從化至東莞高速公路第一合同段從化至東莞高速公路第一合同段 沙浦樞紐立交廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)沙浦樞紐立交廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián) 連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 計(jì)算 復(fù)核 審核 二 一 年六月 目目 錄錄 1 1 工程概況工程概況 1 1 1 1 概述 1 1 2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 1 1 3 主要材料 2 1 4 結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)述 2 2 2 計(jì)算模型及計(jì)算參數(shù)選取計(jì)算模型及計(jì)算參數(shù)選取 3 3 2 1 計(jì)算模型建立 3 2 2 計(jì)算荷載 4 2 3 計(jì)算工況及驗(yàn)算內(nèi)容 6 3 3 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 8 8 3 1 計(jì)算模型 8 3 2 短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 9 3 3 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算小結(jié) 21 4 4 橫梁計(jì)算橫梁計(jì)算 2222 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 1 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 1 工程概況工程概況 1 1 概述概述 本聯(lián)為跨徑組合為 3 25 m的連續(xù)箱梁 上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)箱梁 梁高等高為1 6m 懸臂寬度2 3m 橋面橫坡通過(guò)箱梁整體旋 轉(zhuǎn)形成 箱梁頂 底板始終保持平行 邊腹板保持2 75 1的斜率不變 箱梁頂寬16 25m 采用單箱雙室 本橋預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁按照 部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì) 下部結(jié)構(gòu)采用板式橋墩 支座采用盆式支座 1 2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 1 設(shè)計(jì)荷載 公路 I 級(jí) 2 橋面寬度 橋?qū)?16 25 米 4 橫坡 2 5 地震加速度為 0 05g 對(duì)應(yīng)地震基本烈度 度 6 環(huán)境類(lèi)別 類(lèi)環(huán)境 7 安全等級(jí) 一級(jí) SA05 5 1 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 2 1 3 主要材料主要材料 1 混凝土 現(xiàn)澆箱梁采用 C50 砼 護(hù)欄采用 C30 砼 具體以細(xì)部圖紙為準(zhǔn) 2 鋼筋 鋼筋應(yīng)符合 GB13013 1991 和 GB1499 1998 的規(guī)定 凡鋼筋直徑 12mm 者 均采用 HRB335 鋼筋 凡鋼筋直徑 12mm 者 均采 用熱軋 R235 鋼筋 3 鋼絞線 鋼絞線采用 GB T5224 2003 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線 單根鋼絞線直徑 15 20mm 公稱(chēng)面積 140mm2 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 1860MPa 彈性模量 1 95 105MPa 1 4 結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)述 本聯(lián)組合跨徑為 3 25 m 上部結(jié)構(gòu)均采用預(yù)應(yīng)力混凝土斜腹板連續(xù)箱梁 梁高 1 6 米 箱梁頂寬 16 25m 箱梁為單箱雙室 箱梁 主梁采用 C50 混凝土 預(yù)應(yīng)力均采用低松弛高強(qiáng)鋼絞線 公稱(chēng)直徑 15 20mm 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk 1860MPa 施工分為三個(gè)階段 第一施工階段為澆筑第三跨箱梁 一端張拉 N1 N4 鋼束 第二施工階段為澆筑第二跨箱梁 單端張拉 N5 N8 鋼束 第三施工階段為 澆筑第一跨箱梁 單端張拉 N9 N12 鋼束 其中 N1 N5 N9 鋼束采用 15 股鋼絞線 其余鋼束采用 16 股鋼絞線 配相應(yīng)的夾片錨具 每道腹板上配四排鋼束 具體鋼束布置詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 3 2 計(jì)算模型及計(jì)算參數(shù)選取計(jì)算模型及計(jì)算參數(shù)選取 2 1 計(jì)算模型計(jì)算模型建立建立 本橋箱梁為等高 等寬箱梁 采用單梁模型 縱梁沿順橋向每 1 5m 2 5m 一個(gè)單元 在腹板漸變段處采用變截面 本次設(shè)計(jì)計(jì) 算采用 MIDAS Civil2006 結(jié)構(gòu)分析軟件 圖 1 箱梁縱梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐謭D 跨中截面腹板加厚段截面 圖 2 箱梁縱梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐质疽鈭D 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 4 圖 3 箱梁消隱模型圖 2 2 計(jì)算荷載計(jì)算荷載 2 2 1 一期恒載一期恒載 預(yù)應(yīng)力混凝土 鋼筋混凝土容重 26kN m3 鋼絞線 鋼筋容重 78 5kN m3 2 2 2 二期恒載二期恒載 防撞墻荷載加在邊縱梁上 防撞墻的每延米自重為 12 1kN m 瀝青混 凝土鋪裝厚度 10cm 容重 24kN m3 根據(jù)每根縱梁頂 面寬度 按梯形荷在縱梁上載加載橋面鋪裝荷載 2 2 3 基礎(chǔ)不均勻沉降基礎(chǔ)不均勻沉降 本次計(jì)算按照各橋墩沉降 0 5cm 計(jì) 取最不利組合 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 5 2 2 4 溫度作用溫度作用 1 體系溫差 結(jié)構(gòu)整體溫度變化按橋位處最高和最低溫度確定 按照規(guī)范規(guī)定 本地區(qū)屬于溫?zé)岬貐^(qū) 計(jì)算最高溫度為 34 計(jì)算最低溫度 為 3 考慮到實(shí)際溫度大于計(jì)算溫度 本次驗(yàn)算按照升降溫 20 考慮 體系溫差只對(duì)縱梁設(shè)置 2 溫度梯度 主梁結(jié)構(gòu)溫度梯度按 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTGD60 2004 的溫度梯度曲線確定 溫度梯度只對(duì)縱梁設(shè)置 2 2 5 活載活載 公路 I 級(jí) 按 4 車(chē)道偏載布置車(chē)道荷載 偏載系數(shù)取 1 15 沖擊系數(shù) 總體計(jì)算按 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTGD60 2004 第 4 3 2 條計(jì)算 2 2 6 收縮徐變收縮徐變 采用 橋規(guī) 附錄 F 算法 其中主梁構(gòu)件理論厚度程序自動(dòng)計(jì)算 環(huán)境相對(duì)濕度 85 開(kāi)始收縮的齡期為 3 天 受載齡期 5 天 考慮 3650 天 10 年 的混凝土收縮 徐變影響力 2 2 7 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)預(yù)應(yīng)力效應(yīng) 按照施工圖所確定的鋼束位置及束數(shù)進(jìn)行輸入 采用塑料波紋管成型 有關(guān)預(yù)應(yīng)力損失按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行 2 2 8 施工過(guò)程模擬施工過(guò)程模擬 本次計(jì)算按照施工圖所確定的施工順序進(jìn)行 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 6 2 3 計(jì)算工況及驗(yàn)算內(nèi)容計(jì)算工況及驗(yàn)算內(nèi)容 2 3 1 計(jì)算工況計(jì)算工況 本橋主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 100 年 結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí) 采用以可靠度理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì) 考慮以下三種設(shè)計(jì)狀況及其相應(yīng)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 持久狀況 橋梁建成后承受結(jié)構(gòu)自重 車(chē)輛荷載等持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的狀況 該狀況作承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 短暫狀況 橋梁施工過(guò)程中承受臨時(shí)性作用 或荷載 的狀況 該狀況作承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 必要時(shí)才作正常使用極限狀態(tài) 設(shè)計(jì) 偶然狀況 橋梁使用過(guò)程中偶然出現(xiàn)的如罕遇地震 船舶撞擊等的狀況 該狀況僅作承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 2 3 2 作用組合及控制要求作用組合及控制要求 2 3 2 1 持久狀況持久狀況 1 承載能力極限狀態(tài) 基本組合 1 1 1 2 恒載 1 2 預(yù)應(yīng)力 1 0 收縮徐變 0 5 基礎(chǔ)變位 1 4 汽車(chē) 含汽車(chē)沖擊力 0 8 1 4 溫度影響 2 正常使用極限狀態(tài) 長(zhǎng)期效應(yīng)組合 恒載 預(yù)應(yīng)力 基礎(chǔ)變位 收縮徐變 0 4 汽車(chē) 不含沖擊力 0 8 溫度影響 當(dāng)長(zhǎng)期效應(yīng)組合用于裂縫驗(yàn)算時(shí) 只計(jì)恒載 預(yù)應(yīng)力和汽車(chē)荷載 短期效應(yīng)組合 恒載 預(yù)應(yīng)力 基礎(chǔ)變位 收縮徐變 0 7 汽車(chē) 不含沖擊力 0 8 溫度影響 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 7 標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合 恒載 預(yù)應(yīng)力 基礎(chǔ)變位 收縮徐變 汽車(chē) 不含沖擊力 溫度影響 2 3 2 2 短暫狀況短暫狀況 恒載 預(yù)應(yīng)力 基礎(chǔ)變位 收縮徐變 施工荷載 短暫狀況不考慮溫度 2 3 2 3 主梁抗裂性驗(yàn)算主梁抗裂性驗(yàn)算 本次施工圖設(shè)計(jì)計(jì)算按部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A 類(lèi)構(gòu)件計(jì)算 2 3 2 4 主梁變形主梁變形 按照規(guī)范 JTG D60 2004 第 6 5 3 條規(guī)定進(jìn)行 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期撓度值控制在 L 600 以內(nèi) 2 3 3 驗(yàn)算指標(biāo)驗(yàn)算指標(biāo) 正常使用極限狀態(tài)短期狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62 2004 第 7 2 1 條規(guī)定進(jìn)行 施工荷載均采用標(biāo)準(zhǔn)值 組合時(shí)不考慮荷 載組合系數(shù) 驗(yàn)算時(shí)需滿足規(guī)范 JTG D62 2004 第 7 2 8 條 壓應(yīng)力 拉應(yīng)力 的有關(guān)規(guī)定 正常使用極限狀態(tài)持久狀況標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62 2004 第 7 1 1 條規(guī)定進(jìn)行 所有參與應(yīng)力組合的各種荷載的分 項(xiàng)組合系數(shù)都為 1 0 驗(yàn)算時(shí)需滿足規(guī)范 JTG D62 2004 第 7 1 5 條 正壓應(yīng)力 7 1 6 條 主壓應(yīng)力 的有關(guān)規(guī)定 正常使用極限狀態(tài)持久狀況抗裂驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62 2004 第 6 3 條規(guī)定進(jìn)行 驗(yàn)算短期效應(yīng)組合下正應(yīng)力 主拉應(yīng)力 長(zhǎng)期效 應(yīng)組合下正應(yīng)力滿足規(guī)范要求 承載能力極限狀態(tài)基本組合驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62 2004 第 5 1 5 條和 5 2 條的規(guī)定進(jìn)行 按此組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài) 的強(qiáng)度 要求結(jié)構(gòu)內(nèi)力小于結(jié)構(gòu)抗力 活載下主梁撓度驗(yàn)算按照規(guī)范 JTG D62 2004 第 6 5 2 條和 6 5 3 條的規(guī)定進(jìn)行 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 8 3 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 3 1 計(jì)算模型計(jì)算模型 全橋共分為 50 個(gè)單元 59 個(gè)節(jié)點(diǎn) 邊界條件的自由度約束均設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)置 即單向支座約束 Z 軸和 X Y 軸其中一個(gè)自由度 釋放旋轉(zhuǎn)自由度 雙向支座約束 Z 軸 自由度 釋放旋轉(zhuǎn)自由度 固定支座約束 X Y Z 軸自由度 釋放旋轉(zhuǎn)自由度 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 9 3 2 短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 圖 4 短暫狀況最大正應(yīng)力圖 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 10 圖 5 短暫狀況最小正應(yīng)力圖 短暫狀況下縱梁最大壓應(yīng)力 5 457MPa 0 7 0 8 fck 18 144MPa 主梁最大正應(yīng)力仍為負(fù) 即短暫階段全梁未出現(xiàn)拉應(yīng)力 預(yù)拉 區(qū)縱向鋼筋配置率不小于 0 2 容易滿足 滿足規(guī)范要求 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 11 3 2 2 持久狀況標(biāo)準(zhǔn)值組合構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算持久狀況標(biāo)準(zhǔn)值組合構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 圖 6 荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合作用混凝土的最大壓應(yīng)力 單位 MPa 壓應(yīng)力符號(hào)為負(fù) 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 12 圖 7 荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合作用混凝土的最大主壓應(yīng)力 單位 MPa 壓應(yīng)力符號(hào)為負(fù) 持久狀況下主梁最大壓應(yīng)力 9 007MPa 0 5 fck 16 2MPa 滿足規(guī)范要求 持久狀況下主梁最大主壓應(yīng)力 9 009MPa 0 6 fck 19 44MPa 滿足規(guī)范要求 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 13 受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力 查看 PSC 驗(yàn)算結(jié)果 鋼束驗(yàn)算 Sig DL N mm 2 Sig LL N mm 2 Sig ADL N mm 2 Sig ALL N mm 2 1 1NG1238 9181214 06813951209 1 2OK1211 7651202 96913951209 1 3NG1223 2391210 80213951209 1 4OK1144 2091162 74613951209 2 1NG1238 9181217 00813951209 2 2OK1216 3191202 54313951209 2 3OK1222 0641202 78613951209 2 4OK1147 7071159 72313951209 3 1NG1267 9531241 84613951209 3 2NG1292 781235 32213951209 3 3NG1301 9971249 24113951209 3 4NG1334 2091259 78913951209 受拉區(qū)鋼筋最大主拉應(yīng)力 1259 79MPa 1 05 1209 1269 45MPa 能夠滿足規(guī)范要求 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 14 3 2 3 持久狀況構(gòu)件抗裂驗(yàn)算持久狀況構(gòu)件抗裂驗(yàn)算 圖 8 荷載短期效應(yīng)作用下結(jié)構(gòu)最大正拉應(yīng)力 單位 MPa 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 15 圖 9 荷載短期效應(yīng)作用下結(jié)構(gòu)最大主拉應(yīng)力 MPa 在作用 或荷載 短期效應(yīng)組合下主梁最大正應(yīng)力為 1 1670 5ftk 1 325MPa 出現(xiàn)在橫梁出 此處為實(shí)心截面 計(jì)算失真 斜 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 16 截面抗裂滿足規(guī)范要求 圖 10 荷載長(zhǎng)期效應(yīng)作用下結(jié)構(gòu)最大正應(yīng)力 在作用 或荷載 長(zhǎng)期效應(yīng)組合下主梁全梁受壓 端部模擬失真 滿足規(guī)范要求部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A 類(lèi)構(gòu)件要求 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 17 3 2 4 持久狀況承載能力極限狀態(tài)持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算驗(yàn)算 1 基本組合下彎矩包羅圖 圖 11 基本荷載效應(yīng)組合縱梁彎矩包絡(luò)圖 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 18 圖 12 基本荷載效應(yīng)組合縱梁豎向剪力包絡(luò)圖 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 19 圖 14 彎矩承載力包絡(luò)圖 由以上結(jié)果可以知 在荷載基本組合下 縱梁的最大正彎矩為 37396 1KN m 最大負(fù)彎矩為 25359 6KN m 經(jīng)計(jì)算跨中抗力為 廣惠高速跨線橋左幅第四聯(lián)連續(xù)箱梁驗(yàn)算報(bào)告 廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院 20 51155 1KN m 支點(diǎn)抗力為 51155 1KN m 均大于最大內(nèi)力 在荷載基本組合下 縱梁的最大豎向剪力為 7810 5KN 加厚段及支點(diǎn)處腹板厚度 0 6m 腹板高 1 6m 箍筋采用直徑 16mmHRB335 鋼筋 雙肢 間距 0 1m 經(jīng)計(jì)算支點(diǎn)抗剪承載力為 8916KN 大于最大內(nèi)力 跨中處腹板厚度 0 4m 腹板高 1 6m 箍 筋采用直徑 16mmHRB335 鋼筋 雙肢 間距 0 15m 經(jīng)計(jì)算抗剪承載力為 7644KN 大于跨中計(jì)算