
兴海支线高架桥桥墩盖梁计算书
重庆交通科研设计院
2007/3/20
施工图设计静力计算说明
1、计算依据
①国家行业标准:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
②国家行业标准:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
③深圳港西部港区疏港道路工程兴海南段高架桥设计文件。
2、计算软件
内力计算采用韩国“MIDAS CIVIL 2006”结构计算程序进行计算。
3.计算假定及分析检算方法
(1)桥面铺装不参与结构受力。
(2)全预应力构件设计。
4、主要参数
(一)主要材料及其性能
(1)混凝土
混凝土各项力学性能表
表一
目 项
| 标号 | 弹性模量 (MPa) | 剪切模量(MPa) | 泊桑比 | 轴心设计抗压强度(MPa) | 设计抗拉强度(MPa) | 热膨胀 系数 |
| C50 | 34500 | 14200 | 0.2 | 32.4 | 2.65 | 0.00001 |
弹性模量 E=195000MPa
标准强度 1860 MPa
热膨胀系数 0.000012
(二) 荷载
(1)恒载
一期恒载包括主梁和预加力。主梁混凝土容重26kN/m3。
二期恒载为上部小箱梁,按照设计计算书取值。
(2)活载
2.1计算荷载:公路一级,城-A级
2.2横向加载计算
(三) 温度影响力
(四)其它有关设计参数
(1)相对湿度为80%
(2)预应力管道采用钢波纹管成形,管道摩擦系数u=0.15;
(3)管道偏差系数K=0.0015米;
(4)锚具变形和钢束回缩量为6毫米。
5、主要计算项目及内容
(1)施工阶段计算
根据结构形成过程计算各阶段盖梁内力及位移,并检算。
(2)成桥运营阶段计算
成桥运营阶段计算是在安装计算最后形成的成桥状态的基础上进行的,包括恒载、活载。
6、荷载组合
6.1 作用效应组合的系数
1、承载能力极限状态
结构重要性系数为1.1。结构面内分析中需要考虑的作用包括永久作用(结构自重、预应力和徐变)、汽车荷载(含汽车冲击力)温度作用。
面内分析基本组合作用分项系数 表6.1
| 永久作用 | 汽车荷载 | 除汽车荷载外的其它可变作用 | |||||
| 结构重力 | 预加力 | 徐变 | 人群荷载 | 温度作用 | 风荷载 | 汽车制动力 | |
| 1.2(1.0) | 1.2(1.0) | 1.0 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.1 | 1.4 |
面内作用效应组合时,汽车荷载(含汽车冲击力)效应为主导部分,除汽车荷载外的其它可变作用包括温度作用,它们的组合系数分别为0.8(一项作用参与组合)、0.7(两项作用参与组合)、0.6(三项作用参与组合)、0.5(四项作用参与组合)。
2、正常使用极限状态
正常使用极限状态设计涉及构件的抗裂、裂缝宽度和挠度三个方面的验算,面内和面外分析时需要考虑的作用与承载能力极限状态相同,各项作用短期效应组合中各项作用效应分项系数见表6.2,作用长期效应组合中各项作用效应分项系数见表6.3。
面内分析短期组合作用分项系数 表6.2
| 永久作用 | 可变作用 | |||
| 结构重力 | 预加力 | 徐变 | 汽车荷载 | 温度作用 |
| 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.7 | 1.0(0.8) |
面内分析长期组合作用分项系数 表6.3
| 永久作用 | 可变作用 | |||
| 结构重力 | 预加力 | 徐变 | 汽车荷载 | 温度作用 |
| 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.4 | 1.0(0.8) |
此外,结构构件当需要进行弹性阶段截面应力计算时,各作用效应的分项系数和组合系数均取为1.0。
6.2按国家行业标准:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)。现进行以下荷载组合:
1 cLCB1 承载能力 相加
恒荷载( 1.200) + 钢束二次( 1.200) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
2 cLCB2 承载能力 相加
恒荷载( 1.200) + 钢束二次( 1.200) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 1( 1.400)
------------------------------------------------------------------------------------
3 cLCB3 承载能力 相加
恒荷载( 1.200) + 钢束二次( 1.200) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 升温( 1.400)
------------------------------------------------------------------------------------
4 cLCB4 承载能力 相加
恒荷载( 1.200) + 钢束二次( 1.200) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 降温( 1.400)
------------------------------------------------------------------------------------
5 cLCB5 承载能力 相加
恒荷载( 1.200) + 钢束二次( 1.200) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 1( 1.400) + 升温( 1.120)
------------------------------------------------------------------------------------
6 cLCB6 承载能力 相加
恒荷载( 1.200) + 钢束二次( 1.200) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 1( 1.400) + 降温( 1.120)
------------------------------------------------------------------------------------
7 cLCB7 承载能力 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束二次( 1.000) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
8 cLCB8 承载能力 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束二次( 1.000) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 1( 1.400)
------------------------------------------------------------------------------------
9 cLCB9 承载能力 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束二次( 1.000) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 升温( 1.400)
------------------------------------------------------------------------------------
10 cLCB10 承载能力 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束二次( 1.000) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 降温( 1.400)
------------------------------------------------------------------------------------
11 cLCB11 承载能力 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束二次( 1.000) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 1( 1.400) + 升温( 1.120)
------------------------------------------------------------------------------------
12 cLCB12 承载能力 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束二次( 1.000) + 徐变二次( 1.000)
+ 收缩二次( 1.000) + 1( 1.400) + 降温( 1.120)
------------------------------------------------------------------------------------
13 cLCB13 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
14 cLCB14 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 1( 0.700)
------------------------------------------------------------------------------------
15 cLCB15 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 升温( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
16 cLCB16 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 降温( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
17 cLCB17 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 1( 0.700)
+ 升温( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
18 cLCB18 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 1( 0.700)
+ 降温( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
19 cLCB19 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 1( 0.400)
------------------------------------------------------------------------------------
20 cLCB20 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 1( 0.400)
+ 升温( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------
21 cLCB21 使用性能 相加
恒荷载( 1.000) + 钢束一次( 1.000) + 钢束二次( 1.000)
+ 徐变二次( 1.000) + 收缩二次( 1.000) + 1( 0.400)
+ 降温( 1.000)
------------------------------------------------------------------------------------7、计算结果及检算
(1) 静力计算结构离散图
单元连接及节点坐标见表7.0,该桥为对称结构,表中仅示半桥计算结果。
单元连接及节点坐标 表7.0
| 单元号 | 类型 | 左节点 | 右节点 | 节点号 | 坐标 |
| 1 | 梁单元 | 1 | 2 | 1 | 0 |
| 2 | 梁单元 | 2 | 3 | 2 | 0.66 |
| 3 | 梁单元 | 3 | 4 | 3 | 1.22 |
| 4 | 梁单元 | 4 | 5 | 4 | 1.78 |
| 5 | 梁单元 | 5 | 6 | 5 | 2.33 |
| 6 | 梁单元 | 6 | 7 | 6 | 2. |
| 7 | 梁单元 | 7 | 8 | 7 | 3.45 |
| 8 | 梁单元 | 8 | 9 | 8 | 4 |
| 9 | 梁单元 | 9 | 10 | 9 | 4.56 |
| 10 | 梁单元 | 10 | 11 | 10 | 5.33 |
| 11 | 梁单元 | 11 | 12 | 11 | 6.1 |
| 12 | 梁单元 | 12 | 13 | 12 | 6.88 |
| 13 | 梁单元 | 13 | 14 | 13 | 7.1 |
| 14 | 梁单元 | 14 | 15 | 14 | 7.54 |
| 15 | 梁单元 | 15 | 16 | 15 | 7.65 |
| 16 | 梁单元 | 16 | 17 | 16 | 8.2 |
| 17 | 梁单元 | 17 | 18 | 17 | 8.78 |
| 18 | 梁单元 | 18 | 19 | 18 | 9.36 |
| 19 | 梁单元 | 19 | 20 | 19 | 9.91 |
| 20 | 梁单元 | 20 | 21 | 20 | 10.02 |
| 21 | 梁单元 | 21 | 22 | 21 | 10.46 |
| 22 | 梁单元 | 22 | 23 | 22 | 10.68 |
| 23 | 梁单元 | 23 | 24 | 23 | 11.46 |
| 24 | 梁单元 | 24 | 25 | 24 | 12.23 |
| 25 | 梁单元 | 25 | 26 | 25 | 13 |
| 26 | 梁单元 | 26 | 27 | 26 | 13.56 |
| 27 | 梁单元 | 27 | 28 | 27 | 14.11 |
| 28 | 梁单元 | 28 | 29 | 28 | 14.67 |
| 29 | 梁单元 | 29 | 30 | 29 | 15.23 |
| 30 | 梁单元 | 30 | 31 | 30 | 15.78 |
| 31 | 梁单元 | 31 | 32 | 31 | 16.34 |
| 32 | 梁单元 | 32 | 33 | 32 | 16.9 |
| 33 | 梁单元 | 33 | 34 | 33 | 17.56 |
第2-5施工阶段主梁正截面验算(主梁) 见表7.2
使用阶段主应力验算
| 承载能力极限状态 | ||||||
| 单元 | 荷载 | 位置 | 轴向 (kN) | 剪力-z (kN) | 弯矩-y (kN*m) | 是否满足规范 |
| 1 | cLCB11 | I[1] | -0.06 | 22.32 | 0 | 是 |
| 1 | cLCB11 | J[2] | -11.86 | 150.41 | -57.05 | 是 |
| 2 | cLCB11 | I[2] | -11.8 | 123.02 | -57.05 | 是 |
| 2 | cLCB11 | J[3] | -22.09 | 234.65 | -157.49 | 是 |
| 3 | cLCB11 | I[3] | -21.98 | 235.02 | -157.49 | 是 |
| 3 | cLCB11 | J[4] | -83.45 | 902.1 | -545.49 | 是 |
| 4 | cLCB11 | I[4] | -84.02 | 921.27 | -545.49 | 是 |
| 4 | cLCB11 | J[5] | -94.61 | 1036.19 | -1085.98 | 是 |
| 5 | cLCB11 | I[5] | -93.73 | 1007.44 | -1085.98 | 是 |
| 5 | cLCB11 | J[6] | -104.76 | 1127.1 | -1686.04 | 是 |
| 6 | cLCB11 | I[6] | -104.81 | 1128.09 | -1686.04 | 是 |
| 6 | cLCB11 | J[7] | -116.09 | 1250.45 | -2354.71 | 是 |
| 7 | cLCB11 | I[7] | -116.66 | 1270.75 | -2354.71 | 是 |
| 7 | cLCB11 | J[8] | -127.97 | 1393.55 | -3090.38 | 是 |
| 8 | cLCB11 | I[8] | -127.23 | 1363.2 | -3090.38 | 是 |
| 8 | cLCB11 | J[9] | -184.72 | 1987.09 | -4079.73 | 是 |
| 9 | cLCB11 | I[9] | -184.88 | 1992.1 | -4079.73 | 是 |
| 9 | cLCB11 | J[10] | -201.47 | 2172.08 | -56.38 | 是 |
| 10 | cLCB11 | I[10] | -201.58 | 2175.93 | -56.38 | 是 |
| 10 | cLCB11 | J[11] | -218.63 | 2361 | -7443.15 | 是 |
| 11 | cLCB11 | I[11] | -218.73 | 2365.11 | -7443.15 | 是 |
| 11 | cLCB11 | J[12] | -236.49 | 2557.78 | -9370.86 | 是 |
| 12 | cLCB11 | I[12] | 0.12 | 2572.77 | -9370.86 | 是 |
| 12 | cLCB11 | J[13] | 0.12 | 2628.09 | -9942.95 | 是 |
| 13 | cLCB11 | I[13] | 0.05 | 2631.36 | -9942.95 | 是 |
| 13 | cLCB11 | J[14] | 0.05 | 3297.09 | -11310.71 | 是 |
| 14 | cLCB11 | I[14] | 0.02 | 3299.18 | -11310.71 | 是 |
| 14 | cLCB11 | J[15] | 0.02 | 3326.84 | -11675.14 | 是 |
| 15 | cLCB11 | I[15] | 0 | -281.21 | -11675.14 | 是 |
| 15 | cLCB11 | J[16] | 0 | -142.92 | -11558.51 | 是 |
| 16 | cLCB11 | I[16] | 0 | -142.92 | -11558.51 | 是 |
| 16 | cLCB11 | J[17] | 0 | 2.91 | -11517.9 | 是 |
| 17 | cLCB11 | I[18] | 0 | -148.73 | -11561.88 | 是 |
| 17 | cLCB11 | J[17] | 0 | -2.9 | -11517.9 | 是 |
| 18 | cLCB11 | I[19] | 0 | -287.02 | -11681.71 | 是 |
| 18 | cLCB11 | J[18] | 0 | -148.73 | -11561.88 | 是 |
| 19 | cLCB11 | I[20] | 0.02 | 3298.92 | -11317.3 | 是 |
| 19 | cLCB11 | J[19] | 0.02 | 3326.57 | -11681.71 | 是 |
| 20 | cLCB11 | I[21] | 0.05 | 2631.29 | -9956.9 | 是 |
| 20 | cLCB11 | J[20] | 0.05 | 3297.01 | -11317.3 | 是 |
| 21 | cLCB11 | I[22] | 0.12 | 2572.76 | -9384.81 | 是 |
| 21 | cLCB11 | J[21] | 0.12 | 2628.08 | -9956.9 | 是 |
| 22 | cLCB11 | I[23] | -218.73 | 2365.05 | -7457.15 | 是 |
| 22 | cLCB11 | J[22] | -236.49 | 2557.72 | -9384.81 | 是 |
| 23 | cLCB11 | I[24] | -201.58 | 2175. | -5703.41 | 是 |
| 23 | cLCB11 | J[23] | -218.63 | 2360.96 | -7457.15 | 是 |
| 24 | cLCB11 | I[25] | -184.88 | 1992.06 | -4093.79 | 是 |
| 24 | cLCB11 | J[24] | -201.47 | 2172.04 | -5703.41 | 是 |
| 25 | cLCB11 | I[26] | -127.23 | 1363.1 | -3090.55 | 是 |
| 25 | cLCB11 | J[25] | -184.72 | 1986.99 | -4093.79 | 是 |
| 26 | cLCB11 | I[27] | -116.66 | 1270.93 | -2354.78 | 是 |
| 26 | cLCB11 | J[26] | -127.98 | 1393.73 | -3090.55 | 是 |
| 27 | cLCB11 | I[28] | -104.81 | 1128.07 | -1686.12 | 是 |
| 27 | cLCB11 | J[27] | -116.08 | 1250.42 | -2354.78 | 是 |
| 28 | cLCB11 | I[29] | -93.73 | 1007.43 | -1086.07 | 是 |
| 28 | cLCB11 | J[28] | -104.76 | 1127.09 | -1686.12 | 是 |
| 29 | cLCB11 | I[30] | -84.03 | 921.39 | -545.52 | 是 |
| 29 | cLCB11 | J[29] | -94.62 | 1036.3 | -1086.07 | 是 |
| 30 | cLCB11 | I[31] | -21.98 | 235.01 | -157.53 | 是 |
| 30 | cLCB11 | J[30] | -83.45 | 902.1 | -545.52 | 是 |
| 31 | cLCB11 | I[32] | -11.8 | 123.02 | -57.08 | 是 |
| 31 | cLCB11 | J[31] | -22.09 | 234.65 | -157.53 | 是 |
| 32 | cLCB11 | I[33] | -0.06 | 22.37 | 0 | 是 |
| 32 | cLCB11 | J[32] | -11.86 | 150.46 | -57.08 | 是 |
