1、設計計算書工程名稱 鹽城港大豐港區大件碼頭工程大件碼頭引橋工程設計階段 施工圖 專業： 路橋計算內容 大件碼頭引橋工程計算書計算頁數： 14 計算日期： 2010-12-21計 算：校 核：復 校：審 核：中交第三航務工程勘察設計院有限公司2010 年 12 月目錄1 工程概況 12 技術標準 13 主要材料 14 設計依據 25 技術規范 36 橋梁總體布置 37 結構計算 47.1 橫向分布系數計算 47.2 結構計算 57.2.1 簡支板梁中板結構計算 57.2.2 簡支板梁邊板結構計算 97.2.3 簡支小箱梁結構計算 137.3 樁基礎豎向承載力驗算 171 工程概況鹽城港大豐港區大

2、件碼頭工程碼頭引橋全橋長度為 380m。跨徑布置為 4 20m 預應力混凝土簡支板梁橋 +1222m 預應力混凝土簡支小箱梁橋。橋面寬度 為 11m。橋梁起點橋面高程為 +8.885m，前 80m 縱坡為 1.39%，后 300m 不設縱 坡，引橋與碼頭變寬段引橋橋面接點高程為 +10.0m。2 技術標準1）橋梁設計基準期： 100 年2）橋梁設計荷載：大件荷載，按雙排雙列平板車荷載布置（見下圖） ，最大軸重 720KN（包括自重），軸距 1.6m，共 12 根軸。3 主要材料（1）混凝土預應力鋼筋混凝土板梁和小箱梁混凝土強度等級為 C50，橋臺、蓋梁、承臺 混凝土強度等級為 C30，橋梁混凝

3、土強度等級應滿足 公路鋼筋砼及預應力砼橋 涵設計規范（JTGD62-2004）的要求。（2）主要鋼材 箱梁所有預應力鋼絞線規格均采用預應力混凝土用鋼絞線 （GB/T 5224-2003）:九股鋼馳，彈性模量為 1.95 絞線 d=15.2mm，標準強度 fpk=1860MPa， 低松馳，彈性模量為 1.95105Mpa，每股鋼絞線公稱截面積 139mm2，公稱重 量 1.101kg/m。錨具：錨具采用 OVM 夾片錨具，其質量應符合 GB/T14370-93 的要求。 普通鋼筋：采用熱軋 R235、必須符合 GB13013-1991 的規定；采用熱軋 HRB335 鋼筋，必須符合 GB1499

4、-1998 的規定。所用鋼板均為符合 GB700-79 規定的普通碳素結構鋼（ A3 鋼）。 波紋管：預應力鋼束均采用塑料波紋管配真空輔助灌漿施工工藝。 塑料波紋 管質量要求應滿足 JT/T529-2004 的要求。4 設計依據（1）我院與建設單位簽訂的設計合同。（2）我院 2010年 5月出版的鹽城港大豐港區大件碼頭工程工程可行性 研究報告 。（3）江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局和揚州分局 2010年 4月1:2000 地形測圖。（4）中交第三航務工程勘察設計院有限公司鹽城港大豐港區大件碼頭 工程巖土工程勘察。（5）建設單位提供的有關設計前提資料（建設用地地形圖、建設用地坐 標、規劃紅線圖、

5、規劃設計要求、建設用地周邊道路標高等） 。報告 （2010.5）。（ 6）中交水運規劃設計院 大豐港二期工程碼頭、引橋等相關施工圖 （2009）；（ 7）鹽城市水利勘測設計院 大豐港二期工程引堤施工圖 （ 2009）；5 技術規范交通部 JTGB012003公路工程技術標準交通部 JTGD202006公路路線設計規范交通部 JTGD622004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范交通部 JTGD602004公路橋涵設計通用規范交通部 JTGD812006公路交通安全設施設計規范交通部 JTGD502006公路瀝青路面設計規范交通部 JTJ D632007公路橋涵地基與基礎設計規范交通部 J

6、TJ00489公路工程抗震設計規范6 橋梁總體布置（1）橋梁上部結構 根據橋梁線形及橋墩布置的限制，簡支梁橋采用預應力鋼筋混凝土結構，簡 支板梁橋計算跨徑均為 19.3m，簡支小箱梁橋計算跨徑為 21.02m。連接引堤的前 80m 橋梁上部結構采用預應力鋼筋混凝土簡支板梁，梁高1.3m。中板寬 1.0m，邊板寬 1.5m，外側懸臂長 0.5m，懸臂端部厚 0.15m，懸臂根部厚 0.3m。板梁腹板跨徑中部厚度為 0.25m，靠近錨端側 1.43m 長度范圍內厚 度為 0.3m。板梁頂底板厚度均為 0.15m。引橋后 300m 橋梁上部結構采用預應力鋼筋混凝土簡支斜腹板小箱梁橋，梁高 1.6m，

7、寬 2.6m，相鄰兩個箱梁見設 0.2m 的現澆接縫。 小箱梁腹板厚 0.3m， 頂底板厚 0.2m，翼緣長度 0.4m，其中等厚度段 0.2m。(2)橋梁下部結構橋梁下部基礎 0#橋臺采用鉆孔灌注樁，樁徑為 1200mm，承臺下設置 5 根 鉆孔灌注樁； 1#-4#蓋梁下部采用鋼管樁，樁徑為 1000mm，每個蓋梁下布置 6 根鋼管樁，均為直樁； 5#-16#蓋梁下部采用 PHC 樁，樁徑為 1000mm，5#-13# 和 16#蓋梁布置 6根樁，均為斜樁， 14#、15#蓋梁下部布置 8 根樁，也為斜樁。7 結構計算7.1 橫向分布系數計算1)簡支板梁橫向分布系數計算截面特性如表所示：面積

8、 (m2)抗彎慣矩 (m4)抗扭慣矩 (m4)中性軸高度 (m)邊板0.9220.1720.1890.710中板0.7990.1390.1800.638橫向分布計算采用鉸接板法，車道數 = 2, 自動計入車道折減計算得到板梁橫向分布系數：汽車邊板 0.295、中板 0.238。2)簡支小箱梁橫向分布系數計算截面特性如表所示：面積 (m2)抗彎慣矩 (m4)抗扭慣矩 (m4)中性軸高度 (m)小箱梁1.5740.4650.6490.920橫向分布計算采用鉸接板法， 車道數 = 2, 自動計入車道折減計算得到小箱梁橫向分布系數：汽車 0.3417.2 結構計算7.2.1 簡支板梁中板結構計算結構計

9、算采用橋梁博士 3.1版計算程序，全橋共分 20 個單元，1 號節點水平、 豎向剛性約束， 21 號節點豎向剛性約束。1、荷載組合內力承載能力基本組合彎矩包絡圖（KN.m )：承載能力基本組合剪力包絡圖（KN)正常使用短期效應組合彎矩包絡圖（ KN.m ）：2、持久狀況構件應力抗裂驗算中板配束為 6 束 s15.20-6根據規范 （JTGD622004）6.3.1，預制構件st0.85c0正常使用短期效應組合的應力包絡圖如下所示：綜合上述計算可知，構件各單元截面均無拉應力出現，即 0.85c st 0，滿足規范要求。3、持久狀況構件承載能力驗算(KN.M)1） 正截面強度驗算 簡支梁跨中彎距最

10、大，因此對跨中截面進行驗算。 根據承載能力基本組合計算，跨中最大彎矩： M=6014.3頂板寬為： b 99（） 頂板厚為： h 15（） 鋼絞線抗拉強度設計值 f pk1260Mpa C50混凝土抗壓強度設計值 f cd 22.4Mpa HRB335鋼筋抗拉強度設計值 f sd280Mpa 鋼絞線面積 Ap50.04cm2（36 s15.20） 普通鋼筋 As25.136 2（8 20）（ f sdAs+f pkAp ） f cd bx由上式解得： x （126050.04+28025.136） / （22.4 99） 31.61 （）x 0.56 （ha） 0.56 （ 13018） 62

11、.72 （） 滿足受壓區高度界限。空心板截面抵抗矩（ 0結構重要性系數 1.1 ）：Md f cd bx （h0x/2 ） / 0 22.4 99 31.61 （ 112-31.61/ 2 ） / 1.1 6130（kNm） 6014.3 （kNm） 通過驗算 式中： c結構重要性系數，按公預規第 5.1.5 條規定取 1.12） 斜截面抗剪強度驗算a. 承載力上限 -板截面尺寸板截面腹板寬度 b=500mm梁, 高度 h0=1120mm, 0 =1.10.51 10 3 fcukbh0 0.51 10 3 50 500 1120 2019.5KN 0Vd 1.1 1197.7 1317.47

12、 KN滿足規范要求b. 抗剪承載力下限0.50 10 3 2 ftdbh0 0.50 10 3 1.25 1.83 500 1120640.5KN 0Vd 1.1 298.1 327.91KN 滿足規范要求c. 抗剪承載力計算 縱向鋼筋配筋率 p=100（36 139）/（500 1120）=0.892 113.10箍筋配筋率 2箍 12， sv Asv /svb 荷載組合內力 承載能力基本組合彎矩包絡圖( KN.m )： 113.10 0.005sv sv v 100 500 混凝土和箍筋的抗剪承載力Vcs 1 2 30.45 10 bh0 (2 0.6p) fcuksv sv f1.0 1

13、.25 1.1 0.45 10 3 500 1120 (2 0.6 0.89) 50 0.005 280 1735.4KN 0Vd 1317.47 KN滿足要求4、持久狀況構正常使用擾度驗算擾度計算按荷載短期效應組合乘以長期增長系數，由按公預規第 6.5.3 條， 1.475在消除結構自重產生的長期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計算得 1.32cm ，fmax=1.475x1.32 1.947cmfmax L/600=3.16cm ，符合規范。7.2.2 簡支板梁邊板結構計算結構計算采用橋梁博士 3.1版計算程序，全橋共分 20 個單元，1 號節點水平、 豎向剛性約束， 21 號節點豎向剛性約

14、束。承載能力基本組合剪力包絡圖（ KN ）正常使用短期效應組合彎矩包絡圖（KN.m ）：2、持久狀況構件應力抗裂驗算 中板配束為 6 束 s15.20-6 根據規范 （JTGD622004）6.3.1，預制構件 st0.85c0正常使用短期效應組合的應力包絡圖如下所示：綜合上述計算可知，構件各單元截面均無拉應力出現， 即 0.85c st 0，滿足規范要求。3、持久狀況構件承載能力驗算1. 正截面強度驗算簡支梁跨中彎距最大，因此對跨中截面進行驗算M=6185.2 (KN.M)根據承載能力基本組合計算，跨中最大彎矩：頂板寬為： b 149.5 （） 頂板厚為： h 15（） 鋼絞線抗拉強度設計值

15、 f pk1260Mpa C50混凝土抗壓強度設計值 f cd 22.4Mpa HRB335鋼筋抗拉強度設計值 f sd280Mpa 鋼絞線面積 Ap50.04cm斜截面抗剪強度驗算a. 承載力上限 -板截面尺寸板截面腹板寬度 b=500mm梁, 高度 h0=1120mm, 0 =1.10.51 10 3 fcukbh0 0.51 10 3 50 500 11202019.5KN 0Vd 1.1 1231.9 1355.09 KN 滿足規范要求b. 抗剪承載力下限0.50 10 3 2 ftdbh0 0.50 10 3 1.25 1.83 500 1120（36 s15.20） 普通鋼筋 As

16、25.136 2（8 20）（ f sdAs+f pkAp ） f cd bx由上式解得： x （126050.04+28025.136） / （22.4 149.5 ） 20.93 （）x 0.56 （ha） 0.56 （ 13018） 62.72 （） 滿足受壓區高度界限。空心板截面抵抗矩（ 0結構重要性系數 1.1 ）：Md f cd bx （h0x/2 ） / 0 22.4 149.5 20.93 （ 112-20.93/ 2 ） / 1.16470（kNm） 6185.2 （kNm） 通過驗算式中： c結構重要性系數，按公預規第 5.1.5 條規定取 1.1縱向鋼筋配筋率 p=100

17、(36 139)/(500 1120)=0.89箍筋配筋率 2箍 12， sv Asv /svb 荷載組合內力 承載能力基本組合彎矩包絡圖( KN.m )： 113.10 0.005sv sv v 100 500 混凝土和箍筋的抗剪承載力Vcs 1 2 30.45 10 bh0 (2 0.6p) fcuksv sv f1.0 1.25 1.1 0.45 10 3 500 1120 (2 0.6 0.89) 50 0.005 280 1735.4KN 0Vd 1355.09 KN滿足要求4、持久狀況構正常使用擾度驗算 擾度計算按荷載短期效應組合乘以長期增長系數，由按公預規第 6.5.3 條， 1

18、.475在消除結構自重產生的長期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計算得1.87cm ，fmax=1.475x1.32 2.76cmfmax L/600=3.16cm ，符合規范。7.2.3 簡支小箱梁結構計算結構計算采用橋梁博士 3.1版計算程序，全橋共分 20 個單元，1 號節點水平、 豎向剛性約束， 21 號節點豎向剛性約束。承載能力基本組合剪力包絡圖（ KN ） 2、 持久狀況構件應力抗裂驗算 箱梁配束為 8 束 s15.20-7 根據規范 （JTGD622004）6.3.1，預制構件 st0.85c0正常使用短期效應組合彎矩包絡圖（KN.m ）：正常使用短期效應組合的應力包絡圖如下所示：

19、綜合上述計算可知，構件各單元截面應力均載允許范圍內出現， 即 0.85c st 0，滿足規范要求。3、持久狀況構件承載能力驗算1. 正截面強度驗算簡支梁跨中彎距最大，因此對跨中截面進行驗算M=12494.7 (KN.M)根據承載能力基本組合計算，跨中最大彎矩：腹板寬為： b 110（）底板厚為： h 30（）鋼絞線抗拉強度設計值 f pk1260MpaC50混凝土抗壓強度設計值 f cd 22.4MpaHRB335鋼筋抗拉強度設計值 f sd280MpaHRB335鋼筋抗壓強度設計值 f sd280Mpa鋼絞線面積 Ap77.84cm2（56 s15.20）抗拉普通鋼筋 As34.562 2（

20、11 20）抗壓普通鋼筋 As=150.816 2（48 20）（f sdAs+f pkAp ）fcd bx+f sd As由上式解得： x （126077.84+28034.562-280 150.816） / （22.4 110） 26.594 （）x 0.56 （ha） 0.56 （ 16017.25 ） 79.94 （） 滿足受壓區高度界限。小箱梁截面抵抗矩（ 0結構重要性系數 1.1 ）：Md f cd bx （h0x/2 ）+f sd As （h 0-a s ） / 0 22.4 11026.594 （142.75-26.594/ 2）+280150.816（142.75-10）/

21、 1.112808（kNm） 12494.7 （kN m） 通過驗算式中： c結構重要性系數，按公預規第 5.1.5 條規定取 1.1。2. 斜截面抗剪強度驗算a. 承載力上限 -板截面尺寸箱梁截面腹板寬度 b=600mm梁, 高度 h0=1427.5mm, 0=1.10.51 10 3 fcuk bh0 0.51 10 3 50 600 1427.53088.7KN 0Vd 1.1 2473.3 2720.63KN滿足規范要求b. 抗剪承載力下限0.50 10 3 2 ftd bh0 0.50 10 3 1.25 1.83 600 1427.5979.6KN 0Vd 1.1 629.8 69

22、2.78KN滿足規范要求c. 抗剪承載力計算縱向鋼筋配筋率 p=100(56 139)/(600 1427.5)=0.914 113.10箍筋配筋率 4箍 12， sv Asv /svb 4 113.10 0.008sv sv v 100 600 混凝土和箍筋的抗剪承載力Vcs 1 2 30.45 10 bh0 (2 0.6p) fcuksv sv f1.0 1.25 1.1 0.45 10 3 600 1427.5 (2 0.6 0.91) 50 0.008 280 3365.4KN 0Vd 2720.63KN滿足要求4、持久狀況構正常使用擾度驗算 擾度計算按荷載短期效應組合乘以長期增長系數，由按公預規第 6.5.3 條， 1.475在消除結構自重產生的長期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計算得1.65cm ， fmax=1.475x1.65 2.43cmfmax L/600=3.50