36+65+36连续梁复核报告典尚设计.docx
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36+65+36连续梁复核报告典尚设计
5绿溪江三号桥2
5.1计算复核审查依据2
5.1.1主要规范及参考资料2
5.1.2基本资料2
5.1.3计算复核参数2
5.1.5.1材料2
5.1.5.2荷载2
5.1.5.3计算模型和考虑因素3
5.2计算复核结果4
5.2.1桥梁上部结构4
5.2.1.1施工阶段结构受力状态验算5
5.2.1.2成桥初期、后期结构受力状态验算5
5.2.1.3使用阶段结构受力状态验算6
5.2.1.4内力计算结果9
5.2.1.5正截面强度验算10
5.2.1.6斜截面强度验算11
5.2.1.7刚度验算12
5.2.1.8支座反力验算12
5.2.1.9桥面板验算12
5.2.1.10上部结构复核计算结论与建议15
5.2.2.桥梁下部结构16
5.2.2.1桥墩受力验算16
5.2.2.2桥墩桩基础受力验算16
5.2.2.3桩基础嵌岩深度验算17
5.2.2.4下部结构复核计算结论17
5.3计算复核结论及建议17
5.5.1上部结构17
5.5.2下部结构18
5绿溪江三号桥
5.1计算复核审查依据
5.1.1主要规范及参考资料
（1）交通部《公路工程技术标准》（JTJ001－97）；
（2）交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021－89）；
（3）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）；
（4）交通部《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）；
（5）交通部《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074－94）。
5.1.2基本资料
（1）《嵊州至金华高速公路嵊州段招标文件图纸第三合同C卷C-3（上）》绍兴市甬金高速公路建设发展有限公司浙江省交通规划设计研究院二○○二年十一月；
（2）《嵊州至金华高速公路嵊州段第3合同C卷（上册）施工图设计阶段工程地质勘察报告》浙江省交通规划设计研究院2002年8月杭州。
5.1.3计算复核参数
5.1.5.1材料
主桥上部箱梁：
50号混凝土，E=3.5×104Mpa；
主桥桥墩：
30号混凝土，E=3×104Mpa；
桥墩基础：
25号混凝土，E=2.85×104Mpa；
5.1.5.2荷载
A、上部结构
（1）恒载
结构自重计算采用容重
；
桥面铺装为9cm沥青混凝土和4cm防水混凝土；
防撞护栏和波型护栏。
（2）活载
汽车—超20级，挂车—100级，考虑偏载系数1.15。
（3）附加荷载
T梁桥面板局部温差
℃；
B、下部结构
上部结构传到下部结构上的恒载、活载反力；
下部结构自重,混凝土容重取
；
汽车制动力；
支座摩阻力。
5.1.5.3计算模型和考虑因素
（1）计算模型
本桥为36+65+36m变截面预应力混凝土连续箱梁桥，结构的几何模型和计算模型见图1。
图5.1.1绿溪江三号桥几何模型和计算模型
（2）施工过程模拟
设计第一阶段考虑主桥2个主墩先按“T构”分阶段施工，在主墩两侧采用临时支撑钢管。
“T构”悬臂段分7个节段，节段长度3.5~4m，最大重量
。
墩顶0号块在墩顶和临时支架上现浇，其余均采用挂篮对称悬臂浇筑施工，挂蓝及模板等施工荷载以总重
控制，预应力施加时混凝土的强度应大于80%的设计强度。
第二阶段“T构”中间合拢，合拢段长2m，合拢段混凝土在悬吊支架上现浇。
第三阶段边跨合拢，合拢段混凝土在悬吊支架上现浇。
最后拆除临时支撑，完成桥面系施工。
施工阶段计算按照上述施工步骤，对各施工阶段进行全过程模拟。
（3）预应力筋作用
考虑预应力张拉锚固、压浆和混凝土形成组合截面的过程。
预应力损失同步计入。
（4）混凝土徐变、收缩影响
根据结构施工步骤，按每一节段混凝土加载龄期、构造尺寸和荷载变化过程分别考虑徐变、收缩影响。
使用阶段混凝土徐变、收缩影响从施工阶段连续计算求得。
5.2计算复核结果
5.2.1桥梁上部结构
绿溪江三号桥是36+65+36m变截面预应力混凝土连续箱梁桥，跨中梁高1.8m，支点梁高3.5m，全宽12.6m，其中悬臂长3.05m，箱室宽6.5m，为单箱单室型式。
其断面横坡由箱梁腹板的不等高实现，箱梁底板水平。
主桥上部结构总体分析按施工阶段及使用阶段，分别按规范要求计算：
施工阶段按施工步骤及工况逐阶段分析计算和验算；使用阶段考虑了恒载、汽车、挂车、收缩徐变、温度等效应，并按规范要求进行验算。
纵向计算时汽车荷载由三车道控制，考虑车道折减系数0.78和偏载系数1.15后，一个箱子汽车分布系数为2.691；挂车考虑偏载后分布系数为1.15。
箱梁横向简化成刚性支承的框架图式进行分析。
5.2.1.1施工阶段结构受力状态验算
连续箱梁施工阶段包络应力见图5.2.1.1。
图5.2.1.1施工阶段最大、最小包络应力图（Mpa）
施工阶段箱梁混凝土包络压应力为
，最大压应力发生在全桥合拢及全部预应力束张拉完毕后，拆除临时支撑阶段，位置在1#块件上缘。
中孔跨中上缘最大拉应力为
，边墩位置下缘最大拉应力为
，发生时间均在边跨预应力筋张拉完成，但边孔吊架和墩顶临时支撑还未拆除时。
施工阶段应力满足规范要求（施工阶段压应力及拉应力容许值分别为
和
）。
5.2.1.2成桥初期、后期结构受力状态验算
箱梁成桥初期阶段即考虑桥面系施工后的阶段，成桥后期阶段即考虑徐变3年后的阶段。
成桥初期和后期阶段应力见图5.2.1.2~5.2.1.3（单位：
Mpa）。
图5.2.1.2成桥初期箱梁上下缘应力图
图5.2.1.3成桥后期箱梁上下缘应力图
成桥初期箱梁混凝土包络应力为
，成桥后期箱梁混凝土包络应力为
，最大压应力发生在边跨1#节段上缘，不出现拉应力。
成桥阶段恒载作用下混凝土应力满足规范要求（恒载作用下混凝土不允许出现拉应力）。
5.2.1.3使用阶段结构受力状态验算
正常使用阶段，活载考虑汽—超20和挂—120的最不利加载，其他可变荷载考虑桥面板升、降温5℃。
将各种荷载进行三种组合，进行正应力和主应力验算：
（1）组合I：
基本可变荷载（汽—超20）与永久荷载（结构自重、预应力、混凝土收缩及徐变影响力）相组合；
（2）组合II：
基本可变荷载（汽—超20）与永久荷载（结构自重、预应力、混凝土收缩及徐变影响力）与其他可变荷载（温度影响力）相组合；
（3）组合III：
基本可变荷载（挂—120）与永久荷载（结构自重、预应力）相组合。
（一）正应力验算：
正常使用阶段箱梁上下缘包络正应力见图5.2.1.4~5.2.1.6（单位：
Mpa）。
图5.2.1.4箱梁使用组合I正应力图
图5.2.1.5箱梁使用组合II正应力图
图5.2.1.6箱梁使用组合III正应力图
在组合I情况下，箱梁混凝土包络正应力为
，最大压应力出现在边跨近跨中截面下缘，无拉应力。
混凝土的正应力满足全预应力混凝土构件的要求（组合I容许压应力值为17.5
）。
在组合
情况下，箱梁混凝土包络正应力为
，最大压应力出现在中跨近四分点截面的上缘，无拉应力。
混凝土的正应力满足全预应力混凝土构件的要求（组合
容许压应力值为21.0
）。
在组合
I情况下，箱梁混凝土包络正应力为
，最大压应力出现在中跨近四分点截面的上缘，无拉应力。
混凝土的正应力满足全预应力混凝土构件的要求（组合
I容许压应力值为21.0
）。
（二）主应力验算：
正常使用阶段箱梁包络主应力见图5.2.1.7~图5.2.1.9（单位：
Mpa）。
图5.2.1.7箱梁使用组合I主应力图
图5.2.1.8箱梁使用组合II主应力图
图5.2.1.9箱梁使用组合III主应力图
在组合I情况下，箱梁混凝土包络主应力为
，最大主压应力出现在边跨近跨中截面，最大主拉应力出现在中跨墩顶附近截面。
混凝土的主应力满足预应力混凝土受弯构件的要求（组合I容许主压应力值为21.0
，受弯构件容许主拉应力-2.40
）。
在组合
情况下，箱梁混凝土包络主应力为
，最大主压应力出现在中跨四分点附近截面，最大主拉应力出现在中跨墩顶附近截面。
混凝土的主应力满足预应力混凝土受弯构件的要求（组合II容许主压应力值为22.75
，受弯构件容许主拉应力-2.70
）。
在组合III情况下，箱梁混凝土包络主应力为
，最大主压应力出现在中跨四分点附近截面，最大主拉应力出现在中跨墩顶附近截面。
混凝土的主应力满足预应力混凝土受弯构件的要求（组合III容许主压应力值为22.75
，受弯构件容许主拉应力-2.70
）。
综上所述，箱梁在施工阶段混凝土正应力满足规范要求；成桥初期和后期阶段混凝土正应力满足规范要求；正常使用阶段混凝土正应力满足全预应力混凝土构件要求；混凝土主应力满足预应力混凝土受弯构件的要求。
5.2.1.4内力计算结果
承载能力极限状态考虑荷载的最不利组合后，组合内力计算结果见图5.2.1.10图5.2.1.12（弯矩单位：
kN·m,剪力单位：
kN）。
图5.2.1.10箱梁承载能力极限状态组合
弯矩、剪力包络图
图5.2.1.11箱梁承载能力极限状态组合Ⅱ弯矩、剪力包络图
图5.2.1.12箱梁承载能力极限状态组合Ⅲ弯矩、剪力包络图
5.2.1.5正截面强度验算
（1）验算位置
取正弯矩较大的边跨近跨中截面、中跨跨中截面和负弯矩最大的中墩墩顶截面进行正截面强度验算。
（2）顶、底板有效分布宽度
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85）第3.2.2条，计算箱梁受压区有效分布宽度，结果如下：
边跨正弯矩区：
9.531m
中跨正弯矩区：
13m
墩顶负弯矩区：
7.021m
因此，在计算箱梁截面强度时，中跨正弯矩和墩顶负弯矩区可按全截面计算，边跨正弯矩区的顶板只可考虑部分参与受力，宽度为9.531m。
（3）截面验算
根据内力计算结果，取最不利的荷载组合Ⅱ进行截面验算，抗力计算时未计入普通筋的作用，只考虑预应力筋的作用，验算结果见下表。
箱梁正截面强度验算表（单位：
弯矩kN.m）表5.2.1.1
项目
计算截面
荷载效应
截面抗力
是否满足
边跨近跨中
15045
22340
满足
中跨跨中
43964
50100
满足
中墩墩顶
-167331
-220520
满足
5.2.1.6斜截面强度验算
（1）抗剪上、下限验算
斜截面尺寸验算表（单位：
kN）表5.2.1.4
项目
位置
上限
下限
荷载效应
尺寸是否满足
0＃块0号截面
27530
7107
12741
满足
距0号截面1.45m处
9722
2510
11771
不满足
距0号截面5.5m处
8655
2234
10272
不满足
距0号截面9m处
7758
2003
8946
不满足
现行公路桥梁设计规范对抗剪截面尺寸的验算方法只局限于等高度简支梁，按该方法计算连续箱梁的抗剪上限为
，除支点0＃块腹板加宽截面满足斜截面尺寸上限要求外，腹板未加宽截面在9米多范围内均不满足上限要求，说明该截面抗剪尺寸相对较薄弱，建议适当加强。
（2）强度验算
根据内力计算结果，取最不利组合Ⅰ进行验算：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023—85第5.2.18条：
对于受弯构件，在按使用荷载作用下计算的混凝土主拉应力
=1.5
（组合Ⅰ）或
=1.65
（组合Ⅱ或组合Ⅲ）的梁段，箍筋仅按构造要求设置；混凝土主拉应力
（组合Ⅰ）或
（组合Ⅱ或组合Ⅲ）的梁段，其箍筋间距
可按下式计算：
箱梁斜截面强度验算表表5.2.1.5
距中支点
距离（cm）
组合
主拉应力最值（MPa）
实际
（cm）
要求
（cm）
是否
满足
0~75
组合Ⅰ
≤0.51
10
25
满足
组合Ⅱ
≤0.57
10
25
满足
75~230
组合Ⅰ
≤1.7
10
20.1
满足
组合Ⅱ
≤1.86
10
22.1
满足
230~边支点
组合Ⅰ
≤1.41
10
25
满足
组合Ⅱ
≤1.63
10
25
满足
计算结果表明，斜截面极限强度满足规范要求。
5.2.1.7刚度验算
根据规范要求，对箱梁的刚度进行验算，结果见表5.2.1.7所示。
跨中截面汽车荷载变形验算表（单位：
mm）表5.2.1.7
项目
位置
跨中
容许值
是否满足
中跨跨中
39.2
108.3
满足
计算结果表明，箱梁的刚度满足规范要求。
5.2.1.8支座反力验算
支座反力计算结果见下表。
箱梁一个支座受力表（单位：
KN）表5.2.1.8
墩台号
重力
汽车
挂车
组合I
组合III
边墩
615
700
620
1315
1235
中墩
7750
1425
730
9175
8480
本桥边墩支座采用GYZF4450×72mm，其支座承载力为1988kN；主墩支座采用SY-1型盆式橡胶支座，型号R－10000－e100，其支座承载力为10000kN。
计算结果表明，支座承载力均满足要求。
5.2.1.9桥面板验算
箱梁横向分析时，按纵桥向单位长度箱形框架考虑，进行箱梁桥面板强度验算。
截面分别取具有代表性的高度较小的跨中和边墩附近截面（h=1.8m）和高度较大的近支点1#截面（h=3.027m）进行计算，结构离散计算模型见图5.2.1.13所示：
图5.2.1.13箱梁截面横向分析结构离散计算模型图
恒载包括：
箱梁结构自重、桥面铺装、防撞护栏
活载包括：
汽车超—20级（包括汽车撞击力）、挂车—120级
附加荷载包括：
桥面板升、降温5℃，箱外侧降温10℃。
将各种荷载进行三种组合，进行桥面板强度验算：
（1）组合I：
基本可变荷载（汽—超20）与永久荷载相组合；
（2）组合II：
基本可变荷载（汽—超20）与永久荷载与其他可变荷载（温度影响力）相组合；
（3）组合III：
基本可变荷载（挂—120）与永久荷载相组合。
跨中和近支点截面桥面板组合内力效应见图5.2.1.14～5.2.1.19所示：
图5.2.1.14箱梁跨中和边墩附近截面桥面板承载能力组合I弯矩图
图5.2.1.15箱梁跨中和边墩附近截面桥面板承载能力组合II弯矩图
图5.2.1.16箱梁跨中和边墩附近截面桥面板承载能力组合III弯矩图
图5.2.1.17箱梁近支点截面桥面板承载能力组合I弯矩图
图5.2.1.18箱梁近支点截面桥面板承载能力组合II弯矩图
图5.2.1.19箱梁近支点截面桥面板承载能力组合III弯矩图
注：
上图中悬臂板弯矩值未包括汽车撞击力的效应。
取最不利验算截面为：
a．防撞栏与悬臂板相交处
b．悬臂板根部
c．梁肋间桥面板。
（1）防撞栏与悬臂板相交处
验算位置在纵向取用伸缩缝处及其它位置截面处。
在伸缩缝处车辆荷载撞击力的分布范围最小，即车辆撞击荷载效应最大。
车辆撞击力根据《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94）取用，防撞等级按高速公路考虑。
在防撞栏上作用200kN的撞击力，碰撞角度为15°，撞击力距桥面89cm，撞击力在伸缩缝处按2.0m范围均摊，在其他截面按4.0m范围均摊。
计算荷载效应及抗力见下表：
防撞栏与悬臂板相交处强度验算表表5.2.1.6
位置
荷载效应（kN.m）
抗力（kN.m）
是否满足
伸缩缝处
-37.8
-154
满足
其它截面
-21.4
-154
满足
注：
表中悬臂板弯矩值已包括汽车撞击力的效应。
表中数据表明，防撞栏与悬臂板相交处截面强度满足规范要求。
（2）悬臂板根部
取最不利组合II进行验算，同时活载考虑汽车的撞击力。
计算结果见下表。
悬臂板根部强度验算表表5.2.1.7
位置
荷载效应
（kN.m）
抗力
（kN.m）
是否满足
伸缩缝处
-188
-788
满足
其它截面
-171
-788
满足
注：
表中悬臂板根部弯矩值已包括汽车撞击力的效应。
表中数据表明，悬臂板根部截面强度满足规范要求。
（3）梁肋间桥面板
考虑到梁肋间的车轮最不利位置离防撞栏较远，因此梁肋间桥面板验算时未考虑汽车撞击力，仅考虑车轮荷载的垂直作用力。
由于梁支点和跨中截面桥面板配筋一致，而根据荷载效应计算结果，梁高较小的跨中截面荷载效应较大，因此取跨中截面桥面板的最不利组合II进行验算，计算结果见下表。
梁肋间桥面板强度验算表（单位：
弯矩kN.m）表5.2.1.8
项目
计算截面
荷载效应
截面抗力
是否满足
梁跨中处梁肋间
桥面板
跨中正弯矩
48
58.4
满足
跨中负弯矩
-25
-254
满足
支点承托外
-103
-254
满足
支点负弯矩
-165
-694
满足
计算结果表明，箱梁肋间桥面板强度满足要求。
5.2.1.10上部结构复核计算结论与建议
上部结构复核计算结论
（1）箱梁施工阶段应力满足规范要求；
（2）箱梁的成桥初期、成桥后期应力均满足规范要求；
（3）箱梁使用阶段应力满足全预应力混凝土构件要求；
（4）箱梁承载能力极限状态正截面强度满足规范要求；
（5）箱梁承载能力极限状态斜截面强度满足规范要求；
（6）箱梁刚度满足规范要求；
（7）箱梁支座承载力均满足要求；
（8）箱梁的桥面板强度满足要求。
上部结构建议
现行公路桥梁设计规范对抗剪截面尺寸的验算方法只局限于等高度简支梁，按该方法计算连续箱梁时一般并不偏于安全的。
本桥除支点0＃块腹板加宽截面满足斜截面尺寸上限要求外，腹板未加宽截面在9米多范围内均不满足上限要求，说明该截面抗剪尺寸相对较薄弱，建议适当加强。
5.2.2.桥梁下部结构
根据设计图纸，本桥下部结构计算包括桥墩和桥墩桩基础计算。
5.2.2.1桥墩受力验算
墩柱验算时，取用受力最不利的3号墩，截面为1.5×6.5m的矩形桥墩，受拉侧和受压侧各有钢筋76Φ32。
验算截面取最不利的墩底截面进行验算，竖向荷载包括上部结构的恒、活载及下部结构的恒载，水平力由支座摩阻力产生，活载计算时考虑荷载的偏载影响，由3车道控制。
计算结果见下表5.2.2.1。
墩柱受力验算表（单位：
kN.m，kN）表5.2.2.1
墩柱
墩高（m）
组合
荷载效应
轴力抗力（kN）
是否满足
弯矩
轴力
3#
8.517
组合Ⅱ
9419
26492
122000
满足
组合Ⅲ
0
21122
202000
满足
计算结果表明，主墩最不利截面墩底截面配筋满足受力要求。
5.2.2.2桥墩桩基础受力验算
桥墩桩基础受力分析包括桩的单桩容许承载力验算和桩身截面强度受力验算。
主墩的桩基础采用直径1.8m的嵌岩桩，单桩容许承载力验算结果见下表5.2.2.2所示。
单桩容许承载力验算表（单位：
kN）表5.2.2.2
墩号
桩长
荷载效应
Nj
容许承载力
NR
是否满足
3＃
15m
组合Ⅱ
7148
61624
满足
组合Ⅲ
5942
61624
满足
计算结果表明，桥墩钻孔灌注桩的单桩容许承载力满足规范要求。
桩身配置直径25mm的Ⅱ级钢筋共50根，其荷载效应和截面抗力见下表5.2.2.3所示。
钻孔灌注桩桩身截面强度验算表（单位：
kN，kN.m）表5.2.2.3
墩号
桩长（m）
组合
荷载效应
轴力抗力（kN）
是否满足
弯矩
轴力
3#
15.0
组合Ⅱ
296
5488
32100
满足
计算结果表明，桩身最不利截面配筋满足受力要求。
5.2.2.3桩基础嵌岩深度验算
桩基础属于嵌岩桩，根据规范JTJ024-85第4.3.5条进行嵌岩深度验算，桥墩桩为直径1.8m的圆形桩，计算结果见表5.2.2.4所示。
钻孔灌注桩嵌岩深度验算表（单位：
m）表5.2.2.4
墩号
桩长（m）
实际嵌岩深度
最小嵌岩深度
是否满足
2＃
15
2.493
0.5
满足
3＃
15
1.941
0.5
满足
计算结果表明，桩基础嵌岩深度满足规范要求。
5.2.2.4下部结构复核计算结论
（1）桥墩墩身截面配筋满足受力要求；
（2）主墩的灌注桩的单桩容许承载力满足规范要求；
（3）主墩桩基础的桩身截面强度满足规范要求。
（4）桩基础嵌岩深度满足规范要求。
5.3计算复核结论及建议
5.5.1上部结构
上部结构复核计算结论及建议
（1）箱梁施工阶段应力满足规范要求；
（2）箱梁的成桥初期、成桥后期应力均满足规范要求；
（3）箱梁使用阶段应力满足全预应力混凝土构件要求；
（4）箱梁承载能力极限状态正截面强度满足规范要求；
（5）箱梁承载能力极限状态斜截面强度满足规范要求；
（6）箱梁刚度满足规范要求；
（7）箱梁支座承载力均满足要求；
（8）箱梁的桥面板强度满足要求。
（9）0#段两侧各9米范围内箱梁不满足抗剪上限值要求，建议适当加宽该梁段的腹板厚度。
5.5.2下部结构
（1）桥墩墩身截面配筋满足受力要求；
（2）主墩的灌注桩的单桩容许承载力满足规范要求；
（3）主墩桩基础的桩身截面强度满足规范要求。
（4）桩基础嵌岩深度满足规范要求。
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