特大桥上部结构计算书.docx
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特大桥上部结构计算书
xx高速公路
xx特大桥
上部结构计算书
2005年12月27日
一、概述：
本桥上部为88+160+88m预应力混凝土连续刚构，采用单箱单室变截面箱梁，支点梁高为8.6m，跨中梁高为3.5m，桥面全宽13m，桥梁全长346m；下部桥墩采用实心双薄臂墩身，截面尺寸为2×7m，承台尺寸9.5×9.5×4.5m，基础为4根Φ2.5m钻孔灌注桩基础；桥台采用柱式台，基础为2根Φ1.8m钻孔灌注桩基础。
二、计算依据：
（一）、设计规范与标准：
1、交通部部颁标准《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）；
2、交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
3、交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
4、交通部部颁标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）；
5、交通部部颁标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）；
6、交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。
（二）、主要技术指标：
1、设计荷载：
公路Ⅰ级
2、桥面宽：
0.5米+净-12.00米+0.5米，全宽13.00米
3、地震动峰值加速度：
0.1g
4．纵坡和竖曲线：
桥面为单向纵坡，坡度为2.28%
5．设计横坡：
2%
三、整体结构分析简化模型：
本桥结构分析采用平面杆系综合计算程序进行建模，按各实际施工阶段进行加载。
为了使计算结果更加准确，建模时对全桥上、下部结构同时考虑。
具体结构模型见图示。
计算模型简图
活载分析中采用机动法计算内力影响面，利用动态规划法进行影响面最不利布载。
纵向布载中，汽车车队的纵向排列及车队荷载效应的横向折减系数均按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规定取值。
四、整体结构分析作用类型：
永久作用
（一）、结构重力：
按施工顺序（基础及下部结构施工、箱梁悬浇及合拢、桥面系施工）施加的各部分结构自重，包括：
上、下部结构自重、调平层和桥面铺装自重、防撞护栏自重及施工过程中各项施工荷载及配重。
（二）、预加力：
按照施工过程逐阶段施加预应力，预应力钢束空间曲线精确按施工图中钢束平、竖向曲线参数确定。
（三）、混凝土收缩及徐变作用：
混凝土材料的收缩徐变特性全部按照规范取值。
（四）、基础变位作用：
基础变位作用1：
0号台及2号墩基础沉降3cm；
基础变位作用2：
1号墩及3号台基础沉降3cm。
可变作用：
（一）、汽车荷载：
公路Ⅰ级。
（二）、温度作用：
日照正温差按T14/5.5℃取值，日照反温差按T-7/2.75℃取值。
（三）、汽车制动力：
按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规定取值。
五、整体结构分析作用效应组合：
按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.1.7条规定，正常使用极限状态下，对运营阶段进行作用短期效应组合及作用长期效应组合两种组合，在这两种作用效应组合情况下，分别按以下5个组合对结构进行计算分析：
组合1：
结构重力+预加力+汽车荷载
组合2：
结构重力+预加力+混凝土收缩及徐变作用+基础变位作用1+日照正温差+汽车荷载
组合3：
结构重力+预加力+混凝土收缩及徐变作用+基础变位作用1+日照反温差+汽车荷载
组合4：
结构重力+预加力+混凝土收缩及徐变作用+基础变位作用2+日照正温差+汽车荷载
组合5：
结构重力+预加力+混凝土收缩及徐变作用+基础变位作用2+日照反温差+汽车荷载
六、结构计算参数：
上部箱梁采用C60混凝土，混凝土比重取26KN/m3，弹性模量为3.6×104MPa，轴心抗压强度设计值为26.5MPa，轴心抗拉强度设计值为1.96MPa。
预应力参数：
抗拉强度标准值：
1860MPa锚下张拉应力：
1395MPa弹性模量：
1.95×105MPa
孔道摩阻系数：
0.25孔道偏差系数：
0.001锚具变形：
6mm松弛系数：
0.035
七、计算结果：
（一）、成桥阶段截面内力：
成桥阶段累计弯矩图
成桥阶段累计剪力图
成桥阶段累计轴力图
成桥阶段各控制截面内力：
箱梁控制截面
轴力（kN）
剪力（kN）
弯矩（kN.m）
边跨支点
44297.638
1761.899
-9124.206
边跨1/2L
144201.324
-12376.732
2470.263
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
274830.127
3499.399
66681.621
墩中心
274358.413
-2626.8
64623.712
终点侧墩边缘
274807.948
-8757.672
48174.432
中跨1/4L
145598.913
14573.267
77797.215
中跨合拢段
起点侧截面
67066.354
222.332
-25570.256
终点侧截面
67044.999
-427.386
-25730.366
中跨3/4L
145654.06
-14777.544
69594.955
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
274812.54
10487.29
32986.458
墩中心
274340.826
4361.091
55386.177
终点侧墩边缘
274790.36
-1769.781
63394.506
边跨1/2L
144201.333
12418.325
655.616
边跨支点
44329.595
-1613.568
-8603.128
本阶段最大、最小内力截面及其内力值见相应内力图。
（二）、成桥阶段截面上、下缘正应力：
成桥阶段累计应力上（红）下（蓝）缘应力图
成桥阶段各控制截面上、下缘正应力：
箱梁控制截面
上缘（MPa）
下缘（MPa）
边跨支点
1.753
2.807
边跨1/2L
9.927
10.133
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
11.109
9.716
墩中心
11.098
9.709
终点侧墩边缘
10.86
9.965
中跨1/4L
12.476
6.073
中跨合拢段
起点侧截面
5.322
9.625
终点侧截面
5.315
9.631
中跨3/4L
12.311
6.296
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
10.735
10.092
墩中心
11.047
9.76
终点侧墩边缘
11.128
9.693
边跨1/2L
9.955
10.089
边跨支点
1.783
2.774
本阶段最大、最小应力截面及其应力值见相应应力图。
（三）、运营阶段作用短期效应组合截面内力：
7.3.1、组合1：
组合1最大弯矩图
组合1最小弯矩图
组合1最大剪力图
组合1最小剪力图
组合1最大轴力图
组合1最小轴力图
各控制截面内力：
箱梁控制截面
轴力（kN）
剪力（kN）
弯矩（kN.m）
最大
最小
最大
最小
最大
最小
边跨支点
44297.64
44297.64
3253.12
1326
-9124.21
-9603.53
边跨1/2L
144201.32
144201.32
-11981.05
-13546.6
22610.28
-15508.5
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
274974.22
274748.34
5591.83
-226.52
70248.56
15259.3
墩中心
274502.5
274276.62
-561.82
-6374.69
70008.68
4332.66
终点侧墩边缘
274952.04
274726.16
-6714.27
-12533.42
55352.32
-21136.54
中跨1/4L
145896.82
145438.46
16190.88
14300.72
91081.73
61313.16
中跨合拢段
起点侧截面
67364.26
66905.9
1036.43
-562.09
-2971.07
-28760.03
终点侧截面
67342.91
66884.54
350.66
-1248.03
-3144.31
-28903.37
中跨3/4L
145951.97
145493.6
-14507.12
-16403.82
82688.66
52855.66
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
274953.16
274731.22
14999.79
7982.83
40358.02
-38060.74
墩中心
274481.44
274259.51
8845.25
1835.54
60830.71
-5068.18
终点侧墩边缘
274930.98
274709.04
2692.97
-4323.34
66876.14
13044.56
边跨1/2L
144201.33
144201.33
13588.56
12027.9
20496.48
-17018.38
边跨支点
44329.59
44329.59
-1185.1
-3100.41
-8603.13
-9082.45
最大、最小内力截面及其内力值见相应内力图。
7.3.2、组合2:
组合2最大弯矩图
组合2最小弯矩图
组合2最大剪力图
组合2最小剪力图
组合2最大轴力图
组合2最小轴力图
各控制截面内力：
箱梁控制截面
轴力（kN）
剪力（kN）
弯矩（kN.m）
最大
最小
最大
最小
最大
最小
边跨支点
44479.29
44297.64
3386.11
927.57
-9124.21
-9956.17
边跨1/2L
144382.98
144201.32
-11848.06
-13945.03
28155.21
-32896.09
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
275167.7
274742.21
6031.97
-340.81
81347.05
-18606.15
墩中心
274695.99
274270.5
-121.68
-6488.98
80707.07
-27992.29
终点侧墩边缘
275145.52
274720.03
-6274.13
-12647.7
65650.8
-51921.01
中跨1/4L
146105.59
145432.75
16626.14
14300.72
101714.03
45004.43
中跨合拢段
起点侧截面
67573.03
66900.19
1471.69
-562.09
8774.32
-29169.53
终点侧截面
67551.67
66878.83
785.92
-1248.03
9062.11
-28903.37
中跨3/4L
146160.73
145487.9
-14071.86
-16403.82
112268.65
52855.66
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
275148.39
274731.22
15611.13
7982.83
86134.83
-38060.74
墩中心
274676.67
274259.51
9456.59
1835.54
108747.1
-5068.18
终点侧墩边缘
275126.21
274709.04
3304.31
-4323.34
116932.32
13044.56
边跨1/2L
144381.32
144201.33
13588.56
11439.13
45933.67
-17018.38
边跨支点
44509.59
44329.59
-1185.1
-3689.18
-8603.13
-9431.88
最大、最小内力截面及其内力值见相应内力图。
7.3.3、组合3:
组合3最大弯矩图
组合3最小弯矩图
组合3最大剪力图
组合3最小剪力图
组合3最大轴力图
组合3最小轴力图
各控制截面内力：
箱梁控制截面
轴力（kN）
剪力（kN）
弯矩（kN.m）
最大
最小
最大
最小
最大
最小
边跨支点
44297.64
44115.98
3253.12
905.01
-8771.57
-9603.53
边跨1/2L
144201.32
144019.67
-11981.05
-13967.59
22610.28
-33621.47
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
274974.22
274566.35
6031.97
-468.18
70248.56
-20655.18
墩中心
274502.5
274094.63
-121.68
-6616.35
70008.68
-30887.04
终点侧墩边缘
274952.04
274544.17
-6274.13
-12775.08
55352.32
-55661.65
中跨1/4L
145896.82
145260.45
16593.26
14271.49
91081.73
40637.58
中跨合拢段
起点侧截面
67342.91
66706.54
753.04
-1277.26
-2749.04
-34329.9
终点侧截面
80044.22
79407.85
291.47
-1738.83
8051.51
-23526.65
中跨3/4L
145951.97
145315.6
-14104.74
-16433.05
98973
46121.39
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
274956.09
274556.23
15880.29
7982.83
70773.05
-46457.88
墩中心
274484.38
274084.51
9725.75
1835.54
93157.2
-12294.95
终点侧墩边缘
274933.91
274534.05
3573.47
-4323.34
101114.11
6987.99
边跨1/2L
144201.33
144021.34
13660.18
11627.58
37966.41
-19887.08
边跨支点
44329.59
44149.6
-1113.49
-3500.73
-8253.7
-9082.45
最大、最小内力截面及其内力值见相应内力图。
7.3.4、运营阶段（活载）组合内力荷载组合4:
组合4最大弯矩图
组合4最小弯矩图
组合4最大剪力图
组合4最小剪力图
组合4最大轴力图
组合4最小轴力图
各控制截面内力：
箱梁控制截面
轴力（kN）
剪力（kN）
弯矩（kN.m）
最大
最小
最大
最小
最大
最小
边跨支点
44479.29
44297.64
3784.54
1326
-9124.21
-9956.17
边跨1/2L
144382.98
144201.32
-11449.63
-13546.6
45542.8
-15508.5
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
275173.83
274748.34
5591.83
-780.95
115212.49
15259.3
墩中心
274702.12
274276.62
-561.82
-6929.12
113032.02
4332.66
终点侧墩边缘
275151.65
274726.16
-6714.27
-13087.84
96435.28
-21136.54
中跨1/4L
146111.3
145438.46
16223.76
13898.33
118022.76
61313.16
中跨合拢段
起点侧截面
67578.74
66905.9
1069.31
-964.47
9183.82
-28760.03
终点侧截面
67557.38
66884.54
383.54
-1650.42
8666.85
-29298.63
中跨3/4L
146166.44
145493.6
-14474.24
-16806.2
95984.31
36571.32
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
275145.46
274728.29
15064.99
7436.69
55719.8
-68475.76
墩中心
274673.74
274256.58
8910.45
1289.41
76420.6
-37394.68
终点侧墩边缘
275123.28
274706.11
2758.17
-4869.48
82694.34
-21193.41
边跨1/2L
144381.32
144201.33
13988.88
11839.45
28463.75
-34488.3
边跨支点
44509.59
44329.59
-784.79
-3288.86
-8603.13
-9431.88
最大、最小内力截面及其内力值见相应内力图。
7.3.5、运营阶段（活载）组合内力荷载组合5:
组合5最大弯矩图
组合5最小弯矩图
组合5最大剪力图
组合5最小剪力图
组合5最大轴力图
组合5最小轴力图
各控制截面内力：
箱梁控制截面
轴力（kN）
剪力（kN）
弯矩（kN.m）
最大
最小
最大
最小
最大
最小
边跨支点
44297.64
44115.98
3651.55
1303.44
-8771.57
-9603.53
边跨1/2L
144201.32
144019.67
-11582.62
-13569.16
39997.87
-16233.88
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
274980.34
274572.48
5591.83
-908.32
104114
13210.26
墩中心
274508.63
274100.76
-561.82
-7056.49
102333.63
1437.91
终点侧墩边缘
274958.16
274550.3
-6714.27
-13215.21
86136.79
-24877.17
中跨1/4L
145902.53
145266.16
16190.88
13869.1
107390.46
56946.31
中跨合拢段
起点侧截面
67369.97
66733.6
1036.43
-993.7
-2561.57
-34128.1
终点侧截面
67348.61
66712.24
350.66
-1679.64
-3144.31
-34725.16
中跨3/4L
145957.67
145321.31
-14507.12
-16835.43
82688.66
29837.05
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
274953.16
274553.29
15334.15
7436.69
40358.02
-76872.9
墩中心
274481.44
274081.58
9179.61
1289.41
60830.71
-44621.45
终点侧墩边缘
274930.98
274531.12
3027.33
-4869.48
66876.14
-27249.99
边跨1/2L
144201.33
144021.34
14060.5
12027.9
20496.48
-37357.01
边跨支点
44329.59
44149.6
-713.17
-3100.41
-8253.7
-9082.45
最大、最小内力截面及其内力值见相应内力图。
（四）、运营阶段作用短期效应组合截面上、下缘应力：
7.4.1、组合1：
上缘（红）下缘（蓝）
组合1上、下缘最大正应力图
组合1上、下缘最小正应力图
各控制截面上、下缘正应力：
箱梁控制截面
上缘（MPa）
下缘（MPa）
最大
最小
最大
最小
边跨支点
1.35
1.32
2.18
2.15
边跨1/2L
6.36
4.77
11.35
9.26
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
4.41
3.55
12.3
11.43
墩中心
4.4
3.38
12.46
11.43
终点侧墩边缘
4.17
2.98
12.87
11.67
中跨1/4L
7.56
6.39
8.5
7.01
中跨合拢段
起点侧截面
5.99
4.08
7.39
4.35
终点侧截面
5.97
4.07
7.41
4.37
中跨3/4L
7.24
6.08
8.92
7.43
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
3.94
2.72
13.13
11.9
墩中心
4.26
3.23
12.61
11.58
终点侧墩边缘
4.34
3.5
12.34
11.5
边跨1/2L
6.23
4.67
11.47
9.41
边跨支点
1.37
1.35
2.16
2.12
最大、最小应力截面及其应力值见相应应力图。
7.4.2、组合2：
组合2上、下缘最大正应力图
组合2上、下缘最小正应力图
各控制截面上、下缘正应力：
箱梁控制截面
上缘（MPa）
下缘（MPa）
最大
最小
最大
最小
边跨支点
5.36
1.3
2.61
2.15
边跨1/2L
10.48
4.05
12.65
8.95
1号墩墩顶
起点侧墩边缘
8.88
3.03
13.08
11.26
墩中心
8.87
2.88
13.22
11.26
终点侧墩边缘
8.63
2.51
13.61
11.51
中跨1/4L
11.82
5.77
9.65
6.49
中跨合拢段
起点侧截面
10.46
4.05
7.88
2.99
终点侧截面
10.48
4.07
7.85
2.96
中跨3/4L
12.23
6.08
9.27
5.98
2号墩墩顶
起点侧墩边缘
8.95
2.72
13.39
11.19
墩中心
9.3
3.23
12.87
10.83
终点侧墩边缘
9.76
3.95
12.17
10.35
边跨1/2L
11.18
4.67
11.82
8.02
边跨支点
5.43
1.33
2.57
2.12
最大、最小
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