大跨度桥梁计算书文档格式.docx

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上部结构设计计算取用的有关参数如下：

1、结构重力:

混凝土容重取26KN/m³

2、二期恒载:

包括桥面铺装、栏杆等

二期恒载的总荷载为：

60.8KN/m

3、收缩徐变影响力:

按04设计规范取用，天数3650天

4、基础变位影响力:

不均匀沉降按1.0cm计

5、相对湿度70%

6、纵向预应力锚下控制应力1395MPa

7、孔道偏差系数0.0015

8、一端锚具回缩0.006m

9、钢束松弛率0.3

10、预应力孔道摩擦系数0.17

11、施加预应力混凝土强度≥90%

12、温度荷载

整体温差+20℃、-20℃

温度梯度：

按04规范取值，即14.0℃—5℃—0℃，反温差为上述值的-0.5倍。

3有限元模型

3.1单元和截面的建立

该桥有限元模型共106个单元，101个节点。

具体模型如下图。

图3.1.1消隐模式的全桥模型

图3.1.2全桥模型

3.2边界条件

该桥支座采用固结形式。

图3.2.1该桥支座

3.3主要荷载

荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。

自重:

26KN/m³

，采用程序系统提供的-1.04自重系数加载。

系统升降温：

升温20度，降温20度。

14℃/5.5℃。

二期恒载：

60.9kN/m，采用线均布荷载来加载到截面上。

预应力荷载：

张拉应力1395Mpa，两端张拉。

两端支点处横隔板以及中支点处横隔板按均布荷载施加到箱梁上。

预应力参数方面，主梁预应力束为Φs15.2，面积139

，控制张拉应力为0.75fpk，预应力损失计算参数按规范选取：

1）相对湿度为85%；

2）预应力管道采用塑料波纹管成形，管道摩擦系数μ=0.17；

3）管道偏差系数K=0.0015；

4）锚具变形与钢束回缩值6mm。

预应力钢束为19束，分为顶板束和底板束共122束。

该桥为移动挂篮施工，挂篮荷载为6276.3KN，挂篮引起的弯矩为15690.6KN·

m。

考虑混凝土的湿重。

3.4施工阶段

该桥模拟施工阶段为：

挂篮就位、浇筑混凝土、混凝土成型，张拉预应力钢束。

主墩和零号块按一次施工完成考虑。

具体施工阶段见下表。

表3.4施工阶段

施工阶段

说明

CS1

桥墩和0#块形成，张拉0#块预应力，挂篮就位，浇筑1#块

CS2

1#块形成，张拉1#块预应力，挂篮前移，浇筑2#块

CSn

（n-1）#块形成，张拉（n-1）#块预应力，挂篮前移，浇筑n#块

CS13

12#块形成，张拉12#块预应力

CS14

在支架上浇筑边跨现浇段，悬臂端进行相应配重，准备合龙边跨

CS15

边跨合龙，张拉边跨底板预应力束和合龙束，跨中顶推，准备合龙中跨

CS16

中跨合龙，张拉中跨合龙束

CS17

施加二期恒载，考虑10000天收缩徐变影响

部分施工阶段如下：

图3.4.1CS1阶段

图3.4.2CS15边跨合龙阶段

图3.4.2CS16跨中合龙阶段

4计算结果

4.1施工阶段应力图

图4.1.1CS1阶段主梁最大应力图

图4.1.2CS15边跨合龙阶段主梁最大应力图

图4.1.3CS16跨中合龙阶段主梁最大应力图

图4.1.3CS17二期恒载作用下主梁最大应力图

从以上应力图可以看出，该桥在施工阶段主梁未出现拉应力，该桥的设计比较合理。

且应力分布均匀，有利于桥梁的后期收缩徐变。

4.2施工阶段主梁变形

图4.2.1CS1阶段主梁变形图

图4.2.2CS15边跨合龙阶段主梁变形图

图4.2.3CS16中跨合龙阶段主梁变形图

图4.2.4CS17二期恒载阶段主梁变形图

4.3正常使用极限状态

一、短期荷载组合应力包络图

图4.3.1短期荷载组合上缘应力包络图

图4.3.2短期荷载组合下缘应力包络图

二、长期荷载组合应力包络图

图4.3.3长期荷载组合上缘应力包络图

图4.3.4长期荷载组合下缘应力包络图

从以上的云图可以看出在标准组合情况下，主梁上缘未出现拉应力。

可见，在标准组合下，基本保证主梁全截面受压，主梁应力满足C50混凝土抗压允许值。

4.4承载能力极限状态

图4.4.1承载能力极限状态组合弯矩包络图

图4.4.2承载能力极限状态组合剪力包络图

4.5分析结果一览表

表4.3.1正常使用极限状态应力计算汇总表

工况

跨中

边跨0.4L边

中支点

上缘应力

（MPa）

下缘应力

短期荷载组

合（最大）

-5.49

-4.46

-8.68

-3.71

-1.41

-10.39

短期荷载组合

允许应力

1.85

长期荷载

组合（最大）

-6.33

-7.09

--8.71

-5.88

-2.31

-10.99

长期荷载组合

注：

应力拉为正，压为负。

表4.3.2极限承载力计算汇总表

边支点

弯矩

（KN*M）

剪力

（KN）

承载能力

极限状态

128346

-3427

94834

6493

-718556

28877

9582

4.6结论

通过计算可以发现，该桥在施工阶段和正常使用阶段，主梁均未收到拉应力作用，主梁均处在受压状态。

本桥分析了桥梁施工阶段各个阶段应力和变形情况，有助于施工人员了解该桥的受力特点。