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25m连续计算书

装配式小箱形连续梁桥

上部结构计算书

1　综述

1.1　设计标准

设计荷载：

公路—Ⅰ级

计算跨径：

3-25m：

74.84m；

桥面宽度：

2×0.5m＋11.0m

1.2　主要材料

　　混凝土：

预制箱梁采用C50混凝土，桥面铺装采用10cmC40防水混凝土及10cm沥青混凝土。

　　预应力钢绞线：

标准强度：

fpk=1860MPa，d=15.2mm，弹性模量Ep＝1.95×105MPa。

1.3　设计规范

　《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）

《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）

　《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）

1.4　计算理论及计算模型

1.4.1　计算理论

对于25m简支变连续预应力混凝土装配式小箱形梁计算采用平面杆系分析软件公路桥梁结构设计系统GQJS计算，桥梁博士计算软件复核。

横向分布系数利用桥梁检测软件QLJC建立模型，控制信息处选择“实体单元”离散模型，试验荷载信息中输入汽车或挂车荷载，测点信息界面输入想要查取结果的测点位置，计算后读取结果，根据某截面挠度值求出荷载分配系数。

1.4.2　计算模型

25m简支变连续预应力混凝土装配式小箱形梁计算分别取3孔和5孔作计算，根据结构几何尺寸及其施工顺序，将3孔小箱梁全桥划分为52个单元、53个节点进行计算；将5孔小箱梁全桥划分为88个单元、89个节点进行计算。

所计算结构均为对称结构，结果取一半单元列出。

单元划分如下所示：

1.4.3　计算采用荷载及其组合

按支点不均匀沉降5mm，均匀温度按整体升温25℃、整体降温30℃考虑，非线性梯度温度按《通规》第4.3.10条考虑。

荷载组合的处理：

组合Ⅰ：

长期效应组合，仅供部分预应力Ａ类构件的抗裂安全验算，只考虑直接作用荷载，不计汽车冲击、沉降、温度等间接作用。

按此组合验算混凝土边缘的法向拉应力。

组合Ⅱ：

短期效应组合，不考虑汽车冲击力，但计沉降、温度等间接作用。

按此组合验算混凝土边缘的法向拉应力及混凝土的主拉应力。

组合Ⅲ：

标准组合，参与组合的荷载为短期效应组合中规定的所有荷载，只是荷载分项系数都为1.0且考虑汽车荷载冲击系数。

按此组合验算混凝土边缘的法向压应力、混凝土主压应力以及预应力钢筋的拉应力。

2　25m先简支后连续装配式小箱梁计算

2.1　横截面构造形式及梁高

　　25m装配式小箱梁采用等高度箱形截面，梁高140cm，横截面尺寸如下所示：

2.2　横向分布系数计算

2.2.1　计算原理

利用桥梁检测软件QLJC2.0建立模型，控制信息处选择“实体单元”离散模型，试验荷载信息中输入车辆荷载，测点信息界面输入想要查取结果的测点位置，计算后读取结果，根据跨中截面挠度值求出荷载分配系数。

计算按桥宽12m，横向4片梁计算，横向布置两列车。

对于25m装配式小箱梁横向分布系数计算分别按加横隔板与不加横隔板两种情况计算，所得结果列表如下。

2.2.2　计算结果

25m小箱梁横向分布系数计算表

项目　　　　　梁号

1号梁

2号梁

3号梁

4号梁

设横

隔板

跨中挠度（mm）

8.74

7.72

6.52

5.46

分配系数

0.3073

0.2714

0.2293

0.1920

挠度横向分布

0.6146

0.5429

0.4585

0.3840

不设

横隔

板

跨中挠度（mm）

8.77

7.87

6.48

5.36

分配系数

0.3079

0.2763

0.2275

0.1882

挠度横向分布

0.6159

0.5527

0.4550

0.3764

2.3　3-25m装配式小箱梁计算

2.3.1　承载能力极限状态计算

　计算结果如下：

按标准组合控制。

最大弯矩：

最小弯矩：

承载能力极限状态内力荷载组合3数据表

单元号

节点号

最大剪力

最小剪力

最大弯矩

最小弯矩

最大抗弯强度

最小抗弯强度

1

1

0.0000

-336.0600

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

1

2

-15.5700

-358.0800

25.6100

-63.9300

4202.7200

-2142.1600

2

2

1098.7500

456.9500

25.7400

-63.8200

4209.3000

-2137.0500

2

3

1080.5700

446.5500

218.9200

24.8700

4259.6000

-2110.6400

3

3

1080.5700

446.5500

219.0300

24.9500

4263.3600

-2107.4000

3

4

944.9800

366.6200

1653.0900

708.0200

4676.1100

-1863.0100

4

4

944.9800

366.6200

1653.2000

708.1700

4685.0500

-1859.7500

4

5

764.6900

223.9500

3272.5400

1442.0300

5492.7900

-811.1100

5

5

764.6900

223.9500

3272.6600

1442.1800

5498.4400

-809.2500

5

6

593.9000

84.7000

4458.6200

1917.8300

6079.8500

-653.3900

6

6

593.9000

84.7000

4458.7200

1917.9500

6084.0900

-652.4600

6

7

426.5400

-56.0600

5229.4600

2185.5100

6504.6300

-271.1300

7

7

426.5400

-56.0600

5229.5200

2185.5800

6506.0400

-270.2000

7

8

262.8500

-197.9100

5590.9500

2242.7600

6671.1500

-188.3000

8

8

262.8500

-197.9100

5590.9700

2242.7800

6672.5600

-187.3600

8

9

112.2800

-349.6100

5554.4800

2091.0500

6675.3800

-186.5200

9

9

112.2800

-349.6100

5554.4700

2091.0400

6675.3800

-186.4800

9

10

-23.7900

-511.8900

5132.3300

1730.1000

6528.6200

-262.8200

10

10

-23.7900

-511.8900

5132.2700

1730.0300

6524.3800

-264.3600

10

11

-155.5500

-673.8600

4338.1900

1158.3400

6116.5500

-644.5200

11

11

-155.5500

-673.8600

4338.0900

1158.2300

6110.9000

-646.4000

11

12

-282.8200

-835.0000

3206.9900

396.7400

5245.4300

-2830.4700

12

12

-282.8200

-835.0000

3206.8500

396.5700

5241.2000

-2830.5000

12

13

-405.4400

-994.7500

1754.2600

-620.8200

4611.8000

-3674.2700

13

13

-405.4400

-994.7500

1754.0900

-621.0200

4604.7500

-3678.9300

13

14

-528.7200

-1159.0200

135.8800

-2030.3000

3836.3100

-6785.4200

14

14

-528.7200

-1159.0200

135.6600

-2030.5600

3829.7100

-6790.3600

14

15

-612.2100

-1280.0600

-786.9100

-3370.0200

3191.8100

-7343.5500

15

15

-612.2100

-1280.0600

-787.0600

-3370.2000

3186.1500

-7349.6800

15

16

-617.4100

-1288.0800

-816.5100

-3444.7100

3164.9100

-7373.2600

16

16

-617.4100

-1288.0800

-816.9000

-3445.1900

3159.2700

-7379.3000

16

17

-631.5100

-1309.0200

-967.3300

-3715.2400

0.0000

-5355.7900

17

17

-631.5100

-1309.0200

-967.3700

-3715.2900

0.0000

-5355.7900

17

18

-644.3600

-1327.5400

-1068.1600

-3907.1000

0.0000

-5355.7900

18

18

1229.5300

537.5900

-1068.1600

-3907.1000

0.0000

-5355.7900

18

19

1210.5700

524.7500

-984.1900

-3758.6400

0.0000

-5355.7900

19

19

1210.5700

524.7500

-984.1900

-3758.6400

0.0000

-5355.7900

19

20

1186.1700

508.2200

-775.2600

-3448.4100

2434.0900

-7834.2000

20

20

1186.1700

508.2200

-1020.8700

-3743.1500

2437.6400

-7255.1900

20

21

1177.8900

503.0200

-848.4000

-3510.4500

2456.3900

-7233.2500

21

21

1177.8900

503.0200

-848.2700

-3510.3000

2460.7600

-7227.5900

21

22

1053.0100

424.5400

197.6000

-2134.4600

3016.0300

-6726.2500

22

22

1053.0100

424.5400

-220.0800

-2635.6700

3023.1700

-6185.0100

22

23

888.9900

323.5700

1448.4400

-1109.8400

3750.2600

-3389.6300

23

23

888.9900

323.5700

1448.5600

-1109.7000

3754.8500

-3386.6100

23

24

723.4200

193.2000

2722.3900

-250.9100

4332.0300

-2650.9000

24

24

723.4200

193.2000

2722.4900

-250.7800

4338.0300

-2649.3200

24

25

557.3600

58.2100

3661.0400

343.2000

5041.3300

-396.2100

25

25

557.3600

58.2100

3661.0900

343.2700

5044.8600

-395.9000

25

26

391.8100

-80.7000

4238.5000

742.1400

5298.1700

-259.9000

26

26

391.8100

-80.7000

4238.5400

742.1800

5300.9900

-257.9800

26

27

227.7100

-222.7700

4434.3800

932.2500

5419.5400

-181.6100

结论

根据规范《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）第4.1.6条，本结构正截面承载能力满足规范要求。

2.3.2　正截面抗裂验算

2.3.2.1　短期荷载效应组合下拉应力验算

　最大拉应力：

计算结果如下：

　　短期效应组合应力荷载组合2上下缘数据表

单元号

节点号

上缘最小应力

下缘最小应力

单元号

节点号

上缘最小应力

下缘最小应力

1

1

0.0000

0.0000

14

15

5.4800

4.4600

1

2

1.6600

7.3600

15

15

5.4900

4.4400

2

2

1.6300

7.2000

15

16

5.4100

4.5200

2

3

1.6600

7.0600

16

16

5.5100

4.5900

3

3

1.6400

7.0800

16

17

1.7000

-1.4300

3

4

2.0600

5.7000

17

17

1.6800

-1.4300

4

4

2.0500

5.7100

17

18

1.4900

-1.2100

4

5

2.7300

5.4500

18

18

1.4900

-1.2100

5

5

2.7200

5.4400

18

19

1.6500

-1.4100

5

6

2.8800

4.3200

19

19

1.6800

-1.4200

6

6

2.8700

4.3000

19

20

3.3100

1.1100

6

7

2.9000

3.7000

20

20

5.0500

3.2600

7

7

2.9000

3.6800

20

21

5.1200

3.1800

7

8

2.9600

3.2300

21

21

5.1000

3.2000

8

8

2.9600

3.2300

21

22

6.0400

1.9100

8

9

2.9100

3.1000

22

22

6.3700

3.3600

9

9

2.9100

3.1000

22

23

3.9800

2.5400

9

10

2.7500

3.2000

23

23

4.0000

2.5600

10

10

2.7500

3.2200

23

24

4.4800

1.4000

10

11

2.6500

3.3600

24

24

4.5000

1.3900

11

11

2.6500

3.3900

24

25

2.1200

1.5100

11

12

5.1000

3.0700

25

25

2.1200

1.4900

12

12

5.0800

3.0900

25

26

2.3300

1.0600

12

13

4.5400

4.2800

26

26

2.3300

1.0500

13

13

4.5200

4.2900

26

27

2.3900

1.0700

13

14

6.5200

3.2700

27

27

2.3900

1.0800

14

14

6.4700

3.2600

结论：

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）第6.3.1条规定，A类预应力混凝土构件在荷载短期效应组合下

σst－σpc≤0.7ftk=0.7×2.65＝1.855MPa.

本结构最大拉应力为1.47Mpa＜1.855MPa，出现在36单元37截面即墩顶截面处，正截面抗裂满足规范要求，本结构为A类预应力混凝土结构。

2.3.2.2　长期荷载效应组合下拉应力验算：

最大拉应力：

计算结果如下：

长期效应组合应力上下缘拉应力数据表

单元号

节点号

上缘最小应力

下缘最小应力

单元号

节点号

上缘最小应力

下缘最小应力

1

1

0.0000

0.0000

14

14

6.9200

5.0300

1

2

1.6900

7.3600

14

15

6.0300

6.2900

2

2

1.6600

7.2000

15

15

6.0500

6.2700

2

3

1.6800

7.1100

15

16

5.9700

6.3700

3

3

1.6700

7.1300

16

16

6.0800

6.4300

3

4

2.1000

6.1200

16

17

2.2200

0.0700

4

4

2.0900

6.1300

17

17

2.2000

0.0700

4

5

2.8000

6.4800

17

18

2.0200

0.2900

5

5

2.7900

6.4700

18

18

2.0200

0.2900

5

6

2.9900

5.7600

18

19

2.1800

0.0800

6

6

2.9800

5.7400

19

19

2.2000

0.0700

6

7

3.0400

5.4500

19

20

3.8200

2.5900

7

7

3.0400

5.4400

20

20

5.6300

5.1300

7

8

3.1400

5.2200

20

21

5.7000

5.0400

8

8

3.1400

5.2200

21

21

5.6800

5.0600

8

9

3.1300

5.2400

21

22

6.5400

3.8200

9

9

3.1300

5.2500

22

22

6.8800

5.6700

9

10

3.0100

5.4300

22

23

4.4000

5.0400

10

10

3.0100

5.4500

23

23

4.4200

5.0600

10

11

2.9400

5.6200

23

24

4.8500

4.1000

11

11

2.9500

5.6500

24

24

4.8600

4.1000

11

12

5.4300

5.3000

24

25

2.4500

4.3800

12

12

5.4200

5.3100

25

25

2.4500

4.3600

12

13

4.9200

6.4500

25

26

2.6200

4.0300

13

13

4.9000

6.4600

26

26

2.6200

4.0200

13

14

6.9700

5.0400

26

27

2.6400

4.0700

结论：

根据规范《公预规第6.3.1条规定，A类预应力混凝土构件在荷载短期效应组合下:

σlt－σpc≤0

本结构在荷载长期效应组合下截面上下缘均未出现拉应力，正截面抗裂满足规范要求。

2.3.3　斜截面抗裂验算

　最大主拉应力：

计算结果如下：

短期效应荷载组合2最大主拉应力数据表

单元号

节点号

位置号

到下缘距离

主拉应力

单元号

节点号

位置号

到下缘距离

主拉应力

1

1

1

1.4000

0.0000

14

1

1

1.4000

0.0000

2

1.2750

-0.3647

2

1.2750

-0.0013

3

1.1500

-0.9299

3

1.1500

-0.0995

4

0.8506

-1.1914

4

0.8506

-0.1219

5

0.2500

-0.0431

5

0.2500

-0.0046

6

0.0000

0.0000

6

0.0000

0.0000

2

1

1.4000

0.0000

2

1

1.4000

0.0000

2

1.2750

-0.0040

2

1.2750

-0.0021

3

1.1500

-0.2526

3

1.1500

-0.1557

4

0.8506

-0.2072

4

0.8506

-0.1737

5

0.2500

-0.0030

5

0.2500

-0.0055

6

0.0000

0.0000

6

0.0000

0.0000

2

1

1

1.4000

0.0000

15

1

1

1.4000

0.0000

2

1.2750

-0.0061

2

1.2750

-0.0030

3

1.1500

-0.3711

3

1.1500

-0.2119

4

0.8506

-0.3115

4

0.8506

-0.2354

5

0.2500

-0.0046

5

0.2500

-0.0074

6

0.0000

0.0000

6

0.0000

0.0000

2

1

1.4000

0.0000

2

1

1.4000

0.0000

2

1.2750

-0.0058

2

1.2750

-0.0031

3

1.1500

-0.3539

3

1.1500

-0.2176

4

0.8506

-0.2977

4

0.8506

-0.2397

5

0.2500

-0.0045

5

0.2500

-0.0075

6

0.0000

0.0000

6

0.0000

0.0000

3

1

1

1.4000

0.0000

16

1

1

1.4000

0.0000

2

1.2750

-0.0050

2

1.2750

-0.0038

3

1.1500

-0.3129

3

1.1500

-0.2708

4

0.8506

-0.2605

4

0.8506

-0.3000

5

0.2500

-0.0039

5

0.2500

-0.0099

6

0.0000

0.0000

6

0.0000

0.0000

2

1

1.4000