淮安南互通第九联计算书.docx

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淮安南互通第九联计算书

淮安南互通主线桥

第九联

结构计算书

桥面宽度:

16.5～25.56m

跨径组合：

29+6×31.5+29m

2002.9

结构计算书

一、结构概况

本桥跨径组合为29+6×31.5+29m预应力混凝土连续箱梁桥。

主梁采用50#砼，单箱单室截面，斜腹板，梁高1.5m，桥面为单向坡。

顶板宽16.5～25.56m，底板宽11.5～20.56m，悬臂长度2.5m。

腹板厚：

边腹板由支点50cm变至35cm，直到跨中；中腹板由支点65cm变至35cm，直到跨中。

顶板厚25cm。

底板厚度：

由支点40cm变至20cm，直到跨中。

主梁设纵向预应力。

主桥纵向采用标准强度1860MPa钢绞线，张拉控制应力1395MPa，纵向束采用OVM15-15型锚固体系。

本计算书仅仅对上部结构进行计算。

二、整体结构分析简化模型

结构分析采用公路桥梁结构设计GQJS进行。

施工阶段计算中按照施工顺序，将结构分为十个阶段进行计算；运营阶段则有程序根据影响线进行最不利布载。

计算组合时，按正常使用极限状态进行组合并用于应力检验。

另外按承载能力极限状态进行组合验算结构承载力是否满足要求。

整体结构分析简化模型

三、整体结构分析荷载类型

1、永久荷载

1）、恒载：

按施工顺序施加的各部分结构自重。

包括：

一期恒载：

箱梁主梁自重。

箱梁密度：

26kN/m3。

二期恒载：

桥面铺装：

厚度6+6cm、密度25kN/m，防撞墙：

15kN/m

2）、预应力参数：

标准强度：

1860MPa张拉应力：

1395MPa弹性模量：

1.95E+5MPa

摩擦系数：

0.25偏差系数：

0.0015一端回缩：

6mm

松驰系数：

0.045

3）、收缩徐变：

考虑节段施工不同施工阶段加载龄期对混凝土徐变的影响，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）计算收缩徐变系数。

4）、支座沉降：

强迫位移1:

1、3号桥墩沉降10mm

强迫位移2:

0、2、4号桥墩沉降10mm

2、基本可变荷载

1）、汽车—20级

2）、挂车—100

3、其他可变荷载

1）、温度荷载：

年均升温+25℃，年均降温-20℃。

2）、日照温差：

桥面板温差±5℃

以上温度工况可组合。

四、整体结构分析荷载组合

正常使用极限状态（用于应力检查）考虑3种组合，不考虑挂车:

1、组合1：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+汽车

2、组合2：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+挂车

3、组合3：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+升温+温差+汽车

4、组合4：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+降温+温差+汽车

5、组合5：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+升温+温差+汽车

6、组合6：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+降温+温差+汽车

承载能力极限状态组合仅仅考虑汽车组合（用于验算承载力）:

1、组合1：

1.2×自重+1.2×二期恒载+1.4×汽车

2、组合2：

1.2×自重+1.2×二期恒载+1.3×挂车

3、组合3：

1.1×自重+1.1×二期恒载+1.3×变位1+1.3×升温+1.3×温差+1.3×汽车

4、组合4：

1.1×自重+1.1×二期恒载+1.3×变位1+1.3×降温+1.3×温差+1.3×汽车

5、组合5：

1.1×自重+1.1×二期恒载+1.3×变位2+1.3×升温+1.3×温差+1.3×汽车

6、组合6：

1.1×自重+1.1×二期恒载+1.3×变位2+1.3×降温+1.3×温差+1.3×汽车

五、主要施工阶段结构内力、应力及位移图摘要

施工阶段结构内力、应力及变形图中长度单位为m，轴力、剪力单位为t（10KN），弯矩位为tm（10KNm），应力的单位为Kg/cm2（0.1Mpa）。

1、施工阶段（箱梁自重+二期恒载）

1）、主梁应力图

2）、主梁主应力图

2、运营阶段

1）、主梁应力图（组合1：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+汽车）

2）、主梁主拉应力图（组合1：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+汽车）

3）、主梁应力图（组合2：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+挂车）

4）、主梁主拉应力图（组合2：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+挂车）

5）主梁应力图（组合3：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+升温+温差+汽车）

6）主梁主拉应力图（组合3：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+升温

+温差+汽车）

7）主梁应力图（组合4：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+降温+温差+汽车）

8）主梁主拉应力图（组合4：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+降温

+温差+汽车）

9）主梁应力图（组合5：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+升温+温差+汽车）

10）主梁主拉应力图（组合5：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+升温

+温差+汽车）

11）主梁应力图（组合6：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+降温+温差+汽车）

12）主梁主拉应力图（组合6：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+降温

+温差+汽车）

13）主梁应力图（组合7：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+升温+温差+汽车）

14）主梁主拉应力图（组合7：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+升温+温差+汽车）

15）主梁应力图（组合8：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+降温+温差+汽车）

16）主梁主拉应力图（组合8：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+降温+温差+汽车）

17）最不利应力（组合4：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+降温+温差+汽车）

18）最不利应力（组合5：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+升温+温差+汽车）

19）最不利应力（组合4：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+降温+温差+汽车）

20）最不利主拉应力（自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位1+降温+温差+汽车）

21）最不利主压应力（组合6：

自重+预应力+收缩徐变+二期恒载+变位2+降温+温差+汽车）

3、承载能力极限状态

1）、主梁恒载弯矩图

2）、主梁恒载剪力图

3）、主梁最不利内力图（Mmin）

4）、主梁最不利内力图（Mmax）

5）、主梁最不利内力图（Qmin）

6）、主梁最不利内力图（Qmax）

六、计算结果分析

1、主梁正常使用极限状态应力检算

1）、截面正应力

由第五节主梁组合应力图知：

①、在不含强迫变位情况下，主梁正常使用极限状态最不利组合下：

压应力σmax＝4.8MPa，压应力σmin＝1.45Mpa；

②、强迫变位情况下，主梁正常使用极限状态最不利组合下：

压应力σmax＝8.87MPa，压应力σmin＝-0.58Mpa；

预应力混凝土允许正应力为：

预应力混凝土允许正应力为：

[σha]=0.5Rab=17.5Mpa（荷载组合Ⅰ）

[σhl]=0.8Rlb=2.4Mpa（荷载组合Ⅰ）

[σha]=0.6Rab=21.0Mpa（荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ）

[σhl]=0.9Rlb=2.7Mpa（荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ）

结论：

主梁箱梁正常使用极限状态下：

1、在不含强迫变位情况下σmin＞0，且压应力σmax<[σha]，故为全预应力混凝土构件，满足规范要求。

2、在强迫变位情况下σmin＜[σhl]，且压应力σmax<[σha]，故为预应力混凝土A类构件，满足规范要求。

2）、腹板主应力

由第五节主梁腹板主应力图知：

主梁腹板正常使用极限状态下：

主压应力σzamax＝8.87Mpa，主拉应力σzlmin＝－1.58Mpa。

在使用荷载作用下，预应力混凝土构件主应力应满足：

主拉应力：

σzl≤0.8Rlb＝－2.4Mpa（荷载组合Ⅰ）

及σzl≤0.9Rlb＝－2.7Mpa（荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ）

主压应力：

σza≤0.6Rab＝21.0Mpa（荷载组合Ⅰ）

及σza≤0.65Rab=22.75Mpa（荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ）

主梁箱梁正常使用极限状态下主拉应力σzlmin>[σzl]，主压应力σzamax<[σza]，满足规范要求。

结论：

正常使用极限状态下正应力、主应力均满足规范要求

2、主梁承载能力极限状态验算

由第五节承载能力极限状态组合内力图知：

支点断面控制弯矩M＝－23926kNm，跨中断面控制弯矩M＝14102kNm。

正截面抗弯极限承载力分析结果

截面位置

计算弯矩

Mj（kNm）

抵抗弯矩

MR（kNm）

支点断面控制值

－23926

-26864

跨中断面控制值

14102

29712

由以上图表可知，主梁在恒载作用下，正截面抗弯极限承载力满足要求。

结论：

承载能力极限状态下承载能力均满足规范要求。

综上所述：

主梁在使用极限状态和承载能力极限状态下均满足规范要求。