大跨度桥梁计算书.docx
《大跨度桥梁计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大跨度桥梁计算书.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
大跨度桥梁计算书
大跨度桥梁结构计算书
1结构概况
该桥为双薄壁墩刚构桥，主梁采用变高度箱梁，该桥跨径为85+130+85m。
桥梁的结构形式如下：
图1.1桥梁结构形式
2技术标准和设计参数
2.1计算依据
1、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）；
2、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；
3、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
4、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG
D62-2004）；
2.2设计技术条件
公路等级：
公路Ⅰ级。
2.3主要设计参数
桥梁结构所承受的荷载（或作用）包括结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、
支座强迫位移（按沉降量按1.0cm考虑）、活载、结构整体升降温和温度梯度等。
上部结构设计计算取用的有关参数如下：
1、结构重力:
混凝土容重取26KN/m3
2、二期恒载:
包括桥面铺装、栏杆等
二期恒载的总荷载为：
60.8KN/m
3、收缩徐变影响力:
按04设计规范取用，天数3650天
1
4、基础变位影响力:
不均匀沉降按1.0cm计
5、相对湿度
70%
6、纵向预应力锚下控制应力1395MPa
7、孔道偏差系数
0.0015
8、一端锚具回缩
0.006m
9、钢束松弛率
0.3
10、预应力孔道摩擦系数0.17
11、施加预应力混凝土强度≥90%
12、温度荷载
整体温差+20℃、-20℃
温度梯度：
按04规范取值，即14.0℃—5℃—0℃，反温差为上述值的-0.5倍。
3有限元模型
3.1单元和截面的建立
该桥有限元模型共106个单元，101个节点。
具体模型如下图。
图3.1.1消隐模式的全桥模型
2
图3.1.2全桥模型
3.2边界条件
该桥支座采用固结形式。
图3.2.1该桥支座
3.3主要荷载
荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。
自重:
26
KN/m3，采用程序系统提供的-1.04自重系数加载。
系统升降温：
升温
20度，
降温20度。
温度梯度：
14℃/5.5℃。
二期恒载：
60.9kN/m，采用线均布荷载来
加载到截面上。
预应力荷载：
张拉应力1395Mpa，两端张拉。
两端支点处横隔板以及中支点处横隔板按均布荷载施加到箱梁上。
预应力参数方面，主梁预应力束为Φs15.2，面积139mm2，控制张拉应力
为0.75fpk，预应力损失计算参数按规范选取：
1）相对湿度为85%；2）预应
力管道采用塑料波纹管成形，管道摩擦系数μ=017.；3）管道偏差系数
K=0.0015；4）锚具变形与钢束回缩值6mm。
预应力钢束为19束，分为顶板
束和底板束共122束。
该桥为移动挂篮施工，挂篮荷载为6276.3KN，挂篮引起的弯矩为
3
15690.6KN·m。
考虑混凝土的湿重。
3.4施工阶段
该桥模拟施工阶段为：
挂篮就位、浇筑混凝土、混凝土成型，张拉预应力钢束。
主墩和零号块按一次施工完成考虑。
具体施工阶段见下表。
表3.4
施工阶段
施工阶段
说明
CS1
桥墩和0#块形成，张拉
0#块预应力，挂篮就位，浇筑
1#块
CS2
1#块形成，张拉1#块预应力，挂篮前移，浇筑
2#块
CSn
（n-1）#块形成，张拉（
n-1）#块预应力，挂篮前移，
浇筑n#块
CS13
12#块形成，张拉12#块预应力
CS14
在支架上浇筑边跨现浇段，悬臂端进行相应配重，准
备合龙边跨
CS15
边跨合龙，张拉边跨底板预应力束和合龙束，跨中顶
推，准备合龙中跨
CS16
中跨合龙，张拉中跨合龙束
CS17
施加二期恒载，考虑
10000天收缩徐变影响
部分施工阶段如下：
图3.4.1CS1阶段
4
图3.4.2CS15边跨合龙阶段
图3.4.2CS16跨中合龙阶段
4计算结果
4.1施工阶段应力图
图4.1.1CS1阶段主梁最大应力图
5
图4.1.2CS15边跨合龙阶段主梁最大应力图
图4.1.3CS16跨中合龙阶段主梁最大应力图
图4.1.3CS17二期恒载作用下主梁最大应力图
从以上应力图可以看出，该桥在施工阶段主梁未出现拉应力，该桥的设计比较合理。
且应力分布均匀，有利于桥梁的后期收缩徐变。
6
4.2施工阶段主梁变形
图4.2.1CS1阶段主梁变形图
图4.2.2CS15边跨合龙阶段主梁变形图
图4.2.3CS16中跨合龙阶段主梁变形图
7
图4.2.4CS17二期恒载阶段主梁变形图
4.3正常使用极限状态
一、短期荷载组合应力包络图
图4.3.1短期荷载组合上缘应力包络图
图4.3.2短期荷载组合下缘应力包络图
8
二、长期荷载组合应力包络图
图4.3.3长期荷载组合上缘应力包络图
图4.3.4长期荷载组合下缘应力包络图
从以上的云图可以看出在标准组合情况下，主梁上缘未出现拉应力。
可见，
在标准组合下，基本保证主梁全截面受压，主梁应力满足C50混凝土抗压允
许值。
4.4承载能力极限状态
9
图4.4.1承载能力极限状态组合弯矩包络图
图4.4.2承载能力极限状态组合剪力包络图
4.5分析结果一览表
表4.3.1正常使用极限状态应力计算汇总表
跨中
边跨
0.4L边
中支点
工况
上缘应力
下缘应力
上缘应力
下缘应力
上缘应力
下缘应力
（MPa）
（MPa）
（MPa）
（MPa）
（MPa）
（MPa）
短期荷载组
-5.49
-4.46
-8.68
-3.71
-1.41
-10.39
合（最大）
短期荷载组合
1.85
1.85
1.85
1.85
1.85
1.85
允许应力
长期荷载
-6.33
-7.09
--8.71
-5.88
-2.31
-10.99
组合（最大）
长期荷载组合
0
0
0
0
0
0
10
允许应力
注：
应力拉为正，压为负。
表4.3.2极限承载力计算汇总表
跨中
边跨0.4L
边
中支点
边支点
工况
弯矩
剪力
弯矩
剪力
弯矩
剪力
剪力
（KN*M
）
（KN）
（KN*M
）
（KN）
（KN*M
）
（KN）
（KN）
承载能力
128346
-3427
94834
6493
-718556
28877
9582
极限状态
4.6结论
通过计算可以发现，该桥在施工阶段和正常使用阶段，主梁均未收到拉应力作用，主梁均处在受压状态。
本桥分析了桥梁施工阶段各个阶段应力和变形情况，有助于施工人员了解该桥的受力特点。
11
升级会员 