整理20+25+25米.docx

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整理20+25+25米

麻漳高架桥第33-35孔先简支后结构连续箱梁计算书

本计算为麻漳高架桥第33-35孔梁先简支后结构连续箱梁的计算，计算跨径组合为（20+25+25）m，以下各项计算，均按A类预应力混凝土构件相应指标控制。

1.计算内容

⑴持久状况极限状态

①抗弯承载能力计算

②抗剪载能力计算

⑵持久状况正常使用极限状态计算。

①正截面抗裂验算――正截面混凝土拉应力验算。

②斜截面抗裂验算――斜截面混凝土主拉应力验算。

⑶正截面混凝土压应力验算

⑷预应力钢筋最大拉应力验算。

⑸主梁最小配筋率验算

⑹主梁挠度验算

⑺主梁裂缝宽度验算

⑻主梁翼板持久状况极限状态抗弯承载能力及裂缝宽度验算

2.计算方法

构件纵向计算均按平面杆系理论，并采用桥梁博士计算。

⑴将计算对象作为平面梁划分单元作出构件离散图；

⑵根据箱梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段；

⑶进行荷载组合，求得构件在施工阶段和使用阶段时的应力、内力和位移；

⑷根据规范中所规定的各项容许指标，验算构件是否规范规定的各项要求。

3.计算依据及参数取值

⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）。

⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）。

⑶主要材料及设计参数根据设计文件及规范取值，见表-1。

⑷预应力钢筋按规范中提供的钢绞线参数确定。

主要材料及参数表-1

材料

项目

参数

备注

结构重要性系数

1．0

C50

混凝土

抗压设计强度fcd

22.4Mpa

抗拉设计强度ftd

1.830Mpa

弹性模量Ec

34500Mpa

混凝土特性参数

计算材料容重

26KN/m3

线膨胀系数α

1.0E-5

桥梁所处地区相对湿度

0.75

低松弛钢绞线

标准强度fpk

1860Mpa

控制张拉应力

1376.4Mpa

弹性模量

1.95E5Mpa

松弛率

0.03

锚具及波纹管

钢束管道摩阻系数

0.25

钢束管道偏差系数

0.0015

单端锚具变形及回缩值

0.006m

4.荷载取值与荷载组合

⑴荷载取值

1一期恒载主要是箱梁自重。

混凝土容重取26KN/m3，箱梁按实际断面计取重量。

2现浇层不参与结构受力，作为二期恒载输入。

③防撞护栏（波形护拦）和沥青混凝土桥面铺装仅作为二期恒载施加，不参与构件受力，防撞墙荷载按边梁80％，中梁20％分配，见表-2。

箱梁二期恒载表-2

桥梁宽度

19.85米

二期恒载护栏、现浇层、桥面铺装（KN/m）

21．8

③活载

汽车荷载采用公路I级荷载，考虑多车道加载时的横向折减系数计算结果为：

活载横向分布系数（跨中）表-3

桥宽（米）

横向布置车队数

横向折减系数

汽车横向分布系数

GQJS

桥博

手算

19.85

5

0.6

0.74

0.69

0.66

支点处横向分配系数为1.07,本计算跨中横向分布系数采用GQJS计算结果。

④温度力

·体系最高温度38.7℃，最低温度0℃，计算过程中考虑升温温差20℃，体系降温温差25℃。

·箱梁上、下缘梯度升温温度14℃~5.5℃，体系降温温度－7℃~－2.75℃。

·安装温度15~20℃。

⑤强迫位移：

隔墩支座沉降5.0mm。

（摩擦桩按10mm验算）

⑵荷载组合

3）规划实施的经济效益、社会效益与环境效益之间以及当前利益与长远利益之间的关系。

①短期效应组合

②长期效应组合

（三）规划环境影响评价的公众参与5.计算结果

⑴构件构造

1

2（三）安全评价的内容和分类箱梁跨中横断面图

图-1箱梁跨中横断面图（单位：

cm）

（二）建设项目环境影响评价的工作等级具体构造请参见构造图

3构件计算模型

图-2箱梁计算模型图

4

5发现规划存在重大环境问题的，审查时应当提出不予通过环境影响报告书的意见；各控制截面受力钢筋（nΦ）或钢束根数（nΦs15.2）

20米边跨跨中25Φs15.2

25米边跨跨中32Φs15.2

中跨跨中28Φs15.2

两跨连续负弯矩处25Φs15.2

1.环境的概念⑵持久状况极限状态抗弯承载能力计算及抗剪截面尺寸检算

①持久状况极限状态抗弯承载能力计算

2）购买环境替代品。

根据《公桥规》第5.1.5条的规定，桥梁构件的承载能力极限状态计算应满足：

（2）环境的非使用价值。

环境的非使用价值（NUV）又称内在价值，相当于生态学家所认为的某种物品的内在属性，它与人们是否使用它没有关系。

γ0Md≤R

冲击系数=0.3

图-3为承载能力计算结果。

从图中可以看出，承载能力验算满足规范要求。

（2）规划实施中所采取的预防或者减轻不良环境影响的对策和措施有效性的分析和评估；

（1）前期准备工作。

包括明确评价对象和评价范围，组建评价组，收集国内外相关法律、法规、规章、标准、规范，收集并分析评价对象的基础资料、相关事故案例，对类比工程进行实地调查等内容。

图-3构件纵向抗弯承载能力图

②抗剪截面尺寸检算

根据《公桥规》第5.2.9条的规定，桥梁构件抗剪截面尺寸符合下列要求：

r0Vd≦0.51x10-3（√fcu,k）bh0

经计算

非连续端：

控制截面r0Vd＝1424KN≦1882.5KN

连续端：

控制截面r0Vd＝1503KN≦1882.5KN

构件抗剪截面尺寸符合规定要求

⑵持久状况正常使用极限状态计算

①正截面抗裂验算――正截面混凝土拉应力验算

经计算，构件正截面抗裂验算，图-4～5分别为构件在短期效应组合下和长期效应组合下的正截面抗裂验算结果。

图-4构件长期效应正截面抗裂结果

图-5构件短期效应正截面抗裂结果

根据《公桥规》强制性条款6.3条规定，A类预应力混凝土受弯构件：

在作用短期效应组合下，σst－σpc≤0.7ftk＝1.86Mpa（C50混凝土）；

在作用长期效应组合下，σst－σpc≤0，即不允许出现拉应力。

从图－4中可看出，在作用短期效应组合最大拉应力为1.20MPa＜1.86MPa，满足规范要求；在作用长期效应组合下不出现拉应力，满足规范要求。

综上所述，正截面抗裂验算满足规范要求。

②斜截面抗裂验算――斜截面混凝土主拉应力验算

构件在短期效应组合下的斜截面抗裂验算结果为：

图-6斜截面混凝土主拉应力验算结果

根据《公桥规》强制性条款6.3条规定，A类预应力混凝土受弯构件：

在作用短期效应组合下，A类预应力混凝土，预制构件σtp≤0.7ftk＝1.869MPa（C50混凝土）。

设计实为1.20MPa<1.869MPa

在作用短期效应组合下，斜截面应力验算满足要求。

⑶正截面混凝土压应力验算

使用阶段：

图-7为构件在使用阶段混凝土压应力图

图-7正截面混凝土压应力验算结果

按《公桥规》7.1.5条使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应符合下列规定：

受压区混凝土的最大压应力σkc+σpt≤0.5fck。

由图－7可知，最大压应力为15.4Mpa≤0.5fck=16.2Mpa

施工阶段：

图-8施工阶段正截面混凝土压应力验算结果

最大压应力为13.96Mpa≤0.5fck=16.2Mpa.见图－8

正截面混凝土压应力满足规范要求。

⑷预应力钢筋最大拉应力验算

根据《公桥规》7.1.5条第二款规定，受拉区预应力钢筋的最大拉应力：

A类预应力砼构件σpe+σp≤0.65fpk＝1209Mpa（fpk＝1860Mpa）。

经计算，构件预应力钢筋最大拉应力分别为1150Mpa。

钢筋最大拉应力满足规范要求。

⑸主梁构件最小配筋率验算

◆部分预应力混凝土受弯构件中普通受拉钢筋筋配筋率不应小于0.003bh

本次设计实际配筋率为1.5%满足规范要求

⑹主梁挠度验算

按《公桥规》6.5.2条，全预应力混凝土和A类预应力混凝土构件在计算变形时的截面刚度应采用0.95EcI0，其中Ec为混凝土的弹性模量，I0为截面的换算惯性矩。

由桥博计算结果可知：

20m边跨:

①结构自重，二期恒载，预应力，砼收缩和徐变产生的挠度为17.0mm（向上）

②汽车荷载产生的挠度为4.3mm（向下）

按《公桥规》6.5.3条规定，当采用C40～C80混凝土时，挠度长期增长系数ηθ＝1.45～1.35，C50混凝土按直线内插得ηθ＝1.425。

由计算可知，消除构件自重的长期挠度的跨中最大值为：

fmax=1.425②＝6.1mm小于计算跨径（20m）的1/600＝33.3mm，挠度验算满足规范要求。

③受弯构件的预拱度的设置：

17.0-6.1=10.9mm<20000/1600=12.5mm;不需要设置预拱度。

25m边跨:

①结构自重，二期恒载，预应力，砼收缩和徐变产生的挠度为30.7mm（向上）

②汽车荷载产生的挠度为8.4mm（向下）

按《公桥规》6.5.3条规定，当采用C40～C80混凝土时，挠度长期增长系数ηθ＝1.45～1.35，C50混凝土按直线内插得ηθ＝1.425。

由计算可知，消除构件自重的长期挠度的跨中最大值为：

fmax=1.425②＝12.0mm小于计算跨径（25m）的1/600＝41.7mm，挠度验算满足规范要求。

③受弯构件的预拱度的设置：

30.7-12.0=18.7mm>25000/1600=15.6mm;需要设置预拱度。

考虑取其一半作为预设的反拱度为10mm。

中跨:

①结构自重，二期恒载，预应力，砼收缩和徐变产生的挠度为29.5mm（向上）

②汽车荷载产生的挠度为6.4mm（向下）

按《公桥规》6.5.3条规定，当采用C40～C80混凝土时，挠度长期增长系数ηθ＝1.45～1.35，C50混凝土按直线内插得ηθ＝1.425。

由计算可知，消除构件自重的长期挠度的跨中最大值为：

fmax=1.425②＝9.1mm小于计算跨径（25m）的1/600＝41.7mm，挠度验算满足规范要求。

③受弯构件的预拱度的设置：

29.5-9.1=20.4mm>25000/1600=15.7mm;需要设置预拱度。

考虑取其一半作为预设的反拱度为10mm。

⑺翼板持久状况极限状态抗弯承载能力及裂缝宽度验算

①翼板持久状况极限状态抗弯承载能力

根据《公桥规》第5.1.5条的规定，桥梁构件的承载能力极限状态计算应满足：

γ0Md≤R

计算冲击系数=0.3

翼板承载能力：

γ0Md=23.8KN.M≤R=62.2KN.M，

两片梁连接部分翼缘：

γ0Md=64.5KN.M≤R=104.2KN.M，

承载能力验算满足规范要求。

②翼板裂缝宽度验算

按《公桥规》6.4条,对钢筋混凝土，在正常实用极限状态下的裂缝宽度,应按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行裂缝宽度验算。

计算裂缝宽度

翼缘处：

Wft＝0.1mm<0.20mm（规范规定值）

两片梁连接部分翼缘：

Wft＝0.13mm<0.20mm（规范规定值）适用于I类和II类环境

裂缝宽度验算满足规范要求