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桥梁整体计算书

作者:ZY84956 | 发布时间:2022-08-02 09:38:45 收藏本文 下载本文

桥梁整体计算书

设计:

复核:

审核:

目 录

一、 基本信息

1.1 工程概况

1.2 技术标准

1.3 主要规范

1.4 主要材料及材料性能

1.4.1 混凝土

1.4.2 普通钢筋

1.5 计算荷载取值

1.5.1 永久作用

1.5.2 可变作用

二、 模型建立及分析

2.1 计算模型

2.2 荷载工况及荷载组合

三、 持久状况承载能力极限状态

3.1 正截面抗弯验算

3.2 斜截面抗剪验算

3.3 抗扭验算

3.4 支反力计算

四、 持久状况正常使用极限状态

4.1 裂缝宽度验算

4.2 预拱度验算

五、 短暂状况应力验算

5.1 混凝土边缘压应力验算

5.2 受拉钢筋应力验算

5.3 中性轴主拉应力验算

六、 横梁受力验算

6.1 正截面抗弯验算

6.2 斜截面抗剪验算

6.3 裂缝宽度验算

七、 下部结构验算

7.1 桥墩结构验算

7.2 桩基结构验算

7.3 桩长计算

八、 其他验算

8.1 伸缩缝验算

8.2 抗倾覆验算

九、 结论

一、基本信息

1.1 工程概况

桥梁工程:本项目包含中桥一座,桥梁上跨现状挡墙段,为新建桥梁。位于桩号K0+205.228~ K0+252.328,分左右幅设计,左幅为路基+挡墙,右幅为桥梁结构,全桥均位于圆曲线超高段。桥梁跨径2x20m,宽11.2m,梁高1.2m,桥梁全长47.1m,采用等截面普通钢筋混凝土连续箱梁。

桥梁标准路幅宽度为:3.0m(人行道)+8.2m(车行道)=11.2m,桥梁共一联,跨度布置为20m+20m,两侧各设置桩承式轻型桥台;

桥型布置图如下:

图 1-1桥型布置图

图 1-2 上跨桥横断面图

1.2技术标准

桥梁主要技术标准

类别

设计取值

荷载标准

汽车:城-A级

地震基本烈度

6度

桥梁设计基准期

100年

设计安全等级

一级

设计环境类别

Ⅰ类

1.3主要规范

(1)《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)(2019版)

(2)《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166-2019)

(3)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)

(4)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)

(5)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)

(6)《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T 3310—2019)

(7)《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01-2018)

(8)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650-2020)

(9)《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ 2-2018)

(10)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ 18—2019)

(11)《公路桥梁盆式支座》(JT/T391-2019)

1.4主要材料及材料性能 1.4.1混凝土

混凝土标号

弹性模量

(MPa)

剪切模量

(MPa)

泊松比

设计抗压强度(MPa)

设计抗拉强度(MPa)

线膨胀系数

容重(kN/m3)

上部主梁

C40

32500

13000

0.2

18.4

1.65

0.00001

桥墩

C40

32500

13000

0.2

18.4

1.65

0.00001

桥面铺装

1.4.2普通钢筋

HPB300钢筋:抗拉设计强度fsd=250MPa;标准强度fsk=300MPa;弹性模量E=2.1×105MPa。

HRB400钢筋:抗拉设计强度fsd=330MPa;标准强度fsk=400MPa;弹性模量E=2.0×105MPa。

1.5计算荷载取值 1.5.1永久作用

计算荷载根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)、《城市桥梁设计规范》(CJJ11—2011)取值。

1)一期恒载:按照实际结构尺寸考虑:钢筋混凝土26 kN/m3;沥青混凝土23 kN/m3;钢材78.5kN/m3;填土20kN/m3,实际结构建立计算模型,由程序自动计算;

2)二期恒载:

人行道系统(支墩+预制板):25.35 KN/m;

人行道景观栏杆:0.45KN/m;

防撞护栏:0.94KN/m;

挂板:3.8 KN/m;

车行道铺装(10cm沥青铺装):8.2×0.1×24=19.68KN/m

3)结构的收缩徐变:按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)取用混凝土名义收缩系数εcs0=0.310×10-3,混凝土的名义徐变系数Φ0按照规范附表F2.2取值。

1.5.2可变作用

(1)汽车荷载

整体计算中按照采用城-A级。

冲击系数:按《城市桥梁设计规范》取值;

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;当计算的加载车道为同向行驶2条时,汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的2倍;如果为同向3车道时,2.34倍,同向4车道时,2.68倍。

(2)温度荷载

1)整体温度

根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)4.3.10条以及地勘提供的地勘报告来确定桥梁结构的温度荷载,按结构整体升温25℃和降温-20℃计算。

2)温度梯度

竖向温度梯度:按照桥面10cm沥青混凝土考虑,即:按照规范《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)规范中4.3.10中表4.3.10-3中数值内插取值。

计算书中将采用midas Civil Designer对桥梁进行设计,并以《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)为标准,按钢筋混凝土结构进行验算。

二、模型建立及分析 2.1 计算模型

图 1-1有限元模型离散图

1)节点数量:43个;单元数量:42个;

2)边界条件数量:4个;

3)施工阶段数量:3个,施工步骤如下:

施工阶段1:一次成桥;30.0天;

施工阶段2:二期;15.0天;

施工阶段3:收缩徐变;3650.0天;

计算分析软件采用Midas Civil,结构采用平面梁单元进行模拟。

计算书中采用 Civil Designer进行分析计算,并以《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)为标准,按钢筋混凝土结构进行验算。

支座模拟采用如下方法:在支座顶位置建立节点,顶节点按一般支承建立约束,顶节点与主梁节点通过“弹性连接”的“一般类型”来模拟支座各个方向的实际刚度。钢筋仅输入顶底板纵向钢筋、腹板处加强筋,以及截面抗扭钢筋。

2.2荷载工况及荷载组合

1)徐变收缩

收缩龄期:3.0天;

理论厚度自动计算:由程序自动计算各构件的理论厚度。公式为:

h=a×Ac/u;

u=L0+a×Li;

--周长u的计算公式中L0为外轮廓周长,Li为内轮廓周长,a为要考虑轮廓周长的比例系数。

2)荷载组合

荷载工况:

序号

工况名称

描述

支座沉降

SM

恒荷载

DL

徐变二次

CS

收缩二次

SS

CD

M

RQ

M1

梯度升温

TPG

梯度降温

TPG1

升温

T

降温

T1

荷载组合列表:

基本1: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS);

基本2: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M);

基本3: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M1);

基本4: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T)+1.4(TPG);

基本5: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T)+1.4(TPG1);

基本6: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T1)+1.4(TPG);

基本7: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T1)+1.4(TPG1);

基本8: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1);

基本9: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T)+1.05(TPG);

基本10: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T)+1.05(TPG1);

基本11: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T1)+1.05(TPG);

基本12: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T1)+1.05(TPG1);

基本13: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T)+1.05(TPG);

基本14: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T)+1.05(TPG1);

基本15: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T1)+1.05(TPG);

基本16: 0.5(SM)+1.2(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T1)+1.05(TPG1);

基本17: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS);

基本18: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M);

基本19: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M1);

基本20: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T)+1.4(TPG);

基本21: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T)+1.4(TPG1);

基本22: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T1)+1.4(TPG);

基本23: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T1)+1.4(TPG1);

基本24: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1);

基本25: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T)+1.05(TPG);

基本26: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T)+1.05(TPG1);

基本27: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T1)+1.05(TPG);

基本28: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T1)+1.05(TPG1);

基本29: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T)+1.05(TPG);

基本30: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T)+1.05(TPG1);

基本31: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T1)+1.05(TPG);

基本32: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T1)+1.05(TPG1);

频遇1: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M1);

频遇2: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+0.8(TPG);

频遇3: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+0.8(TPG1);

频遇4: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+0.8(TPG);

频遇5: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+0.8(TPG1);

频遇6: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M);

频遇7: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+0.4(M1);

频遇8: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+1.0(T)+0.8(TPG);

频遇9: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+1.0(T)+0.8(TPG1);

频遇10: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+1.0(T1)+0.8(TPG);

频遇11: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+1.0(T1)+0.8(TPG1);

频遇12: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+0.4(M1)+1.0(T)+0.8(TPG);

频遇13: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+0.4(M1)+1.0(T)+0.8(TPG1);

频遇14: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+0.4(M1)+1.0(T1)+0.8(TPG);

频遇15: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.551(M)+0.4(M1)+1.0(T1)+0.8(TPG1);

准永久1: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.4(M1);

准永久2: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+0.8(TPG);

准永久3: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+0.8(TPG1);

准永久4: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+0.8(TPG);

准永久5: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+0.8(TPG1);

准永久6: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M);

准永久7: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+0.4(M1);

准永久8: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+1.0(T)+0.8(TPG);

准永久9: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+1.0(T)+0.8(TPG1);

准永久10: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+1.0(T1)+0.8(TPG);

准永久11: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+1.0(T1)+0.8(TPG1);

准永久12: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+0.4(M1)+1.0(T)+0.8(TPG);

准永久13: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+0.4(M1)+1.0(T)+0.8(TPG1);

准永久14: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+0.4(M1)+1.0(T1)+0.8(TPG);

准永久15: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+0.315(M)+0.4(M1)+1.0(T1)+0.8(TPG1);

挠度1: 1.0(DL)+0.551(M)+1.0(M1);

挠度2: 0.551(M)+1.0(M1);

挠度3: 1.0(DL)+0.275(M)+0.5(M1);

应力1:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M1);

应力2:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+1.0(TPG);

应力3:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+1.0(TPG1);

应力4:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+1.0(TPG);

应力5:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+1.0(TPG1);

应力6:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M);

应力7:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1);

应力8:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T)+1.0(TPG);

应力9:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T)+1.0(TPG1);

应力10:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T1)+1.0(TPG);

应力11:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T1)+1.0(TPG1);

应力12:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T)+1.0(TPG);

应力13:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T)+1.0(TPG1);

应力14:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T1)+1.0(TPG);

应力15:标准;1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T1)+1.0(TPG1);

倾覆1: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS);

倾覆2: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M);

倾覆3: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M1);

倾覆4: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T)+1.4(TPG);

倾覆5: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T)+1.4(TPG1);

倾覆6: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T1)+1.4(TPG);

倾覆7: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(T1)+1.4(TPG1);

倾覆8: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1);

倾覆9: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T)+1.05(TPG);

倾覆10: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T)+1.05(TPG1);

倾覆11: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T1)+1.05(TPG);

倾覆12: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(T1)+1.05(TPG1);

倾覆13: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T)+1.05(TPG);

倾覆14: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T)+1.05(TPG1);

倾覆15: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T1)+1.05(TPG);

倾覆16: 0.5(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.4(M)+1.05(M1)+1.05(T1)+1.05(TPG1);

倾覆17: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS);

倾覆18: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M);

倾覆19: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M1);

倾覆20: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+1.0(TPG);

倾覆21: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T)+1.0(TPG1);

倾覆22: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+1.0(TPG);

倾覆23: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(T1)+1.0(TPG1);

倾覆24: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1);

倾覆25: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T)+1.0(TPG);

倾覆26: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T)+1.0(TPG1);

倾覆27: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T1)+1.0(TPG);

倾覆28: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(T1)+1.0(TPG1);

倾覆29: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T)+1.0(TPG);

倾覆30: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T)+1.0(TPG1);

倾覆31: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T1)+1.0(TPG);

倾覆32: 1.0(SM)+1.0(DL)+1.0(CS)+1.0(SS)+1.0(M)+1.0(M1)+1.0(T1)+1.0(TPG1);

三、持久状况承载能力极限状态 3.1正截面抗弯验算

图1 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;

3.2斜截面抗剪验算

图2 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条进行抗剪截面验算,满足规范要求;

3.3抗扭验算

图3 持久状况抗扭验算(扭矩)包络图

图3 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;

3.4支反力计算

支座节点

荷载

Fx

(kN)

Fy

(kN)

Fz

(kN)

Mx

(kN.m)

My

(kN.m)

Mz

(kN.m)

应力14

0.000

0.000

2797.062

0.000

0.000

0.000

应力12

253.640

1026.379

2887.046

0.000

0.000

0.000

应力13

586.656

0.000

6417.338

0.000

0.000

0.000

应力15

547.917

2704.683

6193.469

0.000

0.000

0.000

应力10

0.000

0.000

2797.096

0.000

0.000

0.000

应力12

157.927

1026.383

2886.906

0.000

0.000

0.000

支座节点47、48、51、52为桥台支座,支座型号为GPZ(2019)5.0,支座节点49、50为桥墩支座,支座型号为GPZ(2019)8.0。

四、持久状况正常使用极限状态 4.1裂缝宽度验算

图4 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=0.144 mm≤裂缝宽度允许值0.200 mm,满足规范要求;

4.2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.结论:

按照《桥规》第6.5.3条验算:11号和33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=8.5mm≤最大挠度允许值fn=33.3mm,满足规范要求;

图6 挠度及预拱度表

按《桥规》第6.5.5条公式,荷载频遇组合总挠度fa=-20.1≥L/1600=12.500,应设置预拱度,预拱度值C=15.8mm ;

五、短暂状况应力验算 5.1混凝土边缘压应力验算

图7 混凝土边缘压应力验算包络图

按照《桥规》第7.2.4-1条公式’验算:=8.388 MPa≤’=21.440 MPa,满足规范要求;

5.2受拉钢筋应力验算

按《桥规》第7.2.4-2条公式,受拉区钢筋的应力应符合下式规定:σtsi≤0.75fsk。

结论:按照《桥规》第7.2.4-2条公式σtsi≤0.75fsk验算:

=109.737 MPa ≤ 0.75fsk=300.000 MPa,满足规范要求;

5.3中性轴主拉应力验算

按照《桥规》第7.2.5条,钢筋混凝土受弯构件中性轴处的主拉应力(剪应力)σttp应符合下列规定:σttp≤ftk’

图8 中性轴主拉应力验算包络图

结论:

按照《桥规》第7.2.5条公式’验算:=-1.309 MPa≤’=2.400 MPa,满足规范要求;

六、横梁受力验算

采用Midas Civil建模计算内力。横梁恒载取自上部结构整体计算所得支反力,在各腹板处70%采用集中力等效加载,30%采用均布力等效加载。

图 6.1有限元模型离散图

选取受最不利荷载的中横梁P1进行验算。

中横梁P1上部结构提力及加载如下表:

横梁编号

工况

上部支反力和

腹板

桥面宽度

30%均布

70%集中

(kN)

个数

(m)

(kN/m)

(kN)

P1

基本组合

-10791.4

11.2

-289.05

-2518.0

6.1正截面抗弯验算

图7 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;

6.2斜截面抗剪验算

图8 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条进行抗剪截面验算,满足规范要求;

6.3裂缝宽度验算

图9 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=0.061 mm≤裂缝宽度允许值0.200 mm,满足规范要求;

七、下部结构验算

桥墩选取原则:上部反力最大、墩柱最高、最不利桥墩进行验算;桩基选取原则反力最大、最不利原则进行验算。

桥墩验算选取P1-1b轴桥墩进行结构验算,桩基选取P1-1b轴桩基进行结构验算。

7.1桥墩结构验算

桥墩通过建立迈达斯模型进行结构验算,荷载取值为桥梁上部结构恒载的1.2倍系数,活载为1.4倍系数

图 7.1有限元模型离散图

1)P1轴桥墩承载能力验算

图 7.2正截面抗压承载能力验算结果图形

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2018)第5.3.1条验算,结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值,满足规范要求。

2)P1轴桥墩裂缝宽度验算

图 7.3裂缝宽度验算结果图形

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)第6.4.3条进行截面裂缝宽度验算,小于规范的0.2mm的裂缝宽度,满足规范要求。

结论:桥墩结构满足规范要求

7.2桩基结构验算

1)P1轴桥墩桩基强度验算

2)P1轴桥墩桩基裂缝宽度验算

7.3桩长计算

P1轴桥墩桩长计算

八、其他验算 8.1伸缩缝验算

桥梁在升温以及制动力作用下引起的闭口量为8.0mm,在降温及收缩徐变以及制动力作用下发生的开口量为8.0mm;(8+8)*1.4=22.4mm小于80mm。

8.2抗倾覆验算

按《桥规》第4.1.8条规定,持久状况下,梁桥不应发生结构体系改变,并应同时满足下列规定:

1)在作用基本组合下,单向受压支座始终保持受压状态。

2)按作用标准值进行组合时(按本规范第7.1.1条取用),整体式截面简支梁和连续梁的作用效应应符合下式要求:

表 1 倾覆验算-支座反力表格

支座节点编号

组合名称

Fz

(kN)

验算结果

倾覆14

170.519

OK

倾覆16

268.397

OK

倾覆6

1336.827

OK

倾覆4

1899.002

OK

倾覆14

170.341

OK

倾覆16

268.397

OK

结论:按照《桥规》第4.1.8条验算:支座反力Fz>0,满足规范要求;

表 2倾覆验算-抗倾覆稳定系数表格

倾覆方向

最不利支座节点编号

组合名称

∑Sbki

(KN.m)

∑Sski

(KN.m)

ki

[k]

验算结果

右倾

倾覆20

25859.226

1051.669

24.5887

2.5000

OK

右倾

倾覆20

25859.226

1051.669

24.5887

2.5000

OK

右倾

倾覆20

25859.226

1051.669

24.5887

2.5000

OK

左倾

倾覆23

27563.186

533.314

51.6828

2.5000

OK

左倾

倾覆23

27563.186

533.314

51.6828

2.5000

OK

左倾

倾覆23

27563.186

533.314

51.6828

2.5000

OK

按照《桥规》第4.1.8条验算:横向抗倾覆轴稳定性系数k > 横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求;

九、结论

根据上述计算结果,上、下部结构均满足各项规范要求。桥梁整体的结构设计是安全、合理的,能满足长期安全使用的功能。

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