大跨度桥梁计算书.docx

1、大跨度桥梁计算书大跨度桥梁结构计算书1结构概况该桥为双薄壁墩刚构桥， 主梁采用变高度箱梁， 该桥跨径为 85+130+85m 。桥梁的结构形式如下：图 1.1 桥梁结构形式2技术标准和设计参数2.1 计算依据1、交通部公路桥涵设计通用规范 （ JTJ 021-89 ）；2、交通部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （ JTJ 023-85 ）；3、交通部公路桥涵设计通用规范 （ JTG D60-2004 ）；4、交通部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004 ）；2.2 设计技术条件公路等级：公路级。2.3 主要设计参数桥梁结构所承受的荷载 (或作用 )包括结构自

2、重、 预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移（按沉降量按 1.0cm 考虑）、活载、结构整体升降温和温度梯度等。上部结构设计计算取用的有关参数如下：1、结构重力 :混凝土容重取 26KN/m32、二期恒载 :包括桥面铺装、栏杆等二期恒载的总荷载为： 60.8 KN/m3、收缩徐变影响力 :按 04 设计规范取用，天数 3650 天14、基础变位影响力 :不均匀沉降按 1.0cm 计5、相对湿度70%6、纵向预应力锚下控制应力 1395MPa7、孔道偏差系数0.00158、一端锚具回缩0.006m9、钢束松弛率0.310、预应力孔道摩擦系数 0.1711、施加预应力混凝土强度 90%12、温度荷载

3、整体温差 +20、 -20温度梯度：按 04 规范取值，即 14.05 0，反温差为上述值的 -0.5 倍。3有限元模型3.1 单元和截面的建立该桥有限元模型共 106 个单元， 101 个节点。具体模型如下图。图 3.1.1 消隐模式的全桥模型2图 3.1.2 全桥模型3.2 边界条件该桥支座采用固结形式。图 3.2.1 该桥支座3.3 主要荷载荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。自重 :26KN/m3 ，采用程序系统提供的 -1.04 自重系数加载。系统升降温：升温20 度，降温 20 度。温度梯度： 14/5.5 。二期恒载： 60.9kN/m ，采用线均布荷载来加载

4、到截面上。预应力荷载：张拉应力 1395Mpa ，两端张拉。两端支点处横隔板以及中支点处横隔板按均布荷载施加到箱梁上。预应力参数方面，主梁预应力束为 s15.2 ，面积 139 mm2 ，控制张拉应力为 0.75 fpk ，预应力损失计算参数按规范选取： 1）相对湿度为 85% ； 2）预应力管 道采 用塑 料 波纹 管成 形， 管道 摩擦 系数 =017. ； 3 ） 管道 偏差 系数K=0.0015 ； 4）锚具变形与钢束回缩值 6mm 。预应力钢束为 19 束，分为顶板束和底板束共 122 束。该桥为移动挂篮施工，挂篮荷载为 6276.3KN ，挂篮引起的弯矩为315690.6KN m。

5、考虑混凝土的湿重。3.4 施工阶段该桥模拟施工阶段为：挂篮就位、浇筑混凝土、混凝土成型，张拉预应力钢束。主墩和零号块按一次施工完成考虑。具体施工阶段见下表。表 3.4施工阶段施工阶段说明CS1桥墩和 0#块形成，张拉0#块预应力，挂篮就位，浇筑1#块CS21#块形成，张拉 1#块预应力，挂篮前移，浇筑2#块CSn（ n-1 ） #块形成，张拉（n-1 ） #块预应力，挂篮前移，浇筑 n#块CS1312#块形成，张拉 12#块预应力CS14在支架上浇筑边跨现浇段，悬臂端进行相应配重，准备合龙边跨CS15边跨合龙，张拉边跨底板预应力束和合龙束，跨中顶推，准备合龙中跨CS16中跨合龙，张拉中跨合龙束

6、CS17施加二期恒载，考虑10000 天收缩徐变影响部分施工阶段如下：图 3.4.1 CS1 阶段4图 3.4.2 CS15 边跨合龙阶段图 3.4.2 CS16 跨中合龙阶段4计算结果4.1 施工阶段应力图图 4.1.1 CS1 阶段主梁最大应力图5图 4.1.2 CS15 边跨合龙阶段主梁最大应力图图 4.1.3 CS16 跨中合龙阶段主梁最大应力图图 4.1.3 CS17 二期恒载作用下主梁最大应力图从以上应力图可以看出，该桥在施工阶段主梁未出现拉应力，该桥的设计比较合理。 且应力分布均匀， 有利于桥梁的后期收缩徐变。64.2 施工阶段主梁变形图 4.2.1 CS1 阶段主梁变形图图 4

7、.2.2 CS15 边跨合龙阶段主梁变形图图 4.2.3 CS16 中跨合龙阶段主梁变形图7图 4.2.4 CS17 二期恒载阶段主梁变形图4.3 正常使用极限状态一、短期荷载组合应力包络图图 4.3.1 短期荷载组合上缘应力包络图图 4.3.2 短期荷载组合下缘应力包络图8二、长期荷载组合应力包络图图 4.3.3 长期荷载组合上缘应力包络图图 4.3.4 长期荷载组合下缘应力包络图从以上的云图可以看出在标准组合情况下， 主梁上缘未出现拉应力。 可见，在标准组合下，基本保证主梁全截面受压，主梁应力满足 C50 混凝土抗压允许值。4.4 承载能力极限状态9图 4.4.1 承载能力极限状态组合弯矩

8、包络图图 4.4.2 承载能力极限状态组合剪力包络图4.5 分析结果一览表表 4.3.1 正常使用极限状态应力计算汇总表跨中边跨0.4L 边中支点工况上缘应力下缘应力上缘应力下缘应力上缘应力下缘应力（ MPa ）（ MPa ）（ MPa ）（ MPa ）（ MPa ）（ MPa ）短期荷载组-5.49-4.46-8.68-3.71-1.41-10.39合（最大）短期荷载组合1.851.851.851.851.851.85允许应力长期荷载-6.33-7.09-8.71-5.88-2.31-10.99组合（最大）长期荷载组合00000010允许应力注：应力拉为正，压为负。表 4.3.2 极限承载力计算汇总表跨中边跨 0.4L边中支点边支点工况弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力剪力（ KN*M）（KN ）（ KN*M）（KN ）（ KN*M）（KN ）（KN ）承载能力128346-3427948346493-718556288779582极限状态4.6 结论通过计算可以发现， 该桥在施工阶段和正常使用阶段， 主梁均未收到拉应力作用， 主梁均处在受压状态。 本桥分析了桥梁施工阶段各个阶段应力和变形情况，有助于施工人员了解该桥的受力特点。11