葛巷桥复核计算书.docx
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葛巷桥复核计算书
葛巷桥复核计算书
复核：
8888888
二○一一年一月
目录
第一章概述2
1.1技术标准和技术规范2
1.1.1技术标准2
1.1.2设计规范2
1.2复核计算参数2
1.2.1主要材料及技术参数2
1.2.2结构计算参数3
1.3荷载取值4
1.3.1永久作用4
1.3.2可变作用4
第二章20m空心板梁复核验算4
2.1计算说明及要点4
2.1.1计算说明4
2.1.2计算要点4
2.2持久状况承载能力极限状态验算5
2.2.1正截面承载能力验算5
2.2.2斜截面抗剪承载力验算6
2.3持久状况正常使用极限状态验算7
2.3.1正截面抗裂验算7
2.3.2斜截面抗裂验算7
2.3.3挠度计算及预拱度的设置8
2.4持久状况应力验算9
2.4.1正截面压应力验算9
2.4.2斜截面主压应力验算10
2.4.3预应力钢筋拉应力验算11
2.5短暂状况构件的应力验算11
2.6主要结论13
第一章概述
1.1技术标准和技术规范
1.1.1技术标准
（1）道路等级：
公路二级
（2）设计车速：
60km/h
（3）设计车道：
双向2车道
（4）桥面铺装：
10~15cm水泥混凝土
（5）结构设计基准期：
100年
（6）桥梁宽度：
0.5m（护栏）+7.0m（车行道）+0.5m（护栏）。
（7）汽车荷载等级：
公路—Ⅱ级
1.1.2设计规范
（1）《公路工程技术标准》JTGB01-2003
（2）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004
（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004
（4）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86
（5）《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
（6）《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85
（7）《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（1996年版）
（8）其它相关的设计规范、规程
1.2复核计算参数
1.2.1主要材料及技术参数
（1）混凝土力学指标
表1-1混凝土力学指标表
项目
fck（MPa）
ftk（MPa）
fcd（MPa）
ftd（MPa）
弹性模量Ec（MPa）
剪切模量Gc（MPa）
泊松比μ
热膨胀系数α
C50
32.4
2.65
22.4
1.83
34500
13800
0.2
0.00001
（2）钢绞线力学指标
表1-2钢绞线力学指标表
项目
Φs15.24－270级
弹性模量Ep（MPa）
195000
fpk（MPa）
1860
fpd（MPa）
1260
热膨胀系数α
0.000012
（3）钢筋力学指标
表1-3钢筋力学指标表
项目
R235
fsk（MPa）
235
fsd（MPa）
195
fsd’（MPa）
195
弹性模量Es（MPa）
200000
1.2.2结构计算参数
表1-4结构设计参数表
跨径（m）
截面情况
跨中截面（cm）
支点截面（cm）
19.96
空心板梁
梁高：
90
顶板厚：
13
底板厚：
13
腹板厚：
61
梁高：
90
顶板厚：
15
底板厚：
15
腹板厚：
61
1.3荷载取值
1.3.1永久作用
（1）一期恒载
现浇空心板梁以自重计入。
预应力混凝土容重取26kN/m3。
（2）二期恒载
包括桥面铺装、栏杆、人行道等，以均布荷载计入。
桥面铺装：
整体化层厚12.25cm的水泥混凝土桥面铺装，容重25kN/m3；
栏杆：
两边栏杆实际重量取值，10kN/m。
（3）收缩徐变
收缩徐变时间取10年，即3650天。
1.3.2可变作用
（1）汽车荷载
荷载等级：
公路-Ⅱ级；
冲击系数：
midas自动计算；
横向分布系数：
采用铰接板梁法，为0.343.。
（2）人群荷载
无。
第二章20m空心板梁复核验算
2.1计算说明及要点
葛巷桥纵坡不设坡度，仅在主桥横断面设1.5％的双向坡。
主桥孔跨布置为3*20m，桥面连续，结构简支。
采用预应力空心板结构体系，桥墩设板式橡胶支座，按全预应力构件设计。
本计算书复核计算20m变截面预应力空心板。
2.1.1计算说明
（1）计算方法
结构计算分别对各施工阶段和使用阶段进行了全面的分析。
静力计算检算了结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的受力行为。
根据本桥结构特征静力计算按平面杆系计算，主要检算结构在各施工阶段和使用阶段的行为，计算中计入了结构重力、收缩徐变、预应力、活载等荷载或作用。
（2）施工方法
主梁采用现浇吊装施工。
（3）内力值符号
坐标轴的方向符合右手法则，内力的方向与坐标轴方向一致。
2.1.2计算要点
主梁结构为19.96m变截面预应力空心板，板宽1.24m，板高为0.9m，静力计算采用Midas2010计算。
（1）计算模型
取单片主梁进行计算，主梁共划分26个单元，27个节点。
全桥位于直线段上，按实际位置和约束情况模拟支座。
图2-1结构计算模型
（2）施工阶段划分
根据设计图纸施工步骤，共划分有4个施工阶段和1个使用阶段。
施工阶段1：
满堂支架施工，采用20天微施工周期，支座按变形前添加，激活自重。
施工阶段2：
预应力张拉施工，采用2天为施工周期，激活预应力。
施工阶段3：
主梁安装，采用28天施工周期，临时支座钝化，永久支座激活。
施工阶段4：
二期恒载施工阶段采用20天为施工周期，桥面铺装按激活时间前加载。
施工阶段5：
考虑十年收缩徐变。
2.2持久状况承载能力极限状态验算
2.2.1正截面承载能力验算
图2-2承载能力极限状态弯矩包络图
表2-1主梁部分截面内力设计值
整体位置
单元
位置
最大/最小
组合名称
类型
验算
rMu
（kN-m）
Mn
（kN-m）
支点
2
I
最大
cLCB4
MY-MAX
OK
-2.896
1768.793
2
I
最小
cLCB2
MY-MIN
OK
-42.332
1768.793
1/4处
7
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
1432.209
2472.716
7
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
723.223
2472.716
跨中
13
I
最大
cLCB2
MY-MAX
OK
2180.120
2615.805
13
I
最小
cLCB4
MY-MIN
OK
1128.570
2615.805
2.2.2斜截面抗剪承载力验算
图2-3承载能力极限状态剪力包络图
表2-2主梁部分截面抗力
整体位置
单元
位置
位置
组合名称
类型
验算
rVd
（kN）
Vn
（kN）
支点
2
I
最大
cLCB4
FX-MIN
OK
-238.824
1304.096
2
I
最小
cLCB2
FZ-MIN
OK
-479.171
1304.096
1/4处
7
I
最大
cLCB4
FZ-MAX
OK
-108.147
931.287
7
I
最小
cLCB2
FZ-MIN
OK
-309.491
931.287
跨中
13
I
最大
cLCB2
FZ-MAX
OK
82.373
844.336
13
I
最小
cLCB4
FZ-MIN
OK
-82.660
844.336
根据以上计算结果，主梁正截面抗弯强度、斜截面抗剪强度均满足要求。
2.3持久状况正常使用极限状态验算
2.3.1正截面抗裂验算
表2-3正截面抗裂验算
单元
位置
类型
验算
Sig_TR（kN/m^2）
Sig_BR（kN/m^2）
Sig_MAX（kN/m^2）
1
I[1]
FX-MAX
NG
0.0221
-0.7291
-0.7291
1
J[2]
FX-MIN
OK
4587.644
2809.202
2809.202
2
I[2]
FY-MAX
OK
4589.456
2809.491
2809.491
2
J[3]
MY-MAX
OK
4633.827
2777.275
2777.275
3
I[3]
MY-MAX
OK
4633.376
2778.828
2778.828
3
J[4]
MY-MAX
OK
4639.179
2784.228
2784.228
4
I[4]
MY-MAX
OK
4636.528
2781.101
2781.101
4
J[5]
MY-MAX
OK
4597.109
2830.084
2830.084
5
I[5]
MY-MAX
OK
5204.891
3040.158
3040.158
5
J[6]
MY-MAX
OK
5129.436
3135.115
3135.115
6
I[6]
MY-MAX
OK
5127.854
3132.117
3132.117
6
J[7]
MY-MAX
OK
5046.793
3251.939
3251.939
7
I[7]
MY-MAX
OK
5046.776
3252.039
3252.039
7
J[8]
MY-MAX
OK
4971.607
3371.783
3371.783
8
I[8]
MY-MAX
OK
4972.549
3375.301
3375.301
8
J[9]
MY-MAX
OK
5185.818
3224.389
3224.389
9
I[9]
MY-MAX
OK
5185.712
3226.642
3226.642
9
J[10]
MY-MAX
OK
5721.3
2734.946
2734.946
10
I[10]
MY-MAX
OK
5721.024
2735.281
2735.281
10
J[11]
MY-MAX
OK
6239.236
2220.18
2220.18
11
I[11]
MY-MAX
OK
6239.04
2220.737
2220.737
11
J[12]
MY-MAX
OK
6597.474
1868.393
1868.393
12
I[12]
MY-MAX
OK
6597.604
1868.741
1868.741
12
J[13]
MY-MAX
OK
6796.253
1679.137
1679.137
13
I[13]
MY-MAX
OK
6796.193
1679.101
1679.101
13
J[14]
MY-MAX
OK
6840.369
1643.544
1643.544
主桥在短期效应组合作用下，各截面不产生拉应力，主梁正截面抗裂满足规范要求。
2.3.2斜截面抗裂验算
表2-4斜截面抗裂验算
单元
位置
组合名称
类型
验算
Sig_MAX（kN/m^2）
Sig_AP（kN/m^2）
1
I[1]
cLCB6
FX-MAX
OK
-0.729
-1060
1
J[2]
cLCB6
FX-MAX
OK
-185.102
-1060
2
I[2]
cLCB6
FX-MIN
OK
-16.3759
-1060
2
J[3]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-19.7162
-1060
3
I[3]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-19.7136
-1060
3
J[4]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-23.6959
-1060
4
I[4]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-23.6138
-1060
4
J[5]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-28.407
-1060
5
I[5]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-42.0584
-1060
5
J[6]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-46.6782
-1060
6
I[6]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-38.1309
-1060
6
J[7]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-29.2017
-1060
7
I[7]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-29.5272
-1060
7
J[8]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-17.9554
-1060
8
I[8]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-9.8801
-1060
8
J[9]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-6.1307
-1060
9
I[9]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-12.7465
-1060
9
J[10]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-29.3516
-1060
10
I[10]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-29.0705
-1060
10
J[11]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-18.8812
-1060
11
I[11]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-18.8772
-1060
11
J[12]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-10.9197
-1060
12
I[12]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-10.9163
-1060
12
J[13]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-5.1517
-1060
13
I[13]
cLCB6
FZ-MIN
OK
-5.1518
-1060
13
J[14]
cLCB6
FZ-MAX
OK
-2.2488
-1060
主梁在短期效应组合作用下，主拉应力均满足规范规定小于容许值0.4ftk，对主梁短期组合主拉应力控制较好。
2.3.3挠度计算及预拱度的设置
1.使用阶段的挠度计算
使用阶段的挠度值，按短期效应组合计算，并考虑挠度长期影响系数
，其取值按《公桥规》6.5.3规定，对于C50混凝土取
。
短期荷载效应组合下的挠度值，利用程序计算得到，中跨跨中挠度值
mm，自重产生的中跨跨中挠度值
，
因此，消除自重产生的挠度值，并考虑挠度长期影响系数后，使用阶段的挠度值为：
计算结果表明，使用阶段的挠度值满足规范要求。
2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置
按《公桥规》6.5.4条规定，预应力混凝土受弯构件由预加力引起的反拱值等于预加力引起的挠度乘以长期增长系数
，为2.0。
根据程序计算结果,
由于预加力产生的长期反拱值大于按短期效应组合计算的长期挠度，所以可以不设预拱度。
2.4持久状况应力验算
2.4.1正截面压应力验算
表2-5正截面压应力验算
单元
位置
类型
验算
Sig_T（kN/mm^2）
Sig_B（kN/mm^2）
Sig_MAX（kN/mm^2）
Sig_ALW（kN/mm^2）
1
I[1]
FX-MIN
OK
0
0
0
0.0162
1
J[2]
FX-MIN
OK
0.0057
0.0035
0.0057
0.0162
2
I[2]
FX-MIN
OK
0.0057
0.0035
0.0057
0.0162
2
J[3]
MY-MAX
OK
0.0058
0.0035
0.0058
0.0162
3
I[3]
MY-MAX
OK
0.0058
0.0035
0.0058
0.0162
3
J[4]
MY-MAX
OK
0.0057
0.0035
0.0057
0.0162
4
I[4]
MY-MAX
OK
0.0057
0.0035
0.0057
0.0162
4
J[5]
MY-MAX
OK
0.0057
0.0036
0.0057
0.0162
5
I[5]
MY-MAX
OK
0.0064
0.0039
0.0064
0.0162
5
J[6]
MY-MAX
OK
0.0063
0.004
0.0063
0.0162
6
I[6]
MY-MAX
OK
0.0063
0.004
0.0063
0.0162
6
J[7]
MY-MIN
OK
0.0042
0.0063
0.0063
0.0162
7
I[7]
MY-MIN
OK
0.0042
0.0063
0.0063
0.0162
7
J[8]
MY-MIN
OK
0.0036
0.007
0.007
0.0162
8
I[8]
MY-MIN
OK
0.0036
0.007
0.007
0.0162
8
J[9]
MY-MIN
OK
0.0034
0.0072
0.0072
0.0162
9
I[9]
MY-MIN
OK
0.0034
0.0072
0.0072
0.0162
单元
位置
类型
验算
Sig_T（kN/mm^2）
Sig_B（kN/mm^2）
Sig_MAX（kN/mm^2）
Sig_ALW（kN/mm^2）
9
J[10]
MY-MIN
OK
0.0037
0.007
0.007
0.0162
10
I[10]
MY-MIN
OK
0.0037
0.007
0.007
0.0162
10
J[11]
MY-MAX
OK
0.0075
0.0031
0.0075
0.0162
11
I[11]
MY-MAX
OK
0.0075
0.0031
0.0075
0.0162
11
J[12]
MY-MAX
OK
0.0079
0.0027
0.0079
0.0162
12
I[12]
MY-MAX
OK
0.0079
0.0027
0.0079
0.0162
12
J[13]
MY-MAX
OK
0.0082
0.0024
0.0082
0.0162
13
I[13]
MY-MAX
OK
0.0082
0.0024
0.0082
0.0162
13
J[14]
MY-MAX
OK
0.0082
0.0024
0.0082
0.0162
2.4.2斜截面主压应力验算
表2-6斜截面主压应力验算
单元
位置
组合名称
类型
验算
Sig_MAX（kN/mm^2）
Sig_AP（kN/mm^2）
1
I[1]
cLCB8
FX-MIN
OK
0
0.0194
1
J[2]
cLCB8
FX-MIN
OK
0.0057
0.0194
2
I[2]
cLCB8
FX-MIN
OK
0.0057
0.0194
2
J[3]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0058
0.0194
3
I[3]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0058
0.0194
3
J[4]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0057
0.0194
4
I[4]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0057
0.0194
4
J[5]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0057
0.0194
5
I[5]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0064
0.0194
5
J[6]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0063
0.0194
6
I[6]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0063
0.0194
6
J[7]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.0063
0.0194
7
I[7]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.0063
0.0194
7
J[8]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.007
0.0194
8
I[8]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.007
0.0194
8
J[9]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.0072
0.0194
9
I[9]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.0072
0.0194
9
J[10]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.007
0.0194
10
I[10]
cLCB8
MY-MIN
OK
0.007
0.0194
10
J[11]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0075
0.0194
11
I[11]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0075
0.0194
11
J[12]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0079
0.0194
12
I[12]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0079
0.0194
单元
位置
组合名称
类型
验算
Sig_MAX（kN/mm^2）
Sig_AP（kN/mm^2）
12
J[13]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0082
0.0194
13
I[13]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0082
0.0194
13
J[14]
cLCB8
MY-MAX
OK
0.0082
0.0194
标准组合作用下，主梁截面最大正压应力以及主压应力均满足要求。
2.4.3预应力钢筋拉应力验算
表2-7使用阶段预应力钢筋拉应力验算
钢束
验算
Sig_DL
（MPa）
Sig_LL
（MPa）
Sig_ADL
（MPa）
Sig_ALL
（MPa）
2
OK
1229.550
1165.432
1395.000
1209.000
1
OK
1272.497
1185.478
1395.000
1209.000
计算结果表明，钢束在使用阶段预应力钢筋的拉应力均满足规范规定的1209MPa要求。
2.5短暂状况构件的应力验算
按照新《公桥规》第7.2.8条规定，在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合：
，
。
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