三跨预应力混凝土等截面连续箱梁桥设计Word文档格式.docx

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3.2桥面板承载能力极限状态计算 15

3.2.1简支桥面板承载能力极限状态计算 15

3.2.2悬臂段桥面板承载能力极限状态计算 16

3.3持久状况抗裂计算 18

3.3.1简支桥面板抗裂计算 18

3.3.2悬臂端桥面板抗裂计算 19

4施工阶段内力分析（结构自重作用效应计算） 21

4.1满堂支架施工流程及操作要点 21

4.1.1工法流程 21

4.1.2操作要点 21

4.2施工过程模拟模型的建立 23

4.3结构自重作用效应计算 24

5主梁内力计算 27

5.1汽车荷载作用效应计算 27

5.1.1冲击系数和折减系数 27

5.1.2汽车荷载横向分布影响的增大系数计算 28

5.1.3汽车荷载效应内力计算 28

5.2温度应力 30

5.2.1温差应力计算 30

5.2.2整体温度效应 32

5.3基础沉降次内力计算 33

5.4内力组合 34

5.4.1按承载能力极限状态设计 34

5.4.2按正常使用极限状态设计 35

5.4.3作用长期效应组合 36

5.5组合包络图 41

5.5.1基本组合包络图 41

5.5.2作用长短期效应组合包络图 42

5.5.3短期作用组合包络图 43

6预应力钢束估算及布置 44

6.1钢束估算 44

6.1.1按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 44

6.1.2按正常使用极限状态截面压应力要求估算 45

6.1.3按承载能力极限状态的应力要求计算 46

6.2钢束布置 50

7预应力损失计算 51

7.1基本理论 51

7.2预应力钢筋张拉（锚固）控制应力 51

7.3预应力损失计算 51

8验算 57

8.1截面强度验算 57

8.1.1基本理论 57

8.1.2使用阶段正截面抗弯验算 57

8.1.3使用阶段斜截面抗剪验算 61

8.2施工阶段正截面法向应力验算 65

8.3抗裂验算 68

8.3.1规范要求 68

8.3.2正截面抗裂验算 69

8.3.3斜截面抗裂验算 70

8.4正截面混凝土压应力验算 73

8.5预应力钢筋拉应力验算 77

8.6使用阶段斜截面主压应力验算 78

8.7验算说明 82

第43页

1工程概况

1.1自然地理概况

1.1.1桥梁建设规模

南京市六合区复兴桥工程位于南京市六合区复兴路，复兴路为南北向主干道，南接商城路，北接长江路，跨越滁河，是六合区连接滁河主要通道，道路全长918.571m，主桥宽26m。

作为跨滁河上的桥梁，主桥为三跨预应力混凝土等截面连续箱梁桥（32+40+32=104m）；

引桥宽26m，南引桥为3跨25m预应力混凝土间支T梁，北引桥为3跨25m预应力混凝土间支T梁；

桥头南侧引道长度为379.051m，桥头北侧引道长度为118.72m。

主桥部分设计。

1.1.2主要工程材料

（1）混凝土

表1.1混凝土材料

结构

标号

类型

主桥现浇T梁，引桥预制T梁

C50

预应力混凝土

主桥现浇桥面板混凝土条平层

钢筋混凝土

引桥现浇桥面板混凝土条平层

C40

主敦己过度敦身，挡块，垫石

桥台盖梁，引桥桥墩盖梁，引桥挡块

C30

护栏，搭坂

引桥桥墩承台，桥台太身，桥墩蹲身

桥墩系梁，桥台承台，桩基

C25

（2）预应力钢材

引桥T梁预应力钢束及主桥T梁纵向预应力钢束均采用按国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）生产的公称直径15.2mm高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95×

10MPa。

钢绞线加载至规定的负荷的70%及1000小时的时候，松弛损失不大于2.5%.主桥T梁纵向预应力钢束及引桥T梁钢束锚下张拉控制应力σcon=0.75fpk=1395MPa；

要求钢绞线的供货厂家必须取得ISO9002质量体系认证证书，部级以上产品质量鉴定合格书。

（3）普通钢筋

钢筋直径d≥12mm者采用HRB335钢筋，直径d<

12mm者采用HRB235钢筋，其规格和技术性能应分别符合GB1499.1-2008和GB14992-2007之规定。

（4）其他钢材

型钢及钢板均采用Q2350钢，质量必须符合GB/T70-2006标准。

（5）支座

主桥支座采用GKPZ（II）15.0GD、GKPZ（II）15.0DX、GKPZ（II）15.0SX、GKPZ（II）3.5DX、GKPZ（II）3.5SX型号的盆式橡胶支座，其标准应符合《公路桥梁盆式橡胶支座》（JT3911999）的规定。

引桥采用GYZ450×

105（CR）、GYZF350×

87（CR）型号的板式橡胶支座，其支座的技术标准均应符合交通部行业JT/T663-2006之规定。

伸缩缝

桥台处采用DSO型伸缩逢，主引桥交界过度墩处采用D160型伸缩缝，伸缩缝的材料及其成品的技术要求应符合交通行业标准《公路桥梁伸缩装置》（JT/T327-2004）的有关规定。

（6）桥面铺装

桥面设现浇5cm～12cm混凝土调平层与10cm沥青混凝土桥面铺装层，混凝土调平层内设D6冷轧带肋焊接钢筋网。

在沥青混凝土桥面平铺装与现浇混凝土调平层间设防水层。

1.1.3气候及水文条件

长江河道江津段，受江津褶曲构造影响，形态上由三个较大的反向连接的弯道组成，近似“几”字，故江津城区河段又称几江河段。

在桥址处河面宽120～200m，常年洪水位一般为18.00～19.00m、汛期最大流量4259m3/s（1981年7月），最高流速4.07m/s，调查的历史最高水位为20.25m（1870年），最低水位为16.8m（1987年）。

复兴大桥桥址处洪水频率及水位由区防洪指挥部提供。

大桥的设计洪水位成果如下表所示。

表1.2设计洪水频率及水位表

洪水频率（%）

0.33

2

5

20

流量（m3/s）

4616

4520

3654

2659

水位（m）

20.3

19.8

19.6

19.4

根据长江三峡水文水资源勘测局提供的对本项目的防洪评价报告，认为本项目的建设对长江江津段的河势、水流形态、防洪等级不会产生明显不利影响，也不会明显抬高水位。

该报告对工程河段河道演变进行了分析，采用二维数学模型研究了工程建设对工程河段防洪以及河势的影响。

河演分析表明，工程河段河势主要受两岸地质地貌条件的限制，长期以来，河道平面形态、岸线、滩槽比较稳定，年际冲淤基本平衡。

近年来受几江防洪护岸等工程建设影响，河床略有冲刷调整，但整体河势仍基本稳定，因而具有建设复兴大桥的条件。

模型计算表明，本工程修建后引起的水位、流速变化主要在大桥附近局部区域，大桥上游一定范围内的水位略有壅高，流速变化不大，大桥下游局部水位略有下降，流速略有增大。

大桥工程建设不会对工程河段行洪和河势带来明显不利影响，对沿江经济设施影响也较小。

1.1.4地层及岩性

拟建场区内的地层主要为第四系全新统填筑土（Q4me）、残坡积亚粘土（Q4el+dl）、砂土及卵石土（Q4al），在左岸斜坡部位有基岩出露地表，基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩。

现自上而下分述如下：

（1）第四系全新统土层（Q4）

填筑土（Q4me）：

主要分布于建（构）筑物区，由粘性土夹砂、泥岩碎（块）石等组成，在滨江路主要为粘性土夹卵石，碎石粒径主要为30～200mm，局部粒径250～500mm；

结构稍密～中密，稍湿。

厚度1～20m。

亚粘土（Q4el+dl）：

紫红色，可塑～硬塑状，切面稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。

厚0.50m～5.0m，主要分布在两岸的斜坡部位。

砂土（Q4al）：

主要分布于长江左岸河漫滩，呈灰褐色，主要为细砂和粉砂，砂粒成份为石英和少量暗色矿物，颗粒级配较差，含少量粘性土。

稍湿，结构松散，厚0.50~3.00m。

卵石土（Q4al）：

主要分布于长江右岸河漫滩，呈灰色，分选性较差，磨园度较好，呈园～次园状，母岩成份为石英岩、花岗岩、灰岩、燧石岩等。

卵石含量80%~85%，充填物主要为砂土，上部较松散，下部较密实。

钻探揭露厚24.2m（借用观音岩大桥S11401钻孔资料）。

（2）侏罗系中统沙溪庙组基岩（J2s）场区基岩为泥岩、砂岩。

泥岩：

紫红色，泥质结构，中厚～厚层状构造，局部含砂质较重。

在CZK—3和S10401钻孔有揭露，揭露厚10.10m（S11401）～19.85m（CZK—3）。

为场区主要岩层。

砂岩：

浅灰色~灰色，细粒结构，中厚～厚层状构造，成份为长石、石英和少量云母，钙泥质胶结。

揭露厚3.45m（CZK—3）～13.78m（CZK—4未揭穿）。

基岩强风化带网状风化裂隙发育，岩芯较破碎，呈碎块状、少量扁柱状，岩质较软，岩芯破碎。

弱风化带裂隙少，岩芯较完整，呈长柱状、短柱状，岩质较硬。

1.1.5地质构造及特征

桥位区位于北碚向斜南东翼，地层单斜产出，产状280°

∠6°

。

根据滨江路西侧的建筑工地基坑开挖出的基岩及北岸坡地表测绘，桥梁南岸（江津岸）桥位区主要发育两组裂隙：

85∠74°

，310∠85°

，裂隙间距一般0.8～5.0m，地面见裂宽一般0.2～3cm，延伸长度2～4m，局部充有粉质粘土；

北岸（西彭岸）桥位区主要发育两组裂隙：

165∠74°

，250∠83°

，裂隙间距一般0.8～5.0m，裂宽一般0.2～3cm，延伸长度1～3m，局部充有粘土。

区内无断层及次级褶皱发育，地质构造相对简单。

南引桥墩冲积层：

分布于南引桥墩所在的Ⅰ级阶地。

阶坡上部以黄色、黄褐色粉土为主，呈可塑状。

底部为砂卵石层，卵砾含量50-60％，结构稍密。

容许承载力[σ]=300kPa。

南主桥墩冲积层：

分布在南岸主桥墩所在的河漫滩，物质成分是砂卵石土，卵石含量60-70％。

结构中密。

容许承载力[σ]=500kPa。

表1.3土体工程地质特征表

土体位置

成因

密实度

容许承载力（kPa）

南岸引桥墩

阶地冲积层

稍密

300

南岸主桥墩

河漫滩冲积层

中密

500

1.1.6岩体工程地质特征

主桥墩区出露的岩层以砂质泥岩为主：

砂岩呈薄层状或透镜体夹于砂质泥岩中。

现对各层的工程地质特征分述如下：

砂质泥岩：

拟建区均有分布。

节理裂隙不发育。

中等风化岩层：

自然抗压强度421～1770kPa，饱和抗压强度353～1080kPa；

微风化岩层：

自然抗压强度1010～2860kPa，饱和抗压强度690～1740kPa；

属软质岩。

呈薄层状或透镜体分布。

自然抗压强度1570～2430kPa，饱和抗压强度1030～1850kPa；

自然抗