力极限状态设计 应采用基本组合对构件的承载力 进行计算 1 正截面抗弯承载力验算 按照规范 JTG D62 2004 的第 5 1 1 5 2 5 条规定进行正截面抗弯承载力验算 单位 kN m 支点截面 1423 896 15062 749 j RMkNmMkNm 跨中截面 5 743 j 结果表明未计入普通钢筋情况下 验算截面的设计弯矩均小于截面极限承 载弯矩 结构受力安全 正截面强度满足设计规范要求 2 斜截面抗剪承载力验算 按照规范 JTG D62 2004 的第 5 2 6 5 2 12 条规定进行斜截面抗剪承载力验 算 箍筋配置为跨中每片腹板 2 肢 12 150mm 腹板加厚段每片 4 肢 12 100mm 详细钢筋布置参见人行及非机动车道箱梁普通钢筋图 计算结 果如下表所示 斜截面抗剪计算结果汇总 单位 kN 表 6 2 X V 箍筋 V 弯 起 V 预应 力 总抗力 设计剪力 VR Vd 满 足 尺 寸 1 最大剪力 21186 6 0 6249 7 27436 3 10519 3 2 608 是 是 1 最小剪力 21914 2 0 6098 7 28012 8 3513 4 7 973 是 是 2 最大剪力 23377 3 0 12510 3 35887 7 6977 5 144 是 是 2 最小剪力 23392 9 0 12510 3 35903 2 1427 6 25 149 是 是 3 最大剪力 22653 9 0 11013 2 33667 1 5898 5 708 是 是 3 最小剪力 22659 0 11013 2 33672 2 696 3 48 358 是 是 4 最大剪力 20924 7 0 8167 1 29091 8 5089 2 5 716 是 是 4 最小剪力 20924 9 0 8167 1 29092 92 1 315 962 是 是 5 最大剪力 19751 6 0 6286 2 26037 8 4111 9 6 332 是 是 5 最小剪力 19759 4 0 6286 2 26045 6 690 5 37 721 是 是 6 最大剪力 18360 8 0 3607 1 21968 3220 6 822 是 是 6 最小剪力 18360 8 0 3607 1 21968 1417 4 15 499 是 是 7 最大剪力 11043 9 0 1573 7 12617 6 2382 5 5 296 是 是 7 最小剪力 27730 5 0 0 27730 5 2172 2 12 766 是 是 8 最大剪力 11249 8 0 0 11249 8 1644 6 843 是 是 8 最小剪力 28939 5 0 0 28939 5 1350 4 21 43 是 是 9 最大剪力 11562 9 0 0 11562 9 925 6 12 493 是 是 9 最小剪力 16956 4 0 0 16956 4 721 1 23 516 是 是 10 最大剪力 11490 7 0 0 11490 7 224 51 293 是 是 10 最小剪力 14556 3 0 0 14556 3 93 4 155 865 是 是 11 最大剪力 11398 0 0 11398 455 4 25 028 是 是 11 最小剪力 13034 3 0 0 13034 3 799 5 16 303 是 是 12 最大剪力 11153 0 0 11153 1093 1 10 203 是 是 12 最小剪力 11346 1 0 0 11346 1 1507 9 7 525 是 是 13 最大剪力 10877 8 0 0 10877 8 1705 8 6 377 是 是 13 最小剪力 11273 9 0 0 11273 9 2243 5 026 是 是 14 最大剪力 11201 6 0 0 11201 6 1553 1 7 212 是 是 14 最小剪力 11201 6 0 0 11201 6 3042 1 3 682 是 是 15 最大剪力 11129 3 0 1418 7 12548 836 7 14 997 是 是 15 最小剪力 11129 3 0 1418 7 12548 3896 6 3 22 是 是 16 最大剪力 11057 1 0 1993 1 13050 2 137 4 95 是 是 16 最小剪力 11057 1 0 1993 1 13050 2 4766 2 2 738 是 是 17 最大剪力 10565 4 0 4717 2 15282 6 551 2 27 725 是 是 17 最小剪力 10565 6 0 4717 2 15282 8 5655 9 2 702 是 是 18 最大剪力 10339 8 0 5736 4 16076 1 1251 2 12 849 是 是 18 最小剪力 9989 7 0 5558 15547 8 7973 8 1 95 是 是 19 最大剪力 10105 5 0 7147 5 17253 1923 3 8 971 是 是 19 最小剪力 10280 6 0 6473 2 16753 8 9874 8 1 697 是 是 20 最大剪力 10603 6 0 7873 7 18477 2 2447 8 7 548 是 是 20 最小剪力 11205 1 0 6998 8 18203 9 11117 7 1 637 是 是 21 最大剪力 10179 6 0 6998 8 17178 4 4504 8 3 813 是 是 21 最小剪力 12447 2 0 6998 8 19445 9 12093 6 1 608 是 是 22 最大剪力 10001 6 0 6998 8 17000 3 4503 3 3 775 是 是 22 最小剪力 13502 4 0 6424 3 19926 7 13114 2 1 519 是 是 23 最大剪力 12965 3 0 4825 6 17790 9 6085 9 2 923 是 是 23 最小剪力 14212 4 0 5243 7 19456 1 14177 3 1 372 是 是 24 最大剪力 14108 6 0 3308 1 17416 7 6731 2 588 是 是 24 最小剪力 15092 2 0 5005 6 20097 8 15281 1 315 是 是 25 最大剪力 13654 2 0 1476 9 15131 1 7365 6 2 054 是 是 25 最小剪力 14432 8 0 3743 4 18176 2 16406 5 1 108 是 是 26 最大剪力 26486 5 0 5005 6 31492 2 13942 7 2 259 是 是 26 最小剪力 24648 0 4051 28699 5586 9 5 137 是 是 27 最大剪力 24930 8 0 5955 2 30886 12837 2 2 406 是 是 27 最小剪力 22779 9 0 5005 6 27785 6 4950 2 5 613 是 是 28 最大剪力 23741 9 0 6998 8 30740 7 11775 3 2 611 是 是 28 最小剪力 21183 7 0 5005 6 26189 4 4364 3 6 001 是 是 29 最大剪力 21488 3 0 6998 8 28487 1 10759 4 2 648 是 是 29 最小剪力 17051 4 0 6998 8 24050 2 3340 9 7 199 是 是 30 最大剪力 18756 5 0 7216 6 25973 1 9791 6 2 653 是 是 30 最小剪力 17321 4 0 7873 7 25195 1 1235 4 20 395 是 是 31 最大剪力 18493 9 0 6614 4 25108 3 8854 4 2 836 是 是 31 最小剪力 16637 0 6289 7 22926 7 692 6 33 1 是 是 32 最大剪力 18126 6 0 5137 5 23264 2 7929 8 2 934 是 是 32 最小剪力 16582 1 0 4130 7 20712 8 20 6 1003 61 是 是 33 最大剪力 17357 1 0 4957 5 22314 6 6962 3 205 是 是 33 最小剪力 9745 2 0 3111 5 12856 7 725 5 17 72 是 是 34 最大剪力 17133 0 1993 1 19126 1 5604 2 3 413 是 是 34 最小剪力 10153 4 0 1993 1 12146 6 1459 3 8 324 是 是 35 最大剪力 10144 8 0 1993 1 12137 9 4209 2 2 884 是 是 35 最小剪力 9778 9 0 0 9778 9 1852 5 28 是 是 36 最大剪力 10153 4 0 0 10153 4 2647 1 3 836 是 是 36 最小剪力 10008 1 0 0 10008 1 1212 5 8 254 是 是 37 最大剪力 10127 8 0 0 10127 8 1952 5 189 是 是 37 最小剪力 9755 9 0 0 9755 9 418 8 23 293 是 是 38 最大剪力 9754 9 0 0 9754 9 692 9 14 078 是 是 38 最小剪力 9962 9 0 0 9962 9 251 2 39 658 是 是 39 最大剪力 10008 4 0 0 10008 4 90 5 110 649 是 是 39 最小剪力 10137 5 0 0 10137 5 936 5 10 825 是 是 40 最大剪力 9998 6 0 0 9998 6 118 5 84 396 是 是 40 最小剪力 10153 4 0 1418 7 11572 1 1667 9 6 938 是 是 41 最大剪力 9929 3 0 5137 5 15066 8 1009 7 14 922 是 是 41 最小剪力 9897 5 0 1993 1 11890 6 4283 9 2 776 是 是 42 最大剪力 9631 4 0 3308 12939 5 1441 5 8 977 是 是 42 最小剪力 9490 4 0 3738 1 13228 5 4278 6 3 092 是 是 43 最大剪力 9820 7 0 5137 5 14958 2 745 2 20 074 是 是 43 最小剪力 9524 5 0 4130 7 13655 2 4291 7 3 182 是 是 44 最大剪力 10315 6 0 6289 7 16605 3 1372 1 12 102 是 是 44 最小剪力 9634 0 6614 4 16248 4 7103 1 2 288 是 是 45 最大剪力 10829 1 0 7873 7 18702 7 1984 1 9 426 是 是 45 最小剪力 10829 1 0 6998 8 17827 9 8538 1 2 088 是 是 46 最大剪力 12436 0 8005 6 20441 7 2574 2 7 941 是 是 46 最小剪力 12110 7 0 6998 8 19109 5 9512 4 2 009 是 是 47 最大剪力 14276 9 0 6998 8 21275 7 3162 9 6 727 是 是 47 最小剪力 13226 8 0 6424 3 19651 1 10534 1 1 865 是 是 48 最大剪力 15688 2 0 6998 8 22687 3770 7 6 017 是 是 48 最小剪力 14017 7 0 5243 7 19261 4 11600 9 1 66 是 是 49 最大剪力 16202 5 0 5955 2 22157 7 4397 7 5 038 是 是 49 最小剪力 15021 0 5005 6 20026 6 12710 3 1 576 是 是 50 最大剪力 15121 3 0 5005 6 20126 9 5029 7 4 002 是 是 50 最小剪力 14432 8 0 3743 4 18176 2 13843 2 1 313 是 是 由计算结果可知 按持久状况承载能力极限状态设计要求 采用基本组合 构件的斜截面抗剪承载力验算满足要求 5 持久状况正常使用极限状态计算 构件按部分 A 类预应力混凝土构件进行设计计算 按持久状况正常使用极 限状态设计要求 采用作用短期效应组合 长期效应组合或短期效应并考虑长 期效应组合的影响 对构件的抗裂及挠度进行验算 1 抗裂验算 单位 MPa 计算结果表明 在荷载长期效应组合和短期效应组合下 构件正截面均不 出现拉应力 在短期效应组合下 构件斜截面最大拉应力为 0 79MPa 小于现 场浇筑部分 A 类预应力混凝土构件容许值 0 5ftk 0 5 2 65 1 325MPa 构件 正截面及斜截面抗裂性验算满足规范要求 2 挠度验算 节点号 荷载短期效 应组合长期 竖向挠度 mm 预加应力产 生的长期挠 度 mm 消除结构自 重后结构挠 度 mm 挠度验算容 许值 是否满足 15 10 65 12 3 54 41 是 40 3 6 6 2 9 41 是 65 3 6 4 2 89 41 是 90 10 65 14 3 58 41 是 按荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响计算的挠度值 在消除结构 自重产生的长期挠度后主梁最大挠度值为 0 0036 125 60 41Lm 结构按持久状况正常使用极限状态 在荷载短期效应组合并考虑长期效应 组合的影响下 挠度验算满足规范要求 6 6 持久状况构件的应力计算 单位 MPa 计算结果表明 使用阶段荷载标准值组合下 构件正截面最大压应力为 8 63MPa 0 5fck 0 5 32 4 16 2Mpa 最大主压应力为 10 78MPa 0 6fck 0 6 32 4 19 44Mpa 构件按持久状况设计使用阶段应力验 算均满足规范要求