空港新城秋成西路道路工程

施工圖設(shè)計

結(jié)構(gòu)計算書

秋成西路2號橋上'下部結(jié)構(gòu)

秋成西路2號橋

結(jié)構(gòu)計算書

目錄

第1章工程概況............................................................1

1.1工程概況...........................................................1

第2章結(jié)構(gòu)計算依據(jù)........................................................3

2.1主要規(guī)范標準.......................................................3

2.2主要技術(shù)標準.......................................................3

2.3主要材料及計算參數(shù).................................................4

2.4計算荷載取值.......................................................5

第3章整體計算模型........................................................7

3.1上部結(jié)構(gòu)計算分析...................................................7

第4章上部結(jié)構(gòu)驗算........................................................8

4.1主梁結(jié)構(gòu)驗算......................................................8

4.2橫梁受力驗算......................................................14

第5章橋墩計算...........................................................23

5.1橋墩驗算.........................................................23

5.2橋墩樁基驗算......................................................29

第6章橋臺驗算...........................................................32

6.1A0橋臺驗算......................................................32

6.2A2橋臺驗算.......................................................39

第7章結(jié)論...............................................................43

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第1章工程概況

1.1工程概況

橋梁分左右幅布置，采用預應力混凝土連續(xù)梁橋，梁高2.2m,橋跨布置為2*40m,橋

梁起點樁號K1+358.288,終點樁號K1+358.288,全橋長90m。橋面寬度：3.0（人行道）+11.0（車

行道）+2.0（中分帶）+11.0（車行道）+3.0（人行道）=30.0m

平面布置圖

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立面布置圖

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第2章結(jié)構(gòu)計算依據(jù)

2.1主要規(guī)范標準

(1)《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》(CJJ11—2011)

(2)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)

(3)《公路坊工橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD61—2005)

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

(5)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTGD63—2007)

(6)《城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》(CJJ166-2011)

(7)《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》(CJJ2—2008)

(8)《鋼筋混凝土用鋼第1部分:熱軋光圓鋼筋》(GB1499.1—2008)

(9)《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2—2007)

(10)《鋼筋混凝土用鋼第3部分:鋼筋焊接網(wǎng)》(GB1499.3—2010)

(11)《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224-2014)

(12)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476—2008)

2.2主要技術(shù)標準

(1)道路等級：城市主干路

(2)車行道數(shù)：雙向六車道

(3)設(shè)計車速：50km/h

(4)荷載等級：城-A級，人群荷載安裝《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》計算取值

(5)橋面寬度:單幅:3.0m(人行道)+H度m(車行道)+0.55m(防撞護欄)=14.5道

(6)橋面橫坡：車行道雙向1.5%,人行道單向2%

(7)橋面縱坡：橋梁縱坡為4.4%~-2.2%

(8)整體溫度：整體升溫25℃、降溫25c

(9)梯度溫度：橋面鋪裝為9cm的瀝青混凝土面層，豎向日照正溫差按照《公路橋涵設(shè)

計通用規(guī)范》(JTJD60-2004)表4.3.10-3插值計算,即取值Tl=15.2℃,T2=5.74℃；

豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5o

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(10)管線荷載：單側(cè)不大于10kN/m(單側(cè)管線合計，實際管線荷載不得大于此值)

(11)抗震設(shè)計標準：擬建工程區(qū)域地震基本烈度為6度，抗震措施為7度，抗震設(shè)計

方法為B類

(12)設(shè)計基準期：100年

(13)設(shè)計安全等級：一級

(14)場地環(huán)境類型：II類

(15)設(shè)計環(huán)境類別：I類

2.3主要材料及計算參數(shù)

(1)混凝土

預應力混凝土主梁均采用C50混凝土，橋墩采用C40混凝土，橋臺承臺、橋臺樁基和橋墩

樁基采用C30混凝土，橋臺臺身采用C25素混凝土。

本橋使用的各種混凝土，應進行嚴格的質(zhì)量控制和檢測。在進行混凝土配合比設(shè)計時，必

須按設(shè)計要求考慮大橋使用年限條件下的混凝土耐久性，混凝土強度、彈性模量等參數(shù)及混凝

土中最大水膠比、單位體積凝膠材料用量、最大氯離子含量、最大三氧化硫含量和最大堿含量

等參數(shù)均應滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)和《混

凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476-2008)等其他相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

大體積混凝土中加入替代水泥用量8%的膨脹劑，膨脹劑要求是大廠、回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，膨脹

劑根據(jù)試驗及廠方提供的參考數(shù)據(jù)綜合分析后確定，并保存依據(jù)資料。

(2)普通鋼筋

HPB300鋼筋：抗拉設(shè)計強度fsd=250MPa,標準強度fsk=300Mpa,彈性模量Es=2.1

X10'Mpa0

HRB400鋼筋：抗拉設(shè)計強度fsd=330MPa,標準強度fsk=400Mpa,彈性模量Es=2.0

X10'Mpa。

(3)預應力

預應力鋼絞線采用高強度低松弛(H級松弛)七股型鋼絞線，其應符合圖紙要求及《預應

力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224-2014)的有關(guān)規(guī)定。

預應力錨具的結(jié)構(gòu)型式及規(guī)格應符合圖紙要求。錨具應具有可靠的錨固性能和足夠的承載

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能力，錨具產(chǎn)品的檢驗應按相關(guān)規(guī)定進行。

預應力管道采用與錨具對應的塑料波紋管道，并采用真空輔助壓漿工藝，以保證壓漿質(zhì)量,

提高預應力鋼束的耐久性。

預應力管道壓漿材料采用性能穩(wěn)定、強度等級為C50的壓漿料，必須保證壓漿飽滿密實。

壓漿料材料、性能、工藝技術(shù)質(zhì)量和質(zhì)量標準需滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）

的相關(guān)規(guī)定。

a.抗拉強度：1860MPa

b.彈性模量：1.95X105Mpa

c.鋼絞線的公稱直徑：①15.2mm

d.鋼絞線公稱面積：140mn?

e.預應力波紋管摩阻系數(shù)：0.17

f.預應力波紋管管道局部偏差系數(shù)：0.0015

預應力鋼絞線錨具

a.錨具內(nèi)縮量：6mmo

b.錨口摩阻損失：2.5%。

2.4計算荷載取值

2.4.1永久作用

結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土26kN/m*瀝青混凝土24kN/m：'；鋼材78.5kN/m\填土20kN/m;

（1）一期自重：實際結(jié)構(gòu)建立計算模型，由程序自動計算；

（2）二期自重：

瀝青鋪裝:0.09X11X24=23.8kN/m

混凝土鋪裝：0.08X11X26=22.8kN/m

人行道（單側(cè)）：25kN/m

防撞護欄（單側(cè)）：5kN/m

管線（單側(cè)）：5kN/m

合計:81.6kN/m

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2.4.2可變作用

(1)汽車荷載效應

根據(jù)《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》(CJJ11-2011)10.0.2條取值。

車道荷載采用城一A級，汽車荷載作用下的有限元分析按車道荷載方式加載，采用影響線

加載方式。汽車沖擊系數(shù)按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)4.3.2條取值。

(2)汽車制動力荷載

采用165kN或者10%車道荷載，并取兩者中的較大值，但不包括沖擊力；

(3)梯度溫度作用

橋面鋪裝采用17cm等厚鋪裝，雙層鋪裝結(jié)構(gòu)。基層為8cm厚C40鋼筋混凝土整平層，

面層為9cm瀝青混凝土。豎向日照正溫差按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)表

4.3.100差值計算,即取值Ti=15.2C,T2=5.74℃；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。

(4)整體升、降溫

計算考慮結(jié)構(gòu)整體升溫25℃、降溫25℃計算。

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第3章整體計算模型

3.1上部結(jié)構(gòu)計算分析

3.1.1計算軟件

主梁縱向計算均采用MidasCivil2015(V8.3.2)進行計算和自編程序進行驗算。

內(nèi)力方向：支承彈簧單元以受拉為正；梁單元的豎向彎矩以使單元下緣受拉為正，軸力

以拉力為正；

應力符號：正應力以受拉為正；

位移符號：程序采用右手定則決定的坐標系，位移以與坐標軸方向一致為正。

3.1.2計算模型

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土連續(xù)梁。梁高2.2m,分兩幅布置，主梁采用斜腹式單箱

雙室截面，標準段單幅箱梁頂寬14.35m,底寬9.55m。翼緣板寬1.9m,端部厚度為20cm,在

根部加厚至45cm。主梁標準段頂板厚25cm,底板厚22cm,腹板厚50cm,為增強支點處抗剪

能力在支承處距實心段4.0m范圍內(nèi)，腹板由50cm加厚至80cm；頂板由25cm加厚至45cm；

底板由22cm加厚至42cmo

模型共41個節(jié)點，34個單元。

計算模型

對應實際中施工分段情況，模型中共分2個施工階段：1、施工下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)，張

拉預應力；施工橋面系；2、收縮徐變。

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第4章上部結(jié)構(gòu)驗算

4.1主梁結(jié)構(gòu)驗算

4.1.1成橋階段恒載主梁內(nèi)力圖

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26381.7

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-22139.5

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-49866.0

成橋階段主梁恒載彎矩圖（單位：kN.m）

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成橋階段主梁恒載剪力圖（單位：kN）

4.1.2活載作用下主梁內(nèi)力圖

10734.9

8976.2

7217.4

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1941.2

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-3335.1

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-6852.6

-8611.3

車輛荷載作用主梁彎矩包絡圖（單位：kN.m）

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戔力?Z

1648.2

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車輛荷載作用主梁剪力包絡圖（單位：kN）

4.1.3施工階段法向壓應力驗算

荷載組合：恒載+預應力，截面上下緣的應力包絡圖如下:

施工階段上緣法向應力圖（單位：MPa）

SIG-xx(Sum)

0.0

-0.8

-1.6

-2.4

■Iw-3.1

w-3.9

-4.7

-5.5

-6.3

-7.1

-7.9

-8,7

施工階段下緣法向應力圖（單位：MPa）

施工階段應力驗算結(jié)果：

連續(xù)箱梁在施工過程中全截面受壓，最大壓應力為-8.7MPa,滿足規(guī)范要求

o■二<0.7力；=0.7x0.8x32.4=18.144Mpa。

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4.1.4使用階段正截面抗裂驗算

（1）短期荷載組合下，截面上下緣的包絡應力圖如下:

組合

-0.9

-1.8

-2.7

-3.6

-4.5

-5.4

一；1刪nn『-6.4

-7.3

-8.2

-9.1

-10.0

-10.9

短期荷載組合上緣法向應力包絡圖（單位：MPa）

坦63(+y,*z)

-0.5

-13

-Z1

-2.9

-3.7

-ITT-W-4.5