上部结构验算
一.1 模型简介
一.2 构件一般规定
一.2.1 加劲肋验算
1、加劲肋几何尺寸
1)板式加劲肋
表1 加劲肋几何尺寸验算结果
计算参数 | 验算结果 | ||||
hs(mm) | ts(mm) | 材料 | hs/ts | 限值 | 是否通过 |
180.00 | 15.00 | Q345 | 12.00 | 12.00 | 是 |
180.00 | 15.00 | Q345 | 12.00 | 12.00 | 是 |
120.00 | 12.00 | Q345 | 10.00 | 12.00 | 是 |
100.00 | 10.00 | Q345 | 10.00 | 12.00 | 是 |
120.00 | 10.00 | Q345 | 12.00 | 12.00 | 是 |
一.2.2 钢板梁翼缘验算
表2 钢板梁1翼缘验算结果
梁段位置
(m) | 计算参数 | 验算结果 | |||||||||
翼缘 | b (mm) | t (mm) | 材料 | b/t | 受压 限值 | 是否 通过 | 受拉限值 | 是否 通过 | Iyc/Iyt | 是否 通过 | |
0.00-5.33 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.30 | 是 |
下 | 388.00 | 35.00 | Q345 | 11.09 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.32 | 是 | |
5.33-5.51 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 388.00 | 40.00 | Q345 | 9.70 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
5.51-19.41 | 上 | 291.00 | 25.00 | Q345 | 11. | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 391.00 | 40.00 | Q345 | 9.78 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
19.41-19.59 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 388.00 | 40.00 | Q345 | 9.70 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
19.59-24.92 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.30 | 是 |
下 | 388.00 | 35.00 | Q345 | 11.09 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.32 | 是 |
梁段位置
(m) | 计算参数 | 验算结果 | |||||||||
翼缘 | b (mm) | t (mm) | 材料 | b/t | 受压 限值 | 是否 通过 | 受拉限值 | 是否 通过 | Iyc/Iyt | 是否 通过 | |
0.00-5.33 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.30 | 是 |
下 | 388.00 | 35.00 | Q345 | 11.09 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.32 | 是 | |
5.33-5.51 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 388.00 | 40.00 | Q345 | 9.70 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
5.51-19.41 | 上 | 291.00 | 25.00 | Q345 | 11. | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 391.00 | 40.00 | Q345 | 9.78 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
19.41-19.59 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 388.00 | 40.00 | Q345 | 9.70 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
19.59-24.92 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.30 | 是 |
下 | 388.00 | 35.00 | Q345 | 11.09 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.32 | 是 |
梁段位置
(m) | 计算参数 | 验算结果 | |||||||||
翼缘 | b (mm) | t (mm) | 材料 | b/t | 受压 限值 | 是否 通过 | 受拉限值 | 是否 通过 | Iyc/Iyt | 是否 通过 | |
0.00-5.33 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.30 | 是 |
下 | 388.00 | 35.00 | Q345 | 11.09 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.32 | 是 | |
5.33-5.51 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 388.00 | 40.00 | Q345 | 9.70 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
5.51-19.41 | 上 | 291.00 | 25.00 | Q345 | 11. | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 391.00 | 40.00 | Q345 | 9.78 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
19.41-19.59 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.26 | 是 |
下 | 388.00 | 40.00 | Q345 | 9.70 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.79 | 是 | |
19.59-24.92 | 上 | 288.00 | 25.00 | Q345 | 11.52 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 0.30 | 是 |
下 | 388.00 | 35.00 | Q345 | 11.09 | 12.00 | 是 | 16.00 | 是 | 3.32 | 是 |
注:此处需结合后期受力结果判断出钢板梁各位置受压/受拉后,用户判断是否满足规范要求。
一.2.3 连接件构造验算
表5 纵梁1,2,3构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.32 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 100.00 | 100.00 | 否 |
横向间距(mm) | 130.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 95.50 | 25.00 | 是 |
表6 横梁(0.350)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 130.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表7 横梁(0.350)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 185.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表8 横梁(0.350)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 185.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表9 横梁(0.350)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 130.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表10 横梁(4.950,3*5.000)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 130.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表11 横梁(4.950,3*5.000)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 185.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表12 横梁(4.950,3*5.000)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 185.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表13 横梁(4.950,3*5.000)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 130.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表14 横梁(24.570)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 130.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表15 横梁(24.570)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 185.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表16 横梁(24.570)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 185.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
表17 横梁(24.570)构造验算结果
验算项 | 验算结果 | ||
计算值 | 限值 | 是否通过 | |
钢板厚度/焊钉直径 | 1.47 | 0.50 | 是 |
纵向间距(mm) | 130.00 | 100.00 | 是 |
横向间距(mm) | 100.00 | 50.00 | 是 |
距离钢板边缘距离(mm) | 90.50 | 25.00 | 是 |
一.2.4 剪力滞影响
考虑剪力滞影响的受弯构件的受拉或受压翼缘的有效截面宽度和有效截面面积按规范第5.1.计算,计算结果如下图所示:
图 1 考虑剪力滞影响截面折减系数示意图
一.3 钢主梁强度验算
一.3.1 主梁抗弯验算
1、施工过程正应力验算
图 2 钢纵梁_1正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在施工过程中,钢纵梁_1最大正应力为96.19MPa;最小正应力-161.21MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 3 钢纵梁_2正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在施工过程中,钢纵梁_2最大正应力为95.69MPa;最小正应力-160.97MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 4 钢纵梁_3正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在施工过程中,钢纵梁_3最大正应力为96.20MPa;最小正应力-161.21MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 5 横梁01_第0.35m支座位置处正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在施工过程中,横梁01_第0.35m支座位置处最大正应力为11.45MPa;最小正应力-14.80MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 6 横梁02_第24.57m支座位置处正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在施工过程中,横梁02_第24.57m支座位置处最大正应力为11.37MPa;最小正应力-14.84MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
2、承载能力极限状态基本组合应力验算
图 7 钢纵梁_1正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,钢纵梁_1最大正应力为224.27MPa;最小正应力-234.55MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 8 钢纵梁_2正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,钢纵梁_2最大正应力为208.26MPa;最小正应力-230.38MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 9 钢纵梁_3正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,钢纵梁_3最大正应力为224.31MPa;最小正应力-234.68MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 10 横梁01_第0.35m支座位置处正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,横梁01_第0.35m支座位置处最大正应力为104.MPa;最小正应力-142.10MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 11 横梁02_第24.57m支座位置处正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,横梁02_第24.57m支座位置处最大正应力为104.83MPa;最小正应力-142.23MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
一.3.2 主梁剪应力验算
图 12 钢纵梁_1剪应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,钢纵梁_1最大剪应力为161.75MPa;最小剪应力为-162.75MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-1),满足规范要求。
图 13 钢纵梁_2剪应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,钢纵梁_2最大剪应力为1.07MPa;最小剪应力为-1.81MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-1),满足规范要求。
图 14 钢纵梁_3剪应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,钢纵梁_3最大剪应力为161.63MPa;最小剪应力为-162.61MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-1),满足规范要求。
图 15 横梁01_第0.35m支座位置处剪应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,横梁01_第0.35m支座位置处最大剪应力为87.49MPa;最小剪应力为-88.23MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-1),满足规范要求。
图 16 横梁02_第24.57m支座位置处剪应力结果(MPa)
从计算结果可知:在承载能力极限状态基本组合下,横梁02_第24.57m支座位置处最大剪应力为87.62MPa;最小剪应力为-88.36MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-1),满足规范要求。
一.3.3 主梁折算应力验算
图 17 钢纵梁_1折算应力结果
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-3),钢纵梁_1折算应力满足规范要求。
图 18 钢纵梁_2折算应力结果
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-3),钢纵梁_2折算应力满足规范要求。
图 19 钢纵梁_3折算应力结果
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-3),钢纵梁_3折算应力满足规范要求。
图 20 横梁01_第0.35m支座位置处折算应力结果
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-3),横梁01_第0.35m支座位置处折算应力满足规范要求。
图 21 横梁02_第24.57m支座位置处折算应力结果
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.2条公式(7.2.2-3),横梁02_第24.57m支座位置处折算应力满足规范要求。
一.4 混凝土板强度验算
一.4.1 抗弯验算
1、承载能力极限状态基本组合应力验算
图 22 桥面板_纵梁1正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁1最小正应力-12.35MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 23 桥面板_纵梁2正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁2最小正应力-12.84MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 24 桥面板_纵梁3正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁3最小正应力-12.24MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 25 桥面板_纵梁4正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁4最小正应力-10.74MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 26 桥面板_纵梁5正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁5最小正应力-12.47MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 27 桥面板_纵梁6正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁6最小正应力-11.09MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 28 桥面板_纵梁7正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁7最小正应力-9.63MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 29 桥面板_纵梁8正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁8最小正应力-11.07MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 30 桥面板_纵梁9正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁9最小正应力-12.30MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 31 桥面板_纵梁10正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁10最小正应力-10.53MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 32 桥面板_纵梁11正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁11最小正应力-12.17MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 33 桥面板_纵梁12正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁12最小正应力-12.80MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 34 桥面板_纵梁13正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,桥面板_纵梁13最小正应力-12.32MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 35 (桥面板)横梁跨中1正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,(桥面板)横梁跨中1最小正应力-9.09MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 36 (桥面板)横梁支座1正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,(桥面板)横梁支座1最小正应力-14.66MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
图 37 (桥面板)横梁支座2正应力结果(MPa)
从计算结果可知:在基本组合工况下,(桥面板)横梁支座2最小正应力-14.61MPa。根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第7.2.1条公式(7.2.1-2),满足规范要求。
一.4.2 横向配筋验算
表18 单位长度桥面板内横向钢筋验算结果
计算参数 | 验算结果 | ||||||||
抗剪 位置 | At (mm2/mm) | Ab (mm2/mm) | Abh (mm2) | ƞ (N/mm2) | bf (mm) | 钢筋 材料 | Ae (mm2/mm) | ƞ* bf /fsd | 是否 通过 |
梁1(0.00 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁1(0.35 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁1(12.95 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁1(24.57 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁2(0.00 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁2(0.35 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁2(12.95 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁2(24.57 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁3(0.00 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁3(0.35 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁3(12.95 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
梁3(24.57 m处) | 3.14 | 3.14 | / | 0.80 | 250.00 | HRB400 | 6.28 | 0.61 | 满足 |
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第6.2.3条公式(6.2.3),满足规范要求。
一.4.3 纵向抗剪验算
根据有限元计算可得:截面单位长最大剪力设计值验算结果如下所示:
表19 单位长度纵向抗剪验算结果
计算参数 | 验算结果 | ||||||||||
抗剪位置 | V1 (kN) | Ae (mm2/mm) | bf (mm) | be1 (mm) | be2 (mm) | beff (mm) | 混凝土 材料 | 钢筋 材料 | V1d (kN) | V1Rd (kN) | 是否 通过 |
梁3(24.92 m处) | 205.87 | 6.28 | 250.00 | 1424.50 | 950.00 | 2974.50 | C50 | HRB400 | 1176.42 | 1400.00 | 满足 |
一.4.4 抗裂验算
1、正常使用极限状态频遇组合裂缝宽度验算(钢筋砼板)
图 38 桥面板_纵梁1裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:桥面板_纵梁1最大裂缝宽度为0.08mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
图 39 桥面板_纵梁2裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:桥面板_纵梁2最大裂缝宽度为0.14mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
图 40 桥面板_纵梁3裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:桥面板_纵梁3最大裂缝宽度为0.10mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
图 41 桥面板_纵梁4裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:桥面板_纵梁4最大裂缝宽度为0.09mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
图 42 (桥面板)横梁跨中1裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:(桥面板)横梁跨中1最大裂缝宽度为0.06mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
图 43 (桥面板)横梁支座1裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:(桥面板)横梁支座1最大裂缝宽度为0.14mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
图 44 (桥面板)横梁支座2裂缝宽度(mm)
从计算结果可知:(桥面板)横梁支座2最大裂缝宽度为0.14mm。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第6.4.2条,满足规范要求。
一.5 主梁整体刚度
一.5.1 刚度验算
活载作用下,主梁挠度如下图所示:
图 45 钢纵梁_1挠度图
由图可知,活载作用下钢纵梁_1最大计算挠度为0.34+13.02=13.36 mm < 24220.00/500=48.44 mm,钢纵梁_1刚度满足《公路钢结构桥梁设计规范》第4.2.3条要求。
活载作用下,主梁挠度如下图所示:
图 46 钢纵梁_2挠度图
由图可知,活载作用下钢纵梁_2最大计算挠度为0.26+9.92=10.17 mm < 24220.00/500=48.44 mm,钢纵梁_2刚度满足《公路钢结构桥梁设计规范》第4.2.3条要求。
活载作用下,主梁挠度如下图所示:
图 47 钢纵梁_3挠度图
由图可知,活载作用下钢纵梁_3最大计算挠度为0.34+13.02=13.36 mm < 24220.00/500=48.44 mm,钢纵梁_3刚度满足《公路钢结构桥梁设计规范》第4.2.3条要求。
活载作用下,主梁挠度如下图所示:
图 48 横向板挠度图
由图可知,活载作用下横向板最大计算挠度为1.78 mm < 1250.00/300=4.17 mm,横向板刚度满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第6.5.3条要求。
一.5.2 预拱度设置
根据《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第5.4.2条,组合梁桥应设置预拱度,预拱度数值为结构自重加1/2活载(车道荷载频遇值)产生的变形。建议预拱度设置如下图曲线所示:
图 49 预拱度曲线
由图可知,建议设置预拱度最大值为75.78 mm
一.6 支反力计算
支座单元号 | 恒载(kN) | 整体温度(kN) | 梯度温度(kN) | 基础变位(kN) | 汽车荷载(kN) | 人群荷载(kN) | 组合(kN) | ||||||
MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | ||
197 | -582.96 | 78.24 | -78.24 | 15.18 | -7.59 | 0.00 | -0.00 | 55.58 | -501. | -0.00 | -0.00 | -420.31 | -1295.85 |
198 | -582. | 77.37 | -77.37 | 15.01 | -7.51 | 0.00 | -0.00 | 45.69 | -498.73 | -0.00 | -0.00 | -433.40 | -1290.93 |
199 | -572.09 | 156.49 | -156.49 | 15.18 | -30.35 | 0.00 | -0.00 | 18.48 | -604.33 | -0.00 | -0.00 | -377.32 | -1513.85 |
200 | -572.65 | 154.73 | -154.73 | 15.01 | -30.02 | 0.00 | -0.00 | 18.74 | -604.74 | -0.00 | -0.00 | -379.48 | -1512.83 |
201 | -582.96 | 78.24 | -78.24 | 15.18 | -7.59 | 0.00 | -0.00 | 55.90 | -502.20 | -0.00 | -0.00 | -419.90 | -1296.54 |
202 | -582.65 | 77.37 | -77.37 | 15.01 | -7.51 | 0.00 | -0.00 | 46.09 | -498.86 | -0.00 | -0.00 | -432.91 | -1291.10 |
一.7 主梁倾覆验算
一.7.1 支座受压验算
支座单元号 | 恒载(kN) | 整体温度(kN) | 梯度温度(kN) | 基础变位(kN) | 汽车荷载(kN) | 人群荷载(kN) | 组合(kN) | ||||||
MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | ||
197 | -582.96 | 78.24 | -78.24 | 15.18 | -7.59 | 0.00 | -0.00 | 55.58 | -501. | -0.00 | -0.00 | -384.54 | -1361.53 |
198 | -582. | 77.37 | -77.37 | 15.01 | -7.51 | 0.00 | -0.00 | 45.69 | -498.73 | -0.00 | -0.00 | -398.59 | -1356.05 |
199 | -572.09 | 156.49 | -156.49 | 15.18 | -30.35 | 0.00 | -0.00 | 18.48 | -604.33 | -0.00 | -0.00 | -312.81 | -1626.84 |
200 | -572.65 | 154.73 | -154.73 | 15.01 | -30.02 | 0.00 | -0.00 | 18.74 | -604.74 | -0.00 | -0.00 | -315.66 | -1625.03 |
201 | -582.96 | 78.24 | -78.24 | 15.18 | -7.59 | 0.00 | -0.00 | 55.90 | -502.20 | -0.00 | -0.00 | -384.11 | -1362.26 |
202 | -582.65 | 77.37 | -77.37 | 15.01 | -7.51 | 0.00 | -0.00 | 46.09 | -498.86 | -0.00 | -0.00 | -398.09 | -1356.23 |
一.7.2 抗倾覆系数验算
1、第1排支座最不利工况
计算结果如下表所示
永久作用 | 可变作用 | |||||||||
支座 单元号 | 支座 编号 | li(m) | 结构 形成 | 基础 变位 | 整体 温度 | 梯度 温度 | 车道 荷载 | 人群 荷载 | ||
197 | 1-1 | 7.50 | -582.96 | -0.00 | 78.24 | 15.18 | 69.47 | 0.00 | ||
199 | 1-2 | 3.75 | -572.09 | -0.00 | -156.49 | -30.35 | -405.41 | 0.00 | ||
201 | 1-3 | 0.00 | -582.96 | -0.00 | 78.24 | 15.18 | -401.41 | 0.00 | ||
198 | 2-1 | 7.50 | -582. | -0.00 | 77.37 | 15.01 | -29.70 | 0.00 | ||
200 | 2-2 | 3.75 | -572.65 | -0.00 | -154.73 | -30.02 | -256.16 | 0.00 | ||
202 | 2-3 | 0.00 | -582.65 | -0.00 | 77.37 | 15.01 | -152.82 | 0.00 | ||
稳定效应(kN*m) | -13034.80 | / | ||||||||
失稳效应(kN*m) | / | 1691.80 | ||||||||
稳定性系数 | 7.70 |
2、第2排支座最不利工况
计算结果如下表所示
永久作用 | 可变作用 | |||||||||
支座 单元号 | 支座 编号 | li(m) | 结构 形成 | 基础 变位 | 整体 温度 | 梯度 温度 | 车道 荷载 | 人群 荷载 | ||
197 | 1-1 | 7.50 | -582.96 | -0.00 | 78.24 | 15.18 | -19.66 | 0.00 | ||
199 | 1-2 | 3.75 | -572.09 | -0.00 | -156.49 | -30.35 | -242.44 | 0.00 | ||
201 | 1-3 | 0.00 | -582.96 | -0.00 | 78.24 | 15.18 | -138.86 | 0.00 | ||
198 | 2-1 | 7.50 | -582. | -0.00 | 77.37 | 15.01 | 57.12 | 0.00 | ||
200 | 2-2 | 3.75 | -572.65 | -0.00 | -154.73 | -30.02 | -409.03 | 0.00 | ||
202 | 2-3 | 0.00 | -582.65 | -0.00 | 77.37 | 15.01 | -404.86 | 0.00 | ||
稳定效应(kN*m) | -13034.80 | / | ||||||||
失稳效应(kN*m) | / | 1674.42 | ||||||||
稳定性系数 | 7.78 |
一.8 整体稳定验算
计算参数 | 构造验算 | ||||||||
纵梁编号 | 侧向支撑点距离L1(mm) | 上翼缘宽度B1t(mm) | 下翼缘宽度B1b(mm) | 材料 | 限值 | L1/B1t | 是否满足 | L1/B1b | 是否满足 |
纵梁1 | 4600.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 7.67 | 是 | 5.75 | 是 |
纵梁1 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁1 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁1 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁1 | 4620.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 7.70 | 是 | 5.78 | 是 |
纵梁2 | 4600.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 7.67 | 是 | 5.75 | 是 |
纵梁2 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁2 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁2 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁2 | 4620.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 7.70 | 是 | 5.78 | 是 |
纵梁3 | 4600.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 7.67 | 是 | 5.75 | 是 |
纵梁3 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁3 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁3 | 5000.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 8.33 | 是 | 6.25 | 是 |
纵梁3 | 4620.00 | 600.00 | 800.00 | Q345 | 13.00 | 7.70 | 是 | 5.78 | 是 |
一.9 主梁局部验算
一.9.1 腹板和腹板加劲肋验算(组合)
1、腹板厚度验算
由上述计算可知,腹板和腹板加劲肋满足《公路钢结构桥梁设计规范》第5.3.3条第一款要求。
2、腹板横向加劲肋间距验算
由上述计算可知,腹板和腹板加劲肋满足《公路钢结构桥梁设计规范》第5.3.3条第二款要求。
3、腹板横向加劲肋刚度验算
由上述计算可知,腹板和腹板加劲肋满足《公路钢结构桥梁设计规范》第5.3.3条第三款要求。
4、腹板纵向加劲肋验算
没有该项验算数据,不做此项验算!由上述计算可知,腹板和腹板加劲肋满足《公路钢结构桥梁设计规范》第5.3.3条第四款要求。
一.9.2 支撑加劲肋计算
根据规范对支撑加劲进行验算;支撑加劲肋腹板有效计算宽度示意图如下所示:
1、支座名称1_1_197
验算参数 | 横隔板厚度tw(m) | 0.024 | |
上支座宽度B(m) | 0.600 | ||
下翼板厚度tf(m) | 0.035 | ||
支座垫板厚度tb(m) | 0.020 | ||
支承加劲肋样式 | 3 | ||
Bev | 0.98 | ||
验 算 结 果 | 端面承压应力 | 计算值(Mpa) | 62.52 |
限值(Mpa) | 355.00 | ||
是否通过 | 满足 | ||
压应力 | 计算值(Mpa) | 97.69 | |
限值(Mpa) | 275.00 | ||
是否通过 | 满足 |
2、支座名称1_3_198
验算参数 | 横隔板厚度tw(m) | 0.024 | |
上支座宽度B(m) | 0.600 | ||
下翼板厚度tf(m) | 0.035 | ||
支座垫板厚度tb(m) | 0.020 | ||
支承加劲肋样式 | 3 | ||
Bev | 0.98 | ||
验 算 结 果 | 端面承压应力 | 计算值(Mpa) | 62.28 |
限值(Mpa) | 355.00 | ||
是否通过 | 满足 | ||
压应力 | 计算值(Mpa) | 97.32 | |
限值(Mpa) | 275.00 | ||
是否通过 | 满足 |
3、支座名称2_2_199
验算参数 | 横隔板厚度tw(m) | 0.024 | |
上支座宽度B(m) | 0.600 | ||
下翼板厚度tf(m) | 0.035 | ||
支座垫板厚度tb(m) | 0.020 | ||
支承加劲肋样式 | 3 | ||
Bev | 0.98 | ||
验 算 结 果 | 端面承压应力 | 计算值(Mpa) | 73.04 |
限值(Mpa) | 355.00 | ||
是否通过 | 满足 | ||
压应力 | 计算值(Mpa) | 114.12 | |
限值(Mpa) | 275.00 | ||
是否通过 | 满足 |
4、支座名称2_2_200
验算参数 | 横隔板厚度tw(m) | 0.024 | |
上支座宽度B(m) | 0.600 | ||
下翼板厚度tf(m) | 0.035 | ||
支座垫板厚度tb(m) | 0.020 | ||
支承加劲肋样式 | 3 | ||
Bev | 0.98 | ||
验 算 结 果 | 端面承压应力 | 计算值(Mpa) | 72.99 |
限值(Mpa) | 355.00 | ||
是否通过 | 满足 | ||
压应力 | 计算值(Mpa) | 114.04 | |
限值(Mpa) | 275.00 | ||
是否通过 | 满足 |
5、支座名称3_1_201
验算参数 | 横隔板厚度tw(m) | 0.024 | |
上支座宽度B(m) | 0.600 | ||
下翼板厚度tf(m) | 0.035 | ||
支座垫板厚度tb(m) | 0.020 | ||
支承加劲肋样式 | 3 | ||
Bev | 0.98 | ||
验 算 结 果 | 端面承压应力 | 计算值(Mpa) | 62.55 |
限值(Mpa) | 355.00 | ||
是否通过 | 满足 | ||
压应力 | 计算值(Mpa) | 97.74 | |
限值(Mpa) | 275.00 | ||
是否通过 | 满足 |
6、支座名称3_3_202
验算参数 | 横隔板厚度tw(m) | 0.024 | |
上支座宽度B(m) | 0.600 | ||
下翼板厚度tf(m) | 0.035 | ||
支座垫板厚度tb(m) | 0.020 | ||
支承加劲肋样式 | 3 | ||
Bev | 0.98 | ||
验 算 结 果 | 端面承压应力 | 计算值(Mpa) | 62.29 |
限值(Mpa) | 355.00 | ||
是否通过 | 满足 | ||
压应力 | 计算值(Mpa) | 97.33 | |
限值(Mpa) | 275.00 | ||
是否通过 | 满足 |
一.10 疲劳强度验算
根据规范要求,首先采用疲劳荷载计算模型I,即集中荷载为0.7 Pk,均布荷载为0.3 qk 的等效车道荷载。Pk 和qk 根据公路—I级车道荷载标准取值;考虑多车道的影响,横向车道布载系数按现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)的相关规定选用。
正应力:取所有单元上/下缘【正应力最大-正应力最小】最大值所对应的σpmax,σpmin 。
剪应力:取所有单元形心【剪应力最大-剪应力最小】最大值所对应的τpmax,τpmin 。
一.10.1 主梁疲劳强度验算
1、单元50左截面底板(正应力)
计算参数 | 最大正应力σpmax (MPa) | 34.20 |
最小正应力σpmin (MPa) | -1.42 | |
疲劳荷载分项系数γFf | 1.00 | |
疲劳抗力分项系数γMf | 1.35 | |
尺寸效应折减系数ks | 1.00 | |
放大系数∆Φ | 0.30 | |
疲劳细节类别 | 100.00 | |
验算结果 | 计算值 | 35.62 |
限值 | 73.70 | |
是否满足 | 满足 |
2、单元右截面(剪应力)
计算参数 | 最大剪应力τpmax (MPa) | 2.14 |
最小剪应力τpmin (MPa) | -22.44 | |
疲劳荷载分项系数γFf | 1.00 | |
疲劳抗力分项系数γMf | 1.35 | |
尺寸效应折减系数ks | 1.00 | |
放大系数∆Φ | 0.30 | |
疲劳细节类别 | 100.00 | |
验算结果 | 计算值 | 31.95 |
限值 | 45.70 | |
是否满足 | 满足 |
一.10.2 剪力钉疲劳强度验算
1、受压验算
计算参数 | 最大剪应力τpmax (MPa) | 15.030 |
最小剪应力τpmin (MPa) | -11.275 | |
疲劳荷载分项系数γFf | 1.000 | |
疲劳抗力分项系数γMf,s | 1.000 | |
放大系数∆Φ | 0.300 | |
疲劳细节类别 | 90.000 | |
验算结果 | 计算值 | 53.006 |
限值 | 90.000 | |
是否满足 | 满足 |
2、受拉验算
计算参数 | 最大正应力σpmax (MPa) | 1.869 |
最小正应力σpmin (MPa) | -20.539 | |
正应力疲劳细节 | 100.000 | |
最大剪应力τpmax (MPa) | 1.722 | |
最小剪应力τpmin (MPa) | -5.932 | |
剪应力疲劳细节 | 90.000 | |
疲劳抗力分项系数γMf | 1.350 | |
疲劳抗力分项系数γMf ,s | 1.000 | |
疲劳荷载分项系数γFf | 1.000 | |
放大系数∆Φ | 0.300 | |
验算结果1 (7.4.2-2) | 计算值 | 1.008 |
限值 | 1.300 | |
是否满足 | 满足 | |
验算结果2 (7.4.2-3) | 正应力计算值 | 0.787 |
剪应力计算值 | 0.221 | |
限值 | 1.000 | |
是否满足 | 满足 |
一.11 剪力连接件抗剪验算
一.11.1 抗剪强度验算
图 50 横向剪力钉04_19.95m处抗剪强度
根据上图计算可知,横向剪力钉04_19.95m处抗剪强度满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-1)要求。
图 51 横向剪力钉05_24.57m处抗剪强度
根据上图计算可知,横向剪力钉05_24.57m处抗剪强度满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-1)要求。
图 52 纵向剪力钉(纵梁01)抗剪强度
根据上图计算可知,纵向剪力钉(纵梁01)抗剪强度满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-1)要求。抗剪刚度验算
图 53 横向剪力钉00_0.35m处滑移值
根据上图计算可知,横向剪力钉00_0.35m处滑移值满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-2)要求。
图 54 横向剪力钉03_14.95m处滑移值
根据上图计算可知,横向剪力钉03_14.95m处滑移值满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-2)要求。
图 55 横向剪力钉04_19.95m处滑移值
根据上图计算可知,横向剪力钉04_19.95m处滑移值满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-2)要求。
图 56 纵向剪力钉(纵梁01)滑移值
根据上图计算可知,纵向剪力钉(纵梁01)滑移值满足《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》第9.3.3条式(9.3.3-2)要求。