40m连续T梁结构计算书.docx
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40m连续T梁结构计算书
计算书
设计：
葛翔
复核：
GX.Kate
审核：
GX.Kate
一、基本信息
1.1工程概况
4-40mT梁计算书
1.2技术标准
设计程序：
CivilDesigner
设计安全等级：
一级
桥梁重要性系数：
1.1
1.3主要规范
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），以下简称《通规》；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），以下简称《桥规》；
《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）
《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
1.4结构概述
1.5主要材料及材料性能
1.5.1混凝土
表1混凝土材料及材料性能表
强度等级
弹性模量
（MPa）
剪切模量
（MPa）
泊松比
容重
（kN/m3）
线膨胀系数
fck
（MPa）
ftk
（MPa）
fcd
（MPa）
ftd
（MPa）
C50
34500.000
13800.000
0.200
25.000
0.000
32.400
2.650
22.400
1.830
1.5.2预应力钢筋
表2预应力钢筋材料及材料性能表
预应力钢筋材料名称
弹性模量
（MPa）
容重
（kN/m3）
线膨胀系数
fpk
（MPa）
fpd
（MPa）
f'pd
（MPa）
F1-16
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F2-8
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F3-8
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F4-8
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F5-14
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F6-7
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F7-7
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
F8-7
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
T1-8
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
T2-8
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
T3-8
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
15-10
195000.000
78.500
0.000
1860.000
1260.000
390.000
表3预应力钢筋特性值表
预应力钢筋名称
钢束总面积
（㎡）
张拉控制应力
（MPa）
张拉控制力
（kN）
管道直径
（m）
μ
k
锚具变形
（mm）
松弛系数
超张拉
F1-16
0.002
1395000.000
3102480.000
0.090
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F2-8
0.001
1395000.000
1551240.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F3-8
0.001
1395000.000
1551240.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F4-8
0.001
1395000.000
1551240.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F5-14
0.002
1395000.000
2714670.000
0.080
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F6-7
0.001
1395000.000
1357335.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F7-7
0.001
1395000.000
1357335.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
F8-7
0.001
1395000.000
1357335.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
T1-8
0.001
1395000.000
1551240.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
T2-8
0.001
0.000
0.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
T3-8
0.001
0.000
0.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
15-10
0.001
0.000
0.000
0.060
0.170
1.5e-006
6.000
0.3
否
1.5.3普通钢筋
表4普通钢筋材料及材料性能表
普通钢筋
弹性模量
（MPa）
容重
（KN/m3）
fsk
（MPa）
fsd
（MPa）
f'sd
（MPa）
R235
210000.000
76.980
235.000
195.000
195.000
HRB335
200000.000
76.980
335.000
280.000
280.000
HRB400
200000.000
76.980
400.000
330.000
330.000
KL400
200000.000
76.980
400.000
330.000
330.000
1.6计算原则、内容及控制标准
计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进行设计，并以《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）为标准，按部分预应力（A类）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模型视图
1）节点数量：
65个；
2）单元数量：
64个；
3）边界条件数量：
3个；
4）施工阶段数量：
6个，施工步骤如下：
施工阶段1:
预制板；7.0天；
施工阶段2:
张拉钢束；3.0天；
施工阶段3:
架设梁板；60.0天；
施工阶段4:
简支变连续；30.0天；
施工阶段5:
二期荷载；30.0天；
施工阶段6:
收缩徐变；3650.0天；
2.2荷载工况及荷载组合
1）自重
自重系数：
-1.04
2）徐变收缩
收缩龄期：
3.0天；
构件理论厚度：
0.00m；
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。
3）支座沉降
按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。
第支座1组不均匀沉降5.0mm；
第支座2组不均匀沉降5.0mm；
第支座3组不均匀沉降5.0mm；
第支座4组不均匀沉降5.0mm；
第支座5组不均匀沉降5.0mm；
4）可变荷载
活载：
汽车荷载，桥梁等级为公路Ⅰ级；
对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，冲击系数μ可按下式计算：
根据规范，计算的结构基频f=114741937.65Hz，冲击系数μ=0.450。
5）荷载组合
表5荷载工况
序号
工况名称
描述
1
支座沉降
2
钢束一次
TP
3
钢束二次
TS
4
温度梯度（升）
TPG
5
徐变二次
CS
6
收缩二次
SS
荷载组合列表：
cLCB1:
基本；基本组合（永久荷载）:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）;
cLCB2:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M;
cLCB3:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4TPG[1];
cLCB4:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4TPG[2];
cLCB5:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.12TPG[1];
cLCB6:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.12TPG[2];
cLCB7:
基本；基本组合（永久荷载）:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）;
cLCB8:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M;
cLCB9:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4TPG[1];
cLCB10:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4TPG[2];
cLCB11:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.12TPG[1];
cLCB12:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.12TPG[2];
cLCB13:
短期；极限组合（永久荷载）:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）;
cLCB14:
短期；短期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M;
cLCB15:
短期；短期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.8TPG[1];
cLCB16:
短期；短期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.8TPG[2];
cLCB17:
短期；短期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M+0...;
cLCB18:
短期；短期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M+0...;
cLCB19:
长期；长期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M;
cLCB20:
长期；长期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M+0...;
cLCB21:
长期；长期组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M+0...;
cLCB22:
标准；弹性阶段应力验算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M;
cLCB23:
标准；弹性阶段应力验算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1...;
cLCB24:
标准；弹性阶段应力验算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1...;
cLCB25:
标准；弹性阶段应力验算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1...;
cLCB26:
标准；弹性阶段应力验算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1...;
三、持久状况承载能力极限状态
3.1正截面抗弯验算
图表1使用阶段正截面抗弯验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.5-1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
图表2使用阶段斜截面抗剪验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.5-1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5.2.9条进行抗剪截面验算，满足规范要求；
3.3抗扭验算
图表3使用阶段抗扭验算（扭矩）包络图
图表4使用阶段抗扭验算（剪力）包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.5-1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；
四、持久状况正常使用极限状态
4.1正截面抗裂验算
全预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σst-0.85σpc≤0
分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件：
σst-0.80σpc≤0
A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
σst-σpc≤0.7ftk
图表5使用阶段正截面抗裂验算（短期）包络图
结论：
按照《桥规》第6.3.1-3条公式
验算：
顶缘
=1.520MPa（拉应力）≤
=1.855MPa（拉应力），满足规范要求；
底缘
=1.144MPa（拉应力）≤
=1.855MPa（拉应力），满足规范要求；
A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）长期效应组合下，应符合下列条件：
σlt-σpc≤0
图表6使用阶段正截面抗裂验算（长期）包络图
结论：
按照《桥规》第6.3.1-4条公式
验算：
顶缘
=0.003MPa（拉应力）≤
=0.000MPa（拉应力），满足规范要求；
底缘
=0.003MPa（拉应力）≤
=0.000MPa（拉应力），满足规范要求；
4.2斜截面抗裂验算
对于全预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σtp≤0.6ftk
现场浇筑（包括预制拼装）构件：
σtp≤0.4ftk
A类预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σtp≤0.7ftk
B类预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σtp≤0.7ftk
现场浇筑（包括预制拼装）构件：
σtp≤0.5ftk
图表7使用阶段斜截面抗裂验算包络图
结论：
按照《桥规》第6.3.1-5条公式
验算：
=1.520MPa（拉应力）≤
=1.855MPa（拉应力），满足规范要求；
五、持久状况应力验算
5.1正截面压应力验算
按《桥规》第7.1.5-1条公式，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。
受压区混凝土的最大压应力：
未开裂构件：
σkc+σpc≤0.5fck
允许开裂构件：
σcc≤0.5fck
图表8使用阶段正截面压应力验算（顶）包络图
图表9使用阶段正截面压应力验算（底）包络图
结论：
按照《桥规》第7.1.5-1条公式
验算：
顶缘
=13.629MPa≤
=16.200MPa，满足规范要求；
底缘
=11.312MPa≤
=16.200MPa，满足规范要求；
5.2受拉区钢筋拉应力验算
按《桥规》第7.1.5-2条公式、第7.1.5-3条公式，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。
受拉区预应力钢筋的最大拉应力：
1）对钢绞线、钢丝
未开裂构件：
σpe+σp≤0.65fpk
允许开裂构件：
σpo+σp≤0.65fpk
2）对精轧螺纹钢筋
未开裂构件：
σpe+σp≤0.80fpk
允许开裂构件:
σpo+σp≤0.80fpk
结论：
按照《桥规》第7.1.5-2条公式
验算：
=1166.571MPa≤
=1209.000MPa，满足规范要求；
5.3斜截面主压应力验算
按《桥规》第7.1.6条公式，混凝土的主压应力应符合下式规定：
σcp≤0.6fck；
图表10使用阶段斜截面主压应力包络图
结论：
按照《桥规》第7.1.6-1条公式验算：
=13.629MPa≤
=19.440MPa，满足规范要求；
六、短暂状况应力验算
6.1法向压应力验算
按《桥规》第7.2.8条，截面边缘混凝土的法向压应力应符合下式规定：
σtcc≤0.7fck’
图表11施工阶段法向压应力验算（顶）包络图
图表12施工阶段法向压应力验算（底）包络图
结论：
按照《桥规》第7.2.8条公式
’验算：
顶缘
=7.617MPa≤
’=18.760MPa，满足规范要求；
底缘
=11.383MPa≤
’=18.760MPa，满足规范要求；
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