悬浇箱梁整体计算书毕业设计.docx
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悬浇箱梁整体计算书毕业设计
计算书
设计：
复核：
审核：
目录
一、基本信息3
1.1工程概况3
1.2技术标准3
1.3主要规范3
1.4结构概述3
1.5主要材料及材料性能3
1.5.1混凝土3
1.5.2预应力钢筋3
1.5.3普通钢筋4
1.6计算原则、内容及控制标准4
二、模型建立及分析5
2.1计算模型5
2.2荷载工况及荷载组合5
三、持久状况承载能力极限状态9
3.1正截面抗弯验算9
3.2斜截面抗剪验算10
3.3正截面抗压验算10
3.4抗扭验算11
3.5支反力计算11
四、持久状况正常使用极限状态12
4.1正截面抗裂验算12
4.2斜截面抗裂验算13
4.3挠度验算及预拱度14
五、持久状况应力验算15
5.1正截面压应力验算15
5.2斜截面主压应力验算16
5.3预应力钢筋拉应力验算16
六、短暂状况应力验算17
6.1法向压应力验算17
七、其他验算18
7.1抗倾覆验算18
一、基本信息
1.1工程概况
1.2技术标准
设计程序：
CivilDesigner
设计安全等级：
一级
桥梁重要性系数：
1.1
1.3主要规范
《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-201x（报批稿）），以下简称《通规》；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-20xx（总校稿）），以下简称《桥规》；
《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）
《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
1.4结构概述
1.5主要材料及材料性能
1.5.1混凝土
表1混凝土材料及材料性能表
强度等级
弹性模量
（MPa）
剪切模量
（MPa）
泊松比
容重
（kN/m3）
线膨胀系数
fck
（MPa）
ftk
（MPa）
fcd
（MPa）
ftd
（MPa）
C60
36000.000
14400.000
0.200
25.000
1e-005
38.500
2.850
26.500
1.960
1.5.2预应力钢筋
表2预应力钢筋材料及材料性能表
预应力钢筋材料名称
弹性模量
（MPa）
容重
（kN/m3）
线膨胀系数
fpk
（MPa）
fpd
（MPa）
f'pd
（MPa）
15-13
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
15-14
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
15-15
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
15-16
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
15-17
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
15-28
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
EX:
15-5
195000.000
78.500
1.2e-005
1860.000
1260.000
390.000
表3预应力钢筋特性值表
预应力钢筋名称
钢束总面积
（㎡）
张拉控制应力
（MPa）
张拉控制力
（kN）
管道直径
（m）
μ
k
锚具变形
（mm）
松弛系数
超张拉
15-13
0.002
1395000.000
2520765.000
0.090
0.250
1.5e-006
6.000
0.3
是
15-14
0.002
1395000.000
2714670.000
0.090
0.250
1.5e-006
6.000
0.3
是
15-15
0.002
1395000.000
2908575.000
0.090
0.250
1.5e-006
6.000
0.3
是
15-16
0.002
1395000.000
3102480.000
0.090
0.250
1.5e-006
6.000
0.3
是
15-17
0.002
1395000.000
3296385.000
0.090
0.250
1.5e-006
6.000
0.3
是
15-28
0.004
1395000.000
5468400.000
0.120
0.250
1.5e-006
6.000
0.3
是
EX:
15-5
0.001
1302000.000
911400.000
0.000
0.120
0
6.000
0.3
否
1.5.3普通钢筋
表4普通钢筋材料及材料性能表
普通钢筋
弹性模量
（MPa）
容重
（KN/m3）
fsk
（MPa）
fsd
（MPa）
f'sd
（MPa）
R235
210000.000
76.980
235.000
195.000
195.000
HRB335
200000.000
76.980
335.000
280.000
280.000
HRB400
200000.000
76.980
400.000
330.000
330.000
KL400
200000.000
76.980
400.000
330.000
330.000
1.6计算原则、内容及控制标准
计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进行设计，并以《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-201x（报批稿））和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-20xx（总校稿））为标准，按部分预应力（A类）混凝土结构进行验算。
二、模型建立及分析
2.1计算模型
图1模型视图
1）节点数量：
148个；
2）单元数量：
95个；
3）边界条件数量：
4个；
4）施工阶段数量：
15个，施工步骤如下：
施工阶段1:
安装0号块构件；28.0天；
施工阶段2:
安装梁段构件1；28.0天；
施工阶段3:
安装梁段构件2；28.0天；
施工阶段4:
安装梁段构件3；28.0天；
施工阶段5:
安装梁段构件4；28.0天；
施工阶段6:
安装梁段构件5；28.0天；
施工阶段7:
安装梁段构件6；28.0天；
施工阶段8:
安装梁段构件7；28.0天；
施工阶段9:
安装梁段构件8；28.0天；
施工阶段10:
安装梁段构件9；28.0天；
施工阶段11:
安装边跨现浇段构件；28.0天；
施工阶段12:
拆除满堂支架；1.0天；
施工阶段13:
安装中跨合拢段构件；28.0天；
施工阶段14:
加载二期恒载；10.0天；
施工阶段15:
收缩徐变；3650.0天；
2.2荷载工况及荷载组合
1）自重
自重系数：
-1.04
2）整体升降温
1:
系统温度升温，30.0℃；
2:
系统温度降温，-10.0℃；
3）徐变收缩
收缩龄期：
3.0天；
理论厚度自动计算：
由程序自动计算各构件的理论厚度。
公式为：
h=a×Ac/u；
u=L0+a×Li；
--周长u的计算公式中L0为外轮廓周长，Li为内轮廓周长，a为要考虑轮廓周长的比例系数。
4）支座沉降
按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。
第98_100组不均匀沉降-10.0mm；
第102_104组不均匀沉降-10.0mm；
第106_108组不均匀沉降-10.0mm；
第110_112组不均匀沉降-10.0mm；
5）可变荷载
活载：
汽车荷载，桥梁等级为公路Ⅰ级；
对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，冲击系数μ可按下式计算：
根据规范，计算的结构基频f=1.09Hz，冲击系数μ=0.050。
6）荷载组合
表5荷载工况
序号
工况名称
描述
1
支座沉降荷载
2
钢束一次
TP
3
钢束二次
TS
4
系统温度降温
T
5
徐变二次
CS
6
温度梯度降温
TPG
7
收缩二次
SS
荷载组合列表：
基本1:
基本；基本组合（永久荷载）:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）;
基本2:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M;
基本3:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[1]+1.4TPG[1];
基本4:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[1]+1.4TPG[2];
基本5:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[2]+1.4TPG[1];
基本6:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[2]+1.4TPG[2];
基本7:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[1]+1.05TPG[1];
基本8:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[1]+1.05TPG[2];
基本9:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[2]+1.05TPG[1];
基本10:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.2（cD）+1.2（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[2]+1.05TPG[2];
基本11:
基本；基本组合（永久荷载）:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）;
基本12:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M;
基本13:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[1]+1.4TPG[1];
基本14:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[1]+1.4TPG[2];
基本15:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[2]+1.4TPG[1];
基本16:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4T[2]+1.4TPG[2];
基本17:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[1]+1.05TPG[1];
基本18:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[1]+1.05TPG[2];
基本19:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[2]+1.05TPG[1];
基本20:
基本；基本组合:
0.5SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.4M+1.05T[2]+1.05TPG[2];
频遇1:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+0.8TPG[1];
频遇2:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+0.8TPG[2];
频遇3:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+0.8TPG[1];
频遇4:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+0.8TPG[2];
频遇5:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M;
频遇6:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M+1.0T[1]+0.8TPG[1];
频遇7:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M+1.0T[1]+0.8TPG[2];
频遇8:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M+1.0T[2]+0.8TPG[1];
频遇9:
频遇；频遇:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.7/（1+mu）M+1.0T[2]+0.8TPG[2];
准永久1:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+0.8TPG[1];
准永久2:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+0.8TPG[2];
准永久3:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+0.8TPG[1];
准永久4:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+0.8TPG[2];
准永久5:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M;
准永久6:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M+1.0T[1]+0.8TPG[1];
准永久7:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M+1.0T[1]+0.8TPG[2];
准永久8:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M+1.0T[2]+0.8TPG[1];
准永久9:
准永久；准永久:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+0.4/（1+mu）M+1.0T[2]+0.8TPG[2];
挠度1:
挠度；荷载频遇组合:
1.0（cD）+0.7/（1+mu）M;
挠度2:
挠度；汽车荷载和人群荷载频遇组合:
0.7/（1+mu）M;
挠度3:
挠度；RC梁结构自重+1/2可变荷载频遇组合:
1.0（cD）+0.35/（1+mu）M;
应力1:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+1.0TPG[1];
应力2:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+1.0TPG[2];
应力3:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+1.0TPG[1];
应力4:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+1.0TPG[2];
应力5:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M;
应力6:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[1]+1.0TPG[1];
应力7:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[1]+1.0TPG[2];
应力8:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[1];
应力9:
标准；弹性阶段截面应力计算组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTP）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[2];
倾覆1:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）;
倾覆2:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M;
倾覆3:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+1.0TPG[1];
倾覆4:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[1]+1.0TPG[2];
倾覆5:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+1.0TPG[1];
倾覆6:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0T[2]+1.0TPG[2];
倾覆7:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[1]+1.0TPG[1];
倾覆8:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[1]+1.0TPG[2];
倾覆9:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[1];
倾覆10:
倾覆；标准组合:
1.0SM[1]+1.0（cD）+1.0（cTS）+1.0（cCR）+1.0（cSH）+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[2];
三、持久状况承载能力极限状态
3.1正截面抗弯验算
图表1持久状况正截面抗弯验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.2-1条
验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；
3.2斜截面抗剪验算
图表2持久状况斜截面抗剪验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.2-1条
验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；
按照《桥规》第5.2.13条进行抗剪截面验算，满足规范要求；
3.3正截面抗压验算
图表3持久状况正截面抗压验算包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.2-1条公式
验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值>构件承载力设计值，不满足规范要求；
3.4抗扭验算
图表4持久状况抗扭验算（扭矩）包络图
图表5持久状况抗扭验算（剪力）包络图
结论：
按照《桥规》第5.1.2-1条公式
验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值≤构件承载力设计值，满足规范要求；
按照《桥规》第5.5.3条进行截面验算，满足规范要求；
3.5支反力计算
表6支反力计算表
支座节点
荷载
Fx
（kN）
Fy
（kN）
Fz
（kN）
Mx
（kN.m）
My
（kN.m）
Mz
（kN.m）
98
基本7
9.074
6.308
3452.420
1.807
0.454
0.000
100
基本9
0.000
0.000
3111.573
0.000
0.000
0.000
102
基本9
257.137
-331.466
14366.454
20.434
12.857
0.000
104
基本8
147.730
11.310
23184.005
0.625
7.387
0.000
106
基本7
-1.272
-2.931
17615.005
4.599
-0.064
0.000
108
基本10
0.000
0.000
19504.168
0.000
0.000
0.000
110
基本9
-21.926
-107.760
3263.930
7.772
-1.096
0.000
112
基本7
0.000
0.000
3237.970
0.000
0.000
0.000
四、持久状况正常使用极限状态
4.1正截面抗裂验算
全预应力混凝土构件，在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
σst-0.85
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