規三路二號橋結構計算書

二。一六年九月

目錄

第1部分橋梁結構計算概述...................................................1

1.1設計計算采用規范...................................................1

1.2設計計算依據及主要技術標準.........................................1

第2部分上部結構計算.......................................................4

2.1連續箱梁計算........................................................4

2.1.1計算參數......................................................4

2.1.2基本可變作用..................................................4

2.1.3其它可變作用..................................................4

2.1.4作用組合......................................................4

2.1.5控制要求......................................................5

2.2連續箱梁縱向計算....................................................5

2.2.1計算模型......................................................5

2.2.2持久狀況承載能力極限狀態抗彎強度驗算........................7

2.2.3持久狀況承載能力極限狀態抗剪強度驗算........................9

2.2.4持久狀況正常使用階段裂縫驗算................................11

2.2.5持久狀況正常使用極限狀態撓度驗算............................12

2.2.6使用階段抗扭驗算.............................................12

2.2.7短暫狀況應力驗算.............................................15

2.2.8支座反力.....................................................16

2.3端橫梁計算.........................................................16

2.3.1計算方法.....................................................16

2.3.2計算資料.....................................................16

2.3.3二期恒載.....................................................17

2.3.4結構計算模型及單元劃分......................................17

2.3.5持久狀況承載能力極限狀態抗彎強度驗算.......................17

2.3.6持久狀況承載能力極限抗剪強度驗算............................20

2.3.7持久狀況正常使用階段裂縫驗算................................21

2.3.8短暫狀況應力驗算............................................22

2.4中橫梁計算.........................................................23

2.4.1計算方法.....................................................23

2.4.2計算資料.....................................................23

2.4.3二期恒載.....................................................24

2.4.4結構計算模型及單元劃分......................................24

2.4.5施工階段應力驗算............................................24

2.4.6正常使用極限狀態抗裂驗算....................................24

2.4.7正常使用極限狀態應力驗算....................................26

2.4.8承載能力極限狀態強度驗算....................................27

2.4.9預應力鋼束長度及鋼束引伸量..................................27

2.5橋面板受力計算....................................................28

2.5.1橋面板計算模型及單位劃分...................................28

2.5.2設計荷載....................................................28

2.5.3持久狀況承載能力極限狀態抗彎強度驗算......................28

2.5.4持久狀況承載能力極限抗剪強度驗算..........................40

2.5.5持久狀況樁長使用階段裂縫驗算...............................42

第3部分下部結構計算......................................................46

3.1橋墩結構尺寸......................................................46

3.2橋墩計算..........................................................47

3.2.1墩身計算....................................................47

3.2.2橋墩承臺計算...............................................50

3.2.3橋墩樁基計算...............................................57

3.2.4橋墩抗震驗算...............................................57

3.3橋臺計算...........................................................61

3.3.1橋臺構造尺寸.................................................61

3.3.2橋臺蓋梁計算.................................................61

3.3.3橋臺樁基礎計算...............................................72

3.3.4橋臺抗震計算.................................................79

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第1部分橋梁結構計算概述

1.1設計計算采用規范

(1)《城市橋梁設計規范》(CJJ11-2011)

(2)《公路工程技術標準》(JTGB01-2003)

(3)《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004)

(4)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)

(5)《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTGD63-2007)

(6)《城市橋梁抗震設計規范》(CJJ166-2011)

(7)《城市道路交通設施設計規范》(GB50688-2011)

(8)《公路橋涵施工技術規范》(JTG/TF50-2011)

(9)《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》(CJJ2-2008)

(10)其它有關的國家及地方強制性規范和標準

1.2設計計算依據及主要技術標準

1.2.1設計依據

(1)我公司與北京安居建設集團有限責任公司簽訂的設計合同。

(2)《關于岱山南部地塊規一路建設工程初步設計的批復》(北京住房和城鄉建設委員

會文件，)

(3)北大巖土工程技術有限公司提供的《規三路橋梁巖土工程勘察報告》

(4)本工程地形圖等其它資料。

1.2.2主要技術標準

(1)道路等級：城市支路；設計速度：20km/h。

(2)荷載等級：汽車荷載：城-B級；人群荷載按照《城市橋梁設計規范》(CJJ11-2011)

10.0.5條規定計算取值。

(3)抗震要求：地震基本烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g,設計地震分

組為第一組，抗震設防分類為丁類，抗震措施等級為7度。

(4)橋面防水等級：II級。

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(5)橋面C40防水混凝土抗滲等級：S6級。

(6)橋梁設計基準期：100年；設計使用年限：100年。

(7)設計安全等級：一級。

(8)高程系：吳淞高程系；坐標系：北京地方坐標系。

(9)耐久性設計環境類別：I類環境。

(10)區域氣溫分區：溫熱地區。

(11)通航標準：無通航要求；設計洪水位：20.15m；設計洪水頻率：百年一遇。

1.2.3主要材料

(1)碎：箱梁、楔塊：C50；橋面鋪裝：C40防水碎(抗滲等級S6級)；墩柱：C40；

臺帽、臺身、耳墻：C30；承臺：C30；樁基：C30o

(2)預應力鋼絞線：采用符合《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224-2003)規定的0

s15.20低松弛高強預應力鋼絞線，公稱面積140mm',抗拉強度標準值f濁=1860MPa,彈性模

5

>EP=1.95X10MPao

(3)鋼筋：采用HPB300鋼筋和HRB400鋼筋。HPB300鋼筋技術指標應符合國標《鋼筋

混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB1449.1-2008的要求，HRB400鋼筋技術指標應符合國標《鋼筋

混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2-2007的要求。凡需焊接的鋼筋均應按規范滿足可焊性要

求；墩身鋼筋連接宜采用對接焊接或鋼套筒連接或其它可靠的機械連接。

(4)鋼材：采用Q235鋼，其技術標準應符合《碳素結構鋼》GB/T700-2006的規定。

1.2.4橋梁設計概況

1.總體布置

(1)平面：

本橋起終點樁號為K0+040.800-K0+100.800,橋跨中心線與道路中心線切線正交；橋

梁平面位于半徑R=120m的圓曲線上；橋面雙向橫坡1.5%,人行道橫坡反向2.0%?

(2)縱斷面:

橋梁位于i=-0.46%的單向縱坡上。

(3)橫斷面：

橋面全寬12.000,橫斷面分配如下：

2.05m(人行道+欄桿)+7.90m(車行道)+2.05m(人行道+欄桿)=12.00m,

2.上部結構設計

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(1)箱梁構造

上部結構采用等寬鋼筋碎連續箱梁，梁高150cm,采用單箱兩室斷面，橋面橫坡由箱梁

結構橫向變化調整。懸臂長度180cm,端部厚度20cm,根部厚度50cm；頂板寬1200cm,厚

度25cm,底板寬800.0m,厚度25cm,支點處加厚為55cm；跨中處腹板厚均為50cm,支點

處均加厚至70cm；端支點橫梁厚120cm,中支點橫梁厚200cm；每跨跨中設置一道40cm橫

隔板。

(2)預應力構造

箱梁中支點橫梁設置橫向預應力，由小’15.20高強低松弛預應力鋼絞線和群錨體系組成。

橫向預應力鋼束：采用15-15型；鋼束張拉錨下控制應力為。con=0.75fpk,對應設計

錨下張拉控制力分別為2929.5kN?鋼束一部分采用兩端張拉，一部分采用單端張拉，錨具

對應采用Ml5T5、Ml5T5P型。

3.下部結構設計

(1)橋墩、橋臺

橋墩采用直徑L5m的獨柱墩；橋臺采用樁柱式橋臺。

(2)承臺、樁基

基礎均采用群樁基礎。

橋墩承臺尺寸為5.4mX5.4mX1.6m,基礎采用4根直徑1.2m的鉆孔灌注樁。

橋臺基礎采用3根直徑1.2m鉆孔灌注樁。

本橋圖紙詳見《規一路一號橋施工圖設計》。

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第2部分上部結構計算

2.1連續箱梁計算

上部結構縱向分析采用MIDAS/Civi12013結構分析軟件，運用該程序進行全橋模擬施工

計算?上部橫向計算采用橋梁博士分析程序，運用該程序進行全橋模擬施工計算。

2.1.1計算參數

(1)結構重力

一期恒載：按構件實際截面計入。

預應力混凝土、鋼筋混凝土容重Y=26kN/m3；

鋼材、鋼絞線、鋼筋和鋼絲容重Y=78.5kN/m：'；

二期恒載：包括橋面鋪裝、人行道、欄桿等。

(2)收縮徐變

根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)規定計算.

(3)基礎變位作用

基礎變位不均勻沉降按0.5cm考慮。

2.1.2基本可變作用

汽車荷載：城一B級，沖擊系數按《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004)計算。

2.1.3其它可變作用

1)溫度作用

體系溫差：整體升降溫按照25℃考慮。

溫度梯度：主梁結構溫度梯度按《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004)的溫度梯度

曲線確定:升溫T1=14℃,T2=5.5℃；降溫Tl=-7℃,T2=-2.75℃。

2)汽車制動力

汽車制動力按《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004)有關規定取用。

3)支座摩阻力

盆式活動支座的靜摩阻力系數U=0.06。

2.1.4作用組合

(1)持久狀況

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1）承載能力極限狀態

?基本組合

1.1X［（1.2X結構重力+1.2X預應力+1.0X收縮徐變+0.5X基礎變位）+1.4X汽車（含

汽車沖擊力）+0.7X（1.4X人群荷載+1.4X溫度影響］。

?偶然組合

1.1X［（1.2X結構重力+1.2X預應力+1.0X收縮徐變+0.5X基礎變位）+1.0X地震作

用］。

2）正常使用極限狀態

?長期效應組合

結構重力+預應力+基礎變位+收縮徐變+0.4X汽車（不含沖擊力）+0.8X溫度影響。

?短期效應組合

結構重力+預應力+基礎變位+收縮徐變+0.7X汽車（不含沖擊力）+0.8X溫度影響。

（2）短暫狀況

結構重力+預應力+基礎變位+收縮徐變+施工荷載+風荷載。

2.1.5控制要求

主梁抗裂性驗算：箱梁縱向及端橫梁按鋼筋混凝土構件設計，中橫梁按A類預應力混

凝土構件設計。

主梁變形：最大活載撓度絕對值控制在L/600以內。

2.2連續箱梁縱向計算

2.2.1計算模型

本次設計計算采用空間梁格法，將每道腹板劃分一系列縱梁，邊腹板呈“T”形，中腹

板呈“工”字形，截面劃分時使每道縱梁的中性軸與原位處的箱梁截面中性軸保持在同一高

度上。

設計計算采用MIDAS/Civil2013結構分析軟件。

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順兩A--------1SL

支座處單元截面示意圖（單位：cm）

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圖3箱梁節點單元模型圖

主梁1單元號1-71主梁，2單元號72T42,主梁3單元號143-213。

2.2.2持久狀況承載能力極限狀態抗彎強度驗算

根據規范《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004),第

5.2.1-5.2.5的規定，需進行使用階段正截面抗彎強度驗算。

最大彎矩包絡圖

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最小彎矩包絡圖

單元

根據主梁彎矩分析結果，所有截面內力均小于截面抗力，滿足規范要求。

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2.2.3持久狀況承載能力極限狀態抗剪強度驗算

根據規范《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004),第

5.2.6-5.2.11的規定，需進行使用階段斜截面抗剪驗算。

值為0表示截面驗算0K。

最大剪力包絡圖

■rVd(kN)

■Vn(kN)

■vrM)

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最小剪力包絡圖

主架2

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■rVd(kN)

■Vr(kN)

根據主梁剪力分析結果，所有截面內力均小于截面抗力，滿足規范要求。

2.2.4持久狀況正常使用階段裂縫驗算

上緣裂縫

下緣裂縫

頊

根據主梁裂縫分析結果，所有截面裂縫均小于0.2mm,滿足規范要求。

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2.2.5持久狀況正常使用極限狀態撓度驗算

按照新《公橋規》第6.5.3條規定，受彎構件在使用階段的撓度應考慮荷載長期效應的

影響。本橋采用C50混凝土，其撓度長期增長系數n。=1.425,消除結構自重產生的長期

撓度后，主梁的最大撓度不應超過計算跨徑的1/600。由計算可知消除結構自重后的最大撓

度f^x=22mm<20000/600=33.3mm

按照新《公橋規》第6.5.5條規定，鋼筋混凝土混凝土受彎構件，當由荷載短期效應組

合并考慮荷載長期效應影響產生的長期撓度不超過計算跨徑的1/1600時，可不設預拱度。

當不符合上述規定時應設預拱度，且其值應按結構自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓

度值之和才用。

表1.3.5.1極限狀態撓度驗算表

位置最大撓度(mm)允許值(mm)是否滿足

第一跨跨中位置-31.312.5否

第二跨跨中位置-28.512.5否

第三跨跨中位置-31.312.5否

由上表可見，主梁需設置預拱度，箱梁第一跨跨中設置20ram預拱度，第二跨跨中設置

16mm預拱度，第三跨跨中設置20mm預拱度，均為二次拋物線過渡。

2.2.6使用階段抗扭驗算

根據規范《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004),第5.5.3

的規定，需進行使用階段抗扭驗算。

2.2.6.1抗扭截面驗算

值為0表示截面驗算0K。

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2.2.6.2剪力最大時抗扭驗算

主梁2

根據主梁扭矩分析結果，所有截面內力均小于截面抗力，滿足規范要求。

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2.2.6.3扭矩最大時抗扭驗算

主架3

根據主梁彎矩分析結果，所有截面內力均小于截面抗力，滿足規范要求。

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2.2.7短暫狀況應力驗算

(1)受壓區混凝土邊緣的壓應力

主梁

根據主梁應力分析結果，所有截面應力力均小于。80ftk=0.8x32.4=25.92MPa,滿

足規范要求。

(2)受拉鋼筋的應力

S?g_DLXN/mmA2)

■SgUN/mm人2)

Sig_ADL(N/mm^2)

根據主梁應力分析結果，所有鋼筋應力力均小于。)W0.75fsk=0.75x400=300MPa,滿足

規范要求。

(3)鋼筋混凝土受彎構件中性軸處的主拉應力

根據主梁應力分析結果，主拉應力均小于。、WF「k=2.65MPa,滿足規范要求。

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2.2.8支座反力

各種荷載組合下最大支座反力和最小支座反力分別如下圖所示。反力最小值沒有出現負

值，無支座脫空現象出現。

支座最小反力

2.3端橫梁計算

2.3.1計算方法

端橫梁按照一次落架的施工方法采用平面桿系理論進行計算，將橫梁看作支承在立柱支

座上的簡支梁。考慮長度為6倍頂板厚度的頂底板參與橫梁受力，根據荷載組合要求的內容

進行內力計算，按鋼筋混凝土構件驗算。

橫梁重量按0施加，將縱向計算時永久作用引起的支反力標準值作為永久荷載平均施加

在橫梁的各腹板位置，汽車荷載在其實際作用范圍按橫向進行最不利加載。

2.3.2計算資料

橫梁計算參數

恒載計算按集中教

橫斷面計算按I形

汽車橫向分布系數486kN

正彎矩沖擊系數0.41

負彎矩沖擊系數0.45

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端橫梁計算斷面

70

150

2.3.3二期恒載

橫梁集中荷載表

荷載序號位置X(m)集中荷載P（kN/m）

縱梁二期橫載（腹板1）2.045872.2

縱梁二期橫載（腹板2）6.0001002.4

縱梁二期橫載（腹板3）9.7091132.7

2.3.4結構計算模型及單元劃分

端橫梁共劃分19個節點，18個單元，2#?17#單元作為驗算單元。

)

118

2

45-,678910111213/卜14

2.3.5持久狀況承載能力極限狀態抗彎強度驗算

根據規范《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTGD62-2004）,第

5.2.1-5.2.5的規定，需進行使用階段正截面抗彎強度驗算。

正截面抗彎驗算表

單元號節點號類型性質NjMjR抗力滿足？

最大軸力下拉受彎001.93E+03是

最小軸力下拉受彎001.93E+03是

2

最大彎矩下拉受彎001.93E+03是

最小彎矩上拉受彎0-68.9-1.00E+03是

2

最大軸力下拉受彎006.83E+03是

最小軸力下拉受彎006.83E+03是

3

最大彎矩下拉受彎006.83E+03是

最小彎矩上拉受彎0-85.3-3.42E+03是

最大軸力下拉受彎006.89E+03是

最小軸力下拉受彎006.89E+03是

3

3最大彎矩下拉受彎006.89E+03是

最小彎矩上拉受彎0-85.1-3.52E+03是

4最大軸力下拉受彎006.89E+03是

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單元號節點號類型性質NjMjR抗力滿足？

最小軸力下拉受彎006.89E+03是

最大彎矩下拉受彎006.89E+03是

最小彎矩上拉受彎0-88.9-3.52E+03是

最大軸力下拉受彎-4.10E-10-1.13E-096.89E+03是

最小軸力下拉受彎-4.92E-10-1.35E-096.89E+03是

4

最大彎矩下拉受彎-4.10E-10-1.13E-096.89E+03是

最小彎矩上拉受彎-4.92E-10-89.2-3.52E+03是

4

最大軸力上拉受彎-4.10E-10-235-3.52E+03是

最小軸力上拉受彎-4.92E-10-282-3.52E+03是

5

最大彎矩上拉受彎-4.10E-10-235-3.52E+03是

最小彎矩上拉受彎-4.92E-10-394-3.52E+03是

最大軸力上拉受彎-2.74E-10-235-3.52E+03是

最小軸力上拉受彎-3.29E-10-282-3.52E+03是

5

最大彎矩上拉受彎-2.74E-10-235-3.52E+03是

最小彎矩上拉受彎-3.29E-10-394-3.52E+03是

5

最大軸力上拉受彎-2.74E-10-724-3.52E+03是

最小軸力上拉受彎-3.29E-10-869-3.52E+03是

6

最大彎矩上拉受彎-2.74E-10-724-3.52E+03是

最小彎矩上拉受彎-3.29E-10-1.13E+03-3.52E+03是

最大軸力上拉受彎-2.76E-10-724-3.52E+03是

最小軸力上拉受彎-3.31E-10-869-3.52E+03是

6

最大彎矩上拉受彎-2.76E-10-724-3.52E+03是

最小彎矩上拉受彎-3.31E-10-1.13E+03-3.52E+03是

6

最大軸力下拉受彎-2.76E-102756.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.31E-103306.89E+03是

7

最大彎矩下拉受彎-3.31E-101.18E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-2.76E-101126.89E+03是

最大軸力下拉受彎-2.79E-102756.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.35E-103306.89E+03是

7

最大彎矩下拉受彎-3.35E-101.18E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-2.79E-101126.89E+03是

7

最大軸力下拉受彎-2.79E-101.27E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.35E-101.53E+036.89E+03是

8

最大彎矩下拉受彎-3.35E-102.81E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-2.79E-101.11E+036.89E+03是

最大軸力下拉受彎-3.11E-101.27E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.73E-101.53E+036.89E+03是

8

最大彎矩下拉受彎-3.73E-102.81E+036.89E+03是

8最小彎矩下拉受彎-3.11E-101.11E+036.89E+03是

最大軸力下拉受彎-3.UE-101.39E+036.89E+03是

9最小軸力下拉受彎-3.73E-101.67E+036.89E+03是

最大彎矩下拉受彎-3.73E-103.42E+036.89E+03是

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單元號節點號類型性質NjMjR抗力滿足？

最小彎矩下拉受彎-3.11E-101.23E+036.89E+03是

最大軸力下拉受彎-3.10E-101.39E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.72E-101.67E+036.89E+03是

9

最大彎矩下拉受彎-3.72E-103.42E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.10E-101.23E+036.89E+03是

9

最大軸力下拉受彎-3.10E-101.51E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.72E-101.81E+036.89E+03是

10

最大彎矩下拉受彎-3.72E-103.62E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.10E-101.35E+036.89E+03是

最大軸力下拉受彎-2.95E-101.51E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.54E-101.81E+036.89E+03是

10

最大彎矩下拉受彎-3.54E-103.62E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-2.95E-101.35E+036.89E+03是

10

最大軸力下拉受彎-2.95E-101.63E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.54E-101.96E+036.89E+03是

11

最大彎矩下拉受彎-3.54E-103.71E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-2.95E-101.48E+036.89E+03是

最大軸力下拉受彎-3.02E-101.63E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.63E-101.96E+036.89E+03是

11

最大彎矩下拉受彎-3.63E-103.70E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.02E-101.48E+036.89E+03是

11

最大軸力下拉受彎-3.02E-101.75E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.63E-102.10E+036.89E+03是

12

最大彎矩下拉受彎-3.63E-103.38E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.02E-101.60E+036.89E+03是

最大軸力下拉受彎-3.06E-101.75E+036.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.68E-102.10E+036.89E+03是

12

最大彎矩下拉受彎-3.68E-103.38E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.06E-101.60E+036.89E+03是

12

最大軸力下拉受彎-3.06E-108756.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.68E-101.05E+036.89E+03是

13

最大彎矩下拉受彎-3.68E-101.90E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.06E-107236.89E+03是

最大軸力下拉受彎-3.07E-108756.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.68E-101.05E+036.89E+03是

13

最大彎矩下拉受彎-3.68E-101.90E+036.89E+03是

最小彎矩下拉受彎-3.07E-107236.89E+03是

13

最大軸力下拉受彎-3.07E-10-5.85E-096.89E+03是

最小軸力下拉受彎-3.68E-10-7.02E-096.89E+03是

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最大彎矩下拉受彎-3.07E-10-5.85E-096.89E+03是

最小彎矩上拉受彎-3.68E-10-260-3.52E+03是

1414最大軸力下拉受彎006.89E+03是

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岱山南部地塊道路、河道建設工程規一路一號橋橋梁結構計算書

單元號節點號類型性質NjMjR抗力滿足？

最小軸力下拉受彎006.89E+03是

最大彎矩下拉受彎006.89E+03是

最小彎矩上拉受彎0-260-3.52E+03是

最大軸力下拉受彎006.89E+03是

最小軸力下拉受彎006.89E+03是

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最大彎矩下拉受彎006.89E+03是

最小彎矩上拉受彎0-112-3.52E+03是

最大軸力下拉受彎006.89E+03是

最小軸力下拉受彎006.89E+03是

15

最大彎矩下拉受彎006.89E+03是