迈达斯临安互通匝道桥报告.docx
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迈达斯临安互通匝道桥报告
杭徽高速公路匝道桥抗倾覆验算报告
长安大学工程设计研究院
2010-07-17
一、结论
1、结论
通过对各联计算分析，结果如表1-1所列：
表1-1.倾覆计算结果统计表
序号
桥名
工况一
倾覆
工况二
倾覆
工况三
倾覆
1
临安1-内
是
是
是
2
临安1-外
否
是
是
3
临安2-内
否
是
是
4
临安2-外
否
是
是
5
临安3-内
是
是
是
6
临安3-外
否
是
是
注：
1）临安1-内为临安互通匝道桥第一联内侧，其他类推；
2）“否”，表明该工况该桥不会出现倾覆，“是”表明该工况，该桥会发生倾覆。
2.计算说明
1）砼的容重取26kN/m3；
2）温度按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）4.3.10取值；
3）桥面静荷载：
护栏单侧每延米重9.1kN/m，桥面铺装厚9cm；
4）支座沉降：
按0.005m计算；
5）活载：
双车道，设计速度40km/h，设计荷载：
公路I级；
6）箱梁采用C40砼，钢筋采用R235以及HRB335；
7）汽车荷载分三种工况：
工况1：
公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）公路—Ⅰ级荷载；
工况2：
1.3倍公路—Ⅰ级荷载；
工况3：
重车（1.2倍标准荷载）自定义车辆荷载。
8）工况1-3的组合荷载指的是：
工况1的组合荷载：
1.0恒载+1.12温度荷载+0.5支座沉降荷载+
1.4工况1汽车荷载；
工况2的组合荷载：
1.0恒载+1.12温度荷载+0.5支座沉降荷载+
1.4工况2汽车荷载；
工况3的组合荷载：
1.0恒载+1.12温度荷载+0.5支座沉降荷载+
1.4工况3汽车荷载。
9）采用MIDAS空间分析软件；考虑了9~12#独柱墩支撑在平曲线置的预偏心。
二、验算内容
1.概述
本桥位于杭徽高速公路临安汪家埠至昌化段临安互通内，中心桩号AK0+857.102，桥梁起点桩号为AK0+743.602，终点桩号为AK0+970.602，桥梁全长227m。
本桥共分为三联，跨径为（5x16）+（19+22+19）+5x16m。
上部结构为普通钢筋混凝土现浇连续箱梁；下部结构桥台为肋板台，桩基础；1～4、9～12号墩采用圆独柱墩；6、7号墩采用矩形独柱墩，5、8号墩采用双柱式墩，基础均为承台+桩基础，其中2、3、6、7、10、11号墩采用墩梁固结，9、10、11、12号桥墩均向曲线外侧设置10cm偏心。
本桥平面AK0+899.794之前位于R=250m的左偏圆曲线上，AK0+899.794～+951.068位于A=50m的左偏缓和曲线上，AK0+951.068以后位于R=40.8m的左偏圆曲线上；6、7号桥墩采用先径向后旋转布置，与路线设计线右交角为95°，其余桥墩和桥台均采用径向布置，与路线设计线右交角90°
2.计算参数
2.1、支座沉降按0.005m；
2.2、温度按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）4.3.10计算；；
2.3、桥面静荷载：
护栏单侧每延米重9.1kN/m，桥面铺装厚9cm；
2.4、活载：
双车道，设计速度40km/h，设计荷载：
公路I级；
2.5、箱梁采用C40砼，钢筋采用R235以及HRB335；
2.6、按2车道计算；
2.7、汽车荷载（三种工况）：
工况1：
公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）公路-Ⅰ级荷载；
工况2：
1.3倍公路-Ⅰ级荷载；
工况3：
重车（1.2倍标准荷载）自定义车辆荷载。
3、计算结果
3.1第一联内侧
图1、第一联内侧模型（左侧为0#桥台，右侧为5#墩）
1）.自重作用下的支反力
2）.温度梯度作用下的支反力
3）.支座沉降作用下的支反力
支座沉降作用下，各支座的最大支反力
支座沉降作用下，各支座的最小支反力
4）.汽车荷载工况一作用下，各支座的最大支反力
5）.汽车荷载工况一作用下，各支座的最小支反力
6）.汽车荷载工况二作用下，各支座的最大支反力
7）.汽车荷载工况二作用下，各支座的最小支反力
8）.汽车荷载工况三作用下，各支座的最大支反力
9）.汽车荷载工况三作用下，各支座的最小支反力
10）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下，各支座的最大支反力
11）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下，各支座的最小支反力
12）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下，各支座的最大支反力
13）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下，各支座的最小支反力
14）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下，各支座的最大支反力
15）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下，各支座的最小支反力
表2-1工况一的组合荷载作用下支反力
支反力
0号桥台
5号墩
恒载
外侧支座（KN）
431.01
423.22
内侧支座（KN）
421.82
424.30
梯度温度
外侧支座（KN）
115.57
117.01
内侧支座（KN）
6.78
5.33
支座沉降
外侧支座max（KN）
70.47
68.52
外侧支座min（KN）
-70.47
-68.52
内侧支座max（KN）
42.33
44.97
内侧支座min（KN）
-42.33
-44.97
汽车荷载
外侧支座max（KN）
568.05
566.13
外侧支座min（KN）
-164.23
-163.69
内侧支座max（KN）
365.75
367.69
内侧支座min（KN）
-316.30
-316.64
支反力合计
外侧支座max（KN）
1390.95
1381.10
外侧支座min（KN）
295.30
290.85
内侧支座max（KN）
962.61
967.52
内侧支座min（KN）
-34.57
-35.51
表2-2工况二的组合荷载作用下支反力
支反力
0号桥台
5号墩
恒载
外侧支座（KN）
431.01
423.22
内侧支座（KN）
421.82
424.30
梯度温度
外侧支座（KN）
115.57
117.01
内侧支座（KN）
6.78
5.33
支座沉降
外侧支座max（KN）
70.47
68.52
外侧支座min（KN）
-70.47
-68.52
内侧支座max（KN）
42.33
44.97
内侧支座min（KN）
-42.33
-44.97
汽车荷载
外侧支座max（KN）
661.60
659.25
外侧支座min（KN）
-191.31
-195.68
内侧支座max（KN）
423.53
425.76
内侧支座min（KN）
-382.00
-382.34
支反力合计
外侧支座max（KN）
1521.93
1511.48
外侧支座min（KN）
250.38
246.06
内侧支座max（KN）
1043.51
1048.83
内侧支座min（KN）
-126.56
-127.48
表2-3工况三的组合荷载作用下支反力
支反力
0号桥台
5号墩
恒载
外侧支座（KN）
431.01
423.22
内侧支座（KN）
421.82
424.30
梯度温度
外侧支座（KN）
115.57
117.01
内侧支座（KN）
6.78
5.33
支座沉降
外侧支座max（KN）
70.47
68.52
外侧支座min（KN）
-70.47
-68.52
内侧支座max（KN）
42.33
44.97
内侧支座min（KN）
-42.33
-44.97
汽车荷载
外侧支座max（KN）
981.97
978.11
外侧支座min（KN）
-281.02
-279.72
内侧支座max（KN）
619.36
622.63
内侧支座min（KN）
-570.00
-569.23
支反力合计
外侧支座max（KN）
1970.45
1957.88
外侧支座min（KN）
131.79
128.40
内侧支座max（KN）
1317.67
1324.44
内侧支座min（KN）
-389.76
-389.14
计算结果表明：
在公路—Ⅰ级荷载的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
在公路—Ⅰ级荷载（1.3倍）的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
在公路—Ⅰ级荷载（1.2倍）的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
3.2
第一联外侧
图2、第一联外侧模型（左侧为0#桥台，右侧为5#墩）
1）.自重作用下的支反力
2）.温度梯度作用下的支反力
3）.支座沉降作用下的支反力
支座沉降作用下，各支座的最大支反力
支座沉降作用下，各支座的最小支反力
4）.汽车荷载工况一作用下，各支座的最大支反力
5）.汽车荷载工况一作用下，各支座的最小支反力
6）.汽车荷载工况二作用下，各支座的最大支反力
7）.汽车荷载工况二作用下，各支座的最小支反力
8）.汽车荷载工况三作用下，各支座的最大支反力
9）.汽车荷载工况三作用下，各支座的最小支反力
10）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下，各支座的最大支反力
11）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下，各支座的最小支反力
12）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下，各支座的最大支反力
13）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下，各支座的最小支反力
14）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下，各支座的最大支反力
15）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下，各支座的最小支反力
表2-4、工况一的组合荷载作用下支反力
支反力
0号桥台
5号墩
恒载
外侧支座（KN）
450.06
445.70
内侧支座（KN）
420.69
424.79
梯度温度
外侧支座（KN）
116.88
117.06
内侧支座（KN）
1.14
1.00
支座沉降
外侧支座max（KN）
63.72
63.78
外侧支座min（KN）
-63.72
-63.78
内侧支座max（KN）
39.46
39.42
内侧支座min（KN）
-39.46
-39.42
汽车荷载
外侧支座max（KN）
516.94
516.39
外侧支座min（KN）
-195.63
-195.91
内侧支座max（KN）
410.35
410.82
内侧支座min（KN）
-286.31
-286.13
支反力合计
外侧支座max（KN）
1336.53
1331.65
外侧支座min（KN）
275.22
270.64
内侧支座max（KN）
1016.20
1020.76
内侧支座min（KN）
1.40
5.61
表2-5、工况二的组合荷载作用下支反力
支反力
0号桥台
5号墩
恒载
外侧支座（KN）
450.06
445.70
内侧支座（KN）
420.69
424.79
梯度温度
外侧支座（KN）
116.88
117.06
内侧支座（KN）
1.14
1.00
支座沉降
外侧支座max（KN）
63.72
63.78
外侧支座min（KN）
-63.72
-63.78
内侧支座max（KN）
39.46
39.42
内侧支座min（KN）
-39.46
-39.42
汽车荷载
外侧支座max（KN）
603.45
602.77
外侧支座min（KN）
-234.87
-235.25
内侧支座max（KN）
477.17
477.77
内侧支座min（KN）
-345.93
-345.67
支反力合计
外侧支座max（KN）
1870.25
1861.91
外侧支座min（KN）
75.28
71.36
内侧支座max（KN）
1423.08
1430.77
内侧支座min（KN）
-308.61
-305.77
表2-6、工况三的组合荷载作用下支反力
支反力
0号桥台
5号墩
恒载
外侧支座（KN）
450.06
445.70
内侧支座（KN）
420.69
424.79
梯度温度
外侧支座（KN）
116.88
117.06
内侧支座（KN）
1.14
1.00
支座沉降
外侧支座max（KN）
63.72
63.78
外侧支座min（KN）
-63.72
-63.78
内侧支座max（KN）
39.46
39.42
内侧支座min（KN）
-39.46
-39.42
汽车荷载
外侧支座max（KN）
898.16
895.15
外侧支座min（KN）
-338.44
-338.26
内侧支座max（KN）
700.98
703.68
内侧支座min（KN）
-507.76
-508.55
支反力合计
外侧支座max（KN）
1457.65
1452.57
外侧支座min（KN）
220.29
215.57
内侧支座max（KN）
1109.74
1114.49
内侧支座min（KN）
-82.06
-77.74
计算结果表明：
在公路—Ⅰ级荷载的组合作用下,支座的最小反力不出现拉力,因此不会发生倾覆，但接近临界状态。
在公路—Ⅰ级荷载（1.3倍）的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
在公路—Ⅰ级荷载（1.2倍）的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
3.3
第二联内侧
图3、第二联内侧模型（左侧为5#墩，右侧为8#墩）
1）.自重作用下的支反力
2）.温度梯度作用下的支反力
3）.支座沉降作用下的支反力
支座沉降作用下，各支座的最大支反力
支座沉降作用下，各支座的最小支反力
4）.汽车荷载工况一作用下的最大支反力
5）.汽车荷载工况一作用下的最小支反力
6）.汽车荷载工况二作用下的最大支反力
7）.汽车荷载工况二作用下的最小支反力
8）.汽车荷载工况三作用下的最大支反力
9）.汽车荷载工况三作用下的最小支反力
10）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下的最大支反力
11）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下的最小支反力
12）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下的最大支反力
13）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下的最小支反力
14）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下的最大支反力
15）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下的最小支反力
表2-7、工况一的组合荷载作用下的支反力
支反力
5号墩
8号墩
恒载
外侧支座（KN）
524.38
515.11
内侧支座（KN）
447.14
438.23
梯度温度
外侧支座（KN）
96.26
94.01
内侧支座（KN）
19.22
27.69
支座沉降
外侧支座max（KN）
55.13
59.56
外侧支座min（KN）
-55.13
-59.56
内侧支座max（KN）
10.22
10.68
内侧支座min（KN）
-10.22
-10.67
汽车荷载
外侧支座max（KN）
614.50
611.81
外侧支座min（KN）
-148.24
-151.19
内侧支座max（KN）
489.76
487.11
内侧支座min（KN）
-228.26
-229.02
支反力合计
外侧支座max（KN）
1520.06
1506.72
外侧支座min（KN）
397.09
378.40
内侧支座max（KN）
1159.43
1156.54
内侧支座min（KN）
143.99
143.29
表2-8、工况二的组合荷载作用下支反力
支反力
5号墩
8号墩
恒载
外侧支座（KN）
524.38
515.11
内侧支座（KN）
447.14
438.23
梯度温度
外侧支座（KN）
96.26
94.01
内侧支座（KN）
19.22
27.69
支座沉降
外侧支座max（KN）
55.13
59.56
外侧支座min（KN）
-55.13
-59.56
内侧支座max（KN）
10.22
10.68
内侧支座min（KN）
-10.22
-10.67
汽车荷载
外侧支座max（KN）
824.62
817.34
外侧支座min（KN）
-203.26
-207.49
内侧支座max（KN）
638.8
630.97
内侧支座min（KN）
-367.71
-367.73
支反力合计
外侧支座max（KN）
1814.23
1794.46
外侧支座min（KN）
320.06
300.14
内侧支座max（KN）
1368.08
1357.94
内侧支座min（KN）
-51.24
-50.91
表2-9、工况三的组合荷载作用下支反力
支反力
5号墩
8号墩
恒载
外侧支座（KN）
524.38
515.11
内侧支座（KN）
447.14
438.23
梯度温度
外侧支座（KN）
96.26
94.01
内侧支座（KN）
19.22
27.69
支座沉降
外侧支座max（KN）
55.13
59.56
外侧支座min（KN）
-55.13
-59.56
内侧支座max（KN）
10.22
10.68
内侧支座min（KN）
-10.22
-10.67
汽车荷载
外侧支座max（KN）
761.19
754.47
外侧支座min（KN）
-187.63
-191.53
内侧支座max（KN）
589.66
582.43
内侧支座min（KN）
-339.42
-339.44
支反力合计
外侧支座max（KN）
1725.42
1706.44
外侧支座min（KN）
341.95
322.49
内侧支座max（KN）
1299.29
1289.99
内侧支座min（KN）
-11.64
-11.31
计算结果表明：
在公路—Ⅰ级荷载的组合作用下,支座的最小反力不出现拉力,因此不会发生倾覆.
在公路—Ⅰ级荷载（1.3倍）的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
在公路—Ⅰ级荷载（1.2倍）的组合作用下,支座的最小反力出现拉力,因此会发生倾覆.
3.4
第二联外侧
图4、第二联外侧模型（左侧为5#墩，右侧为8#墩）
1）.自重作用下的支反力
2）.温度梯度作用下的支反力
3）.支座沉降作用下的支反力
支座沉降作用下，各支座的最大反力
支座沉降作用下，各支座的最小支反力
4）.汽车荷载工况一作用下的最大支反力
5）.汽车荷载工况一作用下的最小支反力
6）.汽车荷载工况二作用下的最大支反力
7）.汽车荷载工况二作用下的最小支反力
8）.汽车荷载工况三作用下的最大支反力
9）.汽车荷载工况三作用下的最小支反力
10）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下的最大支反力
11）.汽车荷载工况一的组合荷载作用下的最小支反力
12）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下的最大支反力
13）.汽车荷载工况二的组合荷载作用下的最小支反力
14）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下的最大支反力
15）.汽车荷载工况三的组合荷载作用下的最小支反力
表2-10、工况一的组合荷载作用下支反力
支反力
5号墩
8号墩
恒载
外侧支座（KN）
567.86
593.16
内侧支座（KN）
446.81
481.09
梯度温度
外侧支座（KN）
95.9
92.8
内侧支座（KN）
22.27
22.41
支座沉降
外侧支座max（KN）
53.65
53.90
外侧支座min（KN）
-53.65
-53.90
内侧支座max（KN）
10.87
6.47
内侧支座min（KN）
-10.87
-6.47
汽车荷载
外侧支座max（KN）
619.06
621.27
外侧支座min（KN）
-149.44
-149.55
内侧支座max（KN）
489.95
492.34
内侧支座min（KN）
-236.53
-233.23
支反力合计
外侧支座max（KN）
1568.77
1593.02
外侧支座min（KN）
439.23
460.10
内侧支座max（KN）
1163.12
1198.70
内侧支座min（KN）
135.18
176.42
2-11、工况二的组合荷载作用下支反力
支反力
5号墩
8号墩
恒载
外侧支座（KN）
567.86
593.16
内侧支座（KN）
446.81
481.09
梯度温度
外侧支座（KN）
95.9
92.8
内侧支座（KN）
22.27
22.41
支座沉降
外侧支座max（KN）
53.65
53.90
外侧支座min（KN）
-53.65
-53.90
内侧支座max（KN）
10.87
6.47
内侧支座min（KN）
-10.87
-6.47
汽车荷载
外侧支座max（KN）
839.34
845.18
外侧支座min（KN）
-208.29
-205.49
内侧支座max（KN）
640.12
646.93
内侧支座min（KN）
-384.00
-381.24
支反力合计
外侧支座max（KN）
1877.17
1906.49
外侧支座min（KN）
356.84
381.65
内侧支座max（KN）
1373.36
1415.13
内侧支座min（KN）
-71.28
-30.79
表2-12、工况三的组合荷载作用下支反力
支反力
5号墩
8号墩
恒载
外侧支座（KN）
567.86
593.16
内侧支座（KN）
446.81
481.09
梯度温度
外侧支座（KN）
95.9
92.8
内侧支座（KN）
22.27
22.41
支座沉降
外侧支座max（KN）
53.65
53.90
外侧支座min（KN）
-53.65
-53.90
内侧支座max（KN）
10.87
6.47
内侧支座min（KN）
-10.87
-6.4
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