城中村改造項目配套基礎設施項目施工圖結構計算書工程規模：（大、中、小型）計算內容：支七路跨蓮花灘支流橋、次三路跨蓮花灘支流橋

目錄第一章概述 第一章概述1.1工程概況本項目位于。項目共包含了4條道路，3條支路和1條次干路，分別為次三路、支二路、支六路、支七路，位于高新區中金鳳鎮，位于高新大道以南，繞城高速以東，新鳳大道以西，次三路長約902m，支二路長約298m，支六路長約193m，支七路長約490m，本項目4條路總長約1.9km。其中次三路總長約902m，整體走向為南北方向，南側接新金大道，北側接現狀的金志路；次三路為城市次干路，設計時速40km/h，雙向四車道，路幅標準寬度26m；次三路包含一座跨蓮花灘河支流橋梁，橋梁起點樁號K0+599，終點樁號K0+647。橋跨布置為1×40=40m，全長48m。其中支七路長約490m，整體走向為東西方向，西側接新金大道，東側與現狀的金志路形成交叉口后，再往東側與支二路相接。支七路為城市支路，設計時速30km/h，雙向兩車道，路幅標準寬度16m。支七路包含一座跨蓮花灘河支流橋梁，橋梁起點樁號K0+449，終點樁號K0+532。橋跨布置為3×25=75m，全長83m。橋梁上部結構采用預應力混凝土現澆箱梁結構，下部結構橋墩采用柱式墩，下接承臺樁基礎，橋臺采用重力式U型橋臺，擴大基礎。1.2技術標準（1） 荷載等級：汽車荷載：城-A級，人行荷載按相關規范取值。（2） 橋面標準寬度：支七路跨蓮花灘河支流橋3.0m（人行道）+1.5m（非機動車道）+7.0m（車行道）+1.5m（非機動車道）+3.0m（人行道）=16m；此三路跨蓮花灘河支流橋4.0m（人行道）+1.5m（非機動車道）+0.5m（防撞護欄）+14.0m（車行道）+0.5m（防撞護欄）+1.5m（非機動車道）+4.0m（人行道）=26m（3） 橋面橫坡：車行道雙向1.5%；人行道單向2%。（4） 道路等級：城市次干路。（5） 設計時速：40km/h。（6） 整體溫度：整體升溫25℃、降溫25℃。（7） 梯度溫度：橋面鋪裝為10cm的瀝青混凝土面層，豎向日照正溫差按照《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2015)表4.3.12-3插值計算，即取值T1＝14℃，T2＝5.5℃；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。（8） 抗震設計標準：擬建工程區域地震基本烈度為6度，地基基本地震加速度值為0.05g，抗震設防分類為丁類，抗震設計方法為C類。（9） 設計基準期：100年。（10） 設計安全等級：一級。（11） 設計環境類別：Ⅰ類。（12） 主體結構設計使用年限：100年。第二章結構計算依據及參數2.1計算主要設計規范《城市橋梁設計規范（2019年版）》（CJJ11—2011）《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60—2015）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG3362—2018）《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T3650-2020）《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ2—2008）2.2主要材料力學指標及計算參數2.2.1混凝土(1)C50混凝土(用于箱梁及鋪裝)彈性模量E=3.45×104MPa泊松比：0.2容重γ=26kN/m3軸心抗壓強度設計值fcd=22.4MPa線膨脹系數k=0.00001 軸心抗拉強度設計值ftd=1.83MPa(2)橋面鋪裝采用瀝青混凝土，容重γ=24kN/m3；2.2.2普通鋼筋HPB300：彈性模量E=2.1×105MPa抗拉強度標準值fSk=300Mpa抗拉強度設計值fSd=250MpaHRB400:彈性模量E=2.0×105MPa抗拉強度標準值fSk=400Mpa抗拉強度設計值fSd=330Mpa2.2.3預應力鋼材(1)預應力鋼絞線、波紋管采用符合《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2014）中規定的預應力鋼絞線。抗拉強度標準值：fpk=1860MPa；彈性模量：Ep=1.95×105MPa；鋼絞線的公稱直徑：φs15.2mm；單根鋼絞線公稱面積：139mm2；預應力波紋管摩阻系數：μ=0.17；預應力波紋管管道局部偏差系數：k=0.0015；預應力鋼筋松弛系數0.3。(2)預應力鋼絞線錨具錨具回縮量：6mm。2.3設計荷載取值2.3.1恒載預應力混凝土、鋼筋混凝土容重按26KN/m3計；瀝青混凝土容重按24KN/m3計；素混凝土容重按25KN/m3計；鋼材78.5kN/m3，填土18kN/m3；收縮徐變按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》取用，收縮徐變時間取10年。二期荷載包含護欄、鋪裝等。2.3.2活載汽車荷載：城A級；車道按7車道考慮，人群荷載以二期形式加載。體系溫度：按結構體系升溫:25℃和體系降溫：-25℃計算；梯度溫度：按照《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2015）計算，計算結果見下表。梯度溫度表項目T1(℃)T2(℃)A(mm)升溫145.5300降溫-7-2.5300

第三章縱向結構計算3.1縱向計算軟件上部結構主梁計算采用MidasCivil進行計算和自編程序進行驗算，荷載根據本橋實際荷載加載，驗算亦考慮了收縮徐變、整體升降溫、溫度梯度等荷載工況。內力方向：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。3.2縱向計算模型支七路跨蓮花灘支流橋計算模型次三路跨蓮花灘支流橋計算模型3.3支七路跨蓮花灘支流橋縱向主要計算成果3.3.1成橋二期階段恒載主梁內力圖成橋階段主梁恒載彎矩圖(單位:kN.m)成橋階段主梁恒載剪力圖(單位:kN)3.3.2活載作用下主梁內力圖車輛荷載作用主梁彎矩包絡圖(單位:kN.m)車輛荷載作用主梁剪力包絡圖(單位:kN)3.3.3施工階段法向應力驗算荷載組合：恒載+預應力，截面上下緣的應力包絡圖如下：施工階段法向應力驗算（頂）包絡圖(單位：MPa)施工階段法向應力驗算（底）包絡圖(單位：MPa)施工階段應力驗算結果：連續箱梁在施工過程中，最大壓應力為7.93MPa，滿足規范要求。3.3.4使用階段正截面抗裂驗算（1）頻遇組合下，截面上下緣的包絡應力圖如下：使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-頂）包絡圖(單位：MPa)使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-底）包絡圖(單位：MPa)使用階段梁段抗裂驗算結果：按照《橋規》第6.3.1-3條公式EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)≤0.7f\s\do4(tk)驗算：頂緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=1.263MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求；底緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=0.231MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求。（2）準永久組合下，截面上下緣的包絡應力圖如下：使用階段正截面抗裂驗算（準永久-頂）包絡圖(單位：MPa)使用階段正截面抗裂驗算（準永久-底）包絡圖(單位：MPa)使用階段準永久組合抗裂驗算結果：主梁截面上下緣均未出現拉應力，滿足規范的要求。3.3.5使用階段斜截面抗裂驗算以下給出頻遇組合工況下，截面主拉應力的應力包絡圖。使用階段頂底板斜截面抗裂驗算包絡圖(單位：MPa)按照《橋規》第6.3.1-8條公式σtp≤0.5ftk驗算：σtp=1.263MPa(不考慮兩端單個單元)≤0.5ftk=1.325MPa(拉應力)，滿足規范要求；使用階段腹板斜截面抗裂驗算包絡圖(單位：MPa)按照《橋規》第6.3.1-8條公式EQσ\s\do4(tp)≤0.5f\s\do4(tk)驗算：EQσ\s\do4(tp)=0.762MPa(拉應力)≤EQ0.5f\s\do4(tk)=1.325MPa(拉應力)，滿足規范要求；3.3.6使用階段正截面壓應力驗算按《橋規》第7.1.5-1條公式，荷載取其標準值，汽車荷載考慮沖擊系數。受壓區混凝土的最大壓應力：使用階段正截面壓應力驗算（頂）包絡圖(單位：MPa)使用階段正截面壓應力驗算（底）包絡圖(單位：MPa)按照《橋規》第7.1.5-1條公式σkc+σpc≤0.5fck驗算：頂緣σkc+σpc=10.24MPa≤0.5fck=16.200MPa，滿足規范要求；底緣σkc+σpc=3.757MPa≤0.5fck=16.200MPa，滿足規范要求。3.3.7使用階段斜截面主壓應力驗算以下給出荷載標準組合工況下，截面主壓應力的包絡應力圖。使用階段斜截面主壓應力包絡圖(單位：MPa)使用階段應力荷載組合主壓應力驗算結果：按照《橋規》第7.1.6-1條公式驗算：σcp=10.240MPa≤0.60fck=19.440MPa，滿足規范要求。3.3.8持久狀況承載能力極限狀態驗算以下給出各單元截面正截面抗彎驗算結果。持久狀況正截面抗彎驗算包絡圖(單位:kN.m)按照《橋規》第5.1.2-1條γ0S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求。以下給出各單元截面斜截面抗剪驗算結果。持久狀況斜截面抗剪驗算包絡圖(單位:kN.m)按照《橋規》第5.1.2-1條γ0S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；按照《橋規》第5.2.11或8.4.4條進行抗剪截面驗算，滿足規范要求。3.3.9上部結構支反力標準組合下各支座支反力如下圖：3.3.10撓度驗算恒載撓度（mm）預應力撓度（mm）汽車荷載撓度（mm）計算結果表明：主梁按荷載短期效應組合考慮荷載長期效應影響計算的撓度值，在消除結構自重產生的長期撓度后主梁最大撓度值為1.425*0.7*4.65＝4.638<L/600=34000/600=56.67mm，滿足剛度要求。主梁在預應力作用下產生的長期反拱值為18.6*2=37.2mm，大于按荷載短期效應組合計算的向下長期撓度值（17.93+4.65×0.7）×1.425=30.2mm，可不設預拱度。結構按持久狀況正常使用極限狀態，在荷載短期效應組合并考慮長期效應組合的影響下，撓度驗算滿足設計規范要求。3.3.11使用階段受拉區預應力鋼筋拉應力驗算對鋼絞線、鋼絲，A類構件使用階段預應力鋼筋拉應力符合下列要求：使用階段預應力鋼束最大拉應力鋼束結果安全系數

(控制應力)Sig_DL

(N/mm^2)Sig_ADL

(N/mm^2)安全系數

(最大拉應力)Sig_LL

(N/mm^2)Sig_ALL

(N/mm^2)F1OK1.111255.013951.021184.61209F2OK1.121243.713951.021186.81209F3OK1.121246.113951.011196.31209T1OK1.121250.913951.001205.81209由上表可知，使用階段受拉區預應力鋼筋的最大拉應力滿足規范要求。3.4次三路跨蓮花灘支流橋縱向主要計算成果3.4.1成橋二期階段恒載主梁內力圖成橋階段主梁恒載彎矩圖(單位:kN.m)成橋階段主梁恒載剪力圖(單位:kN)3.4.2活載作用下主梁內力圖車輛荷載作用主梁彎矩包絡圖(單位:kN.m)車輛荷載作用主梁剪力包絡圖(單位:kN)人群荷載作用主梁彎矩包絡圖(單位:kN.m)人群荷載作用主梁剪力包絡圖(單位:kN)3.4.3施工階段法向應力驗算荷載組合：恒載+預應力，截面上下緣的應力包絡圖如下：施工階段法向應力驗算（頂）包絡圖(單位：MPa)施工階段法向應力驗算（底）包絡圖(單位：MPa)施工階段應力驗算結果：連續箱梁在施工過程中，最大壓應力為10.083MPa，滿足規范要求。3.4.4使用階段正截面抗裂驗算（1）頻遇組合下，截面上下緣的包絡應力圖如下：使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-頂）包絡圖(單位：MPa)使用階段正截面抗裂驗算（頻遇-底）包絡圖(單位：MPa)使用階段梁段抗裂驗算結果：按照《橋規》第6.3.1-3條公式EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)≤0.7f\s\do4(tk)驗算：頂緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=1.293MPa(拉應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求；底緣EQσ\s\do4(st)-σ\s\do4(pc)=2.180MPa(壓應力)≤EQ0.7f\s\do4(tk)=1.855MPa(拉應力)，滿足規范要求。（2）準永久組合下，截面上下緣的包絡應力圖如下：使用階段正截面抗裂驗算（準永久-頂）包絡圖(單位：MPa)使用階段正截面抗裂驗算（準永久-底）包絡圖(單位：MPa)使用階段準永久組合抗裂驗算結果：頂緣σlt-σpc=2.684MPa(壓應力)≤0.000MPa(拉應力)，滿足規范要求；底緣σlt-σpc=2.726MPa(壓應力)≤0.000MPa(拉應力)，滿足規范要求；3.4.5使用階段斜截面抗裂驗算以下給出頻遇組合工況下，截面主拉應力的應力包絡圖。使用階段頂底板斜截面抗裂驗算包絡圖(單位：MPa)按照《橋規》第6.3.1-8條公式σtp≤0.5ftk驗算：σtp=0.012MPa(拉應力)(不考慮兩端單個單元)≤0.5ftk=1.325MPa(拉應力)，滿足規范要求；使用階段腹板斜截面抗裂驗算包絡圖(單位：MPa)按照《橋規》第6.3.1-8條公式EQσ\s\do4(tp)≤0.5f\s\do4(tk)驗算：EQσ\s\do4(tp)=0.755MPa(拉應力)≤EQ0.5f\s\do4(tk)=1.325MPa(拉應力)，滿足規范要求；3.4.6使用階段正截面壓應力驗算按《橋規》第7.1.5-1條公式，荷載取其標準值，汽車荷載考慮沖擊系數。受壓區混凝土的最大壓應力：使用階段正截面壓應力驗算（頂）包絡圖(單位：MPa)使用階段正截面壓應力驗算（底）包絡圖(單位：MPa)按照《橋規》第7.1.5-1條公式σkc+σpc≤0.5fck驗算：頂緣σkc+σpc=13.471MPa≤0.5fck=16.200MPa，滿足規范要求；底緣σkc+σpc=7.275MPa≤0.5fck=16.200MPa，滿足規范要求。3.4.7使用階段斜截面主壓應力驗算以下給出荷載標準組合工況下，截面主壓應力的包絡應力圖。使用階段斜截面主壓應力包絡圖(單位：MPa)使用階段應力荷載組合主壓應力驗算結果：按照《橋規》第7.1.6-1條公式驗算：σcp=13.471MPa≤0.60fck=19.440MPa，滿足規范要求。3.4.8持久狀況承載能力極限狀態驗算以下給出各單元截面正截面抗彎驗算結果。持久狀況正截面抗彎驗算包絡圖(單位:kN.m)按照《橋規》第5.1.2-1條γ0S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求。以下給出各單元截面斜截面抗剪驗算結果。持久狀況斜截面抗剪驗算包絡圖(單位:kN.m)按照《橋規》第5.1.2-1條γ0S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；按照《橋規》第5.2.11或8.4.4條進行抗剪截面驗算，滿足規范要求。3.4.9上部結構支反力標準組合下各支座支反力如下圖：3.4.10撓度驗算恒載撓度（mm）預應力撓度（mm）汽車荷載撓度（mm）人群荷載撓度（mm）計算結果表明：主梁按荷載短期效應組合考慮荷載長期效應影響計算的撓度值，在消除結構自重產生的長期撓度后主梁最大撓度值為1.425*（0.7*5.05+2.43）＝8.5<L/600=38520/600=64.2mm，滿足剛度要求。主梁在預應力作用下產生的長期反拱值為33.6*2=67.2mm，小于按荷載短期效應組合計算的向下長期撓度值（47.57+0.7*5.05+2.43）×1.425=76.3mm，應設置預拱度。跨中預拱度為76.3-67.2=9.1mm≈1cm，支座位置為0，按照二次拋物線變化。結構按持久狀況正常使用極限狀態，在荷載短期效應組合并考慮長期效應組合的影響下，撓度驗算滿足設計規范要求。3.4.11使用階段受拉區預應力鋼筋拉應力驗算對鋼絞線、鋼絲，A類構件使用階段預應力鋼筋拉應力符合下列要求：使用階段預應力鋼束最大拉應力鋼束結果安全系數Sig_DLSig_ADL安全系數Sig_LLSig_ALL(控制應力)(N/mm^2)(N/mm^2)(最大拉應力)(N/mm^2)(N/mm^2)F1OK1.151212.71339.21.041159.61209.0F1aOK1.151212.71339.21.041159.61209.0F1bOK1.151212.71339.21.041159.61209.0F2OK1.151208.01339.21.041162.61209.0F2aOK1.151208.01339.21.041162.61209.0F2bOK1.151208.01339.21.041162.61209.0F3OK1.161199.41339.21.041167.11209.0F3aOK1.161199.41339.21.041167.11209.0F3bOK1.161199.41339.21.041167.11209.0F4OK1.171193.81339.21.031171.61209.0F4aOK1.171193.81339.21.031171.61209.0F4bOK1.171193.81339.21.031171.61209.0由上表可知，使用階段受拉區預應力鋼筋的最大拉應力滿足規范要求。

第四章橫梁計算4.1支七路跨蓮花灘支流橋端橫梁計算A0中橫梁，上部結構荷載及橫梁自重、活載，分別按照縱梁模型所提恒載、活載反力值的70%集中力、30%均布荷載加載。計算模型4.1.1承載能力正截面抗彎驗算持久狀況正截面抗彎驗算包絡圖(單位：KN·m)按照《橋規》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求4.1.2承載能力斜截面抗剪驗算持久狀況斜截面抗剪驗算（Z方向）包絡圖(單位：KN)按照《橋規》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求；按照《橋規》第5.2.11或8.4.4條進行抗剪截面驗算，滿足規范要求；4.1.3使用階段抗扭驗算持久狀況抗扭驗算（扭矩）包絡圖(單位：KN·m)持久狀況抗扭驗算（剪力）包絡圖(單位：KN·m)按照《橋規》第5.1.2-1條公式EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求。按照《橋規》第5.5.3條進行截面驗算，滿足規范要求。4.1.4正常使用裂縫寬度驗算使用階段裂縫寬度驗算包絡圖(單位：mm)按照《橋規》第6.4條驗算：最大裂縫寬度為EQW\s\do4(fk)=0.115mm≤裂縫寬度允許值0.200mm，滿足規范要求。4.1.5受拉區鋼筋拉應力驗算按《橋規》第7.2.4-2條公式，受拉區鋼筋的應力應符合下式規定：σtsi≤0.75fsk。結論：按照《橋規》第7.2.4-2條公式σtsi≤0.75fsk驗算：EQσ\s\do4(t,si)=77.029MPa≤0.75fsk=300.000MPa，滿足規范要求。4.2支七路跨蓮花灘支流橋中橫梁計算中橫梁，上部結構荷載及橫梁自重、活載，分別按照縱梁模型所提恒載、活載反力值的70%集中力、30%均布荷載加載。計算模型4.2.1承載能力正截面抗彎驗算持久狀況正截面抗彎驗算包絡圖(單位：KN·m)按照《橋規》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結構的重要性系數*作用效應的組合設計最大值≤構件承載力設計值，滿足規范要求4.2.2承載能力斜截面抗剪驗算持久狀況斜截面抗剪驗算（Z方向）包絡圖(單位：KN)按照《橋規》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗算，結