直升桥计算书1031.docx

1、直升桥计算书1031荣昌县荣峰河防洪护岸综合整治工程直升桥计算书二一三年十月杭州荣昌县荣峰河防洪护岸综合整治工程直升桥计算书二一三年十月杭州编号： 密级： 工程名称：荣昌县荣峰河防洪护岸综合整治工程直升桥计算书设计阶段：施工图设计阶段审 查： 年 月 日校 核： 年 月 日计 算： 年 月 日二一三年十月杭州目 录1 概 述 12 设计采用的规范及依据 12.1 设计采用的规范 12.2 计算依据 13 主要技术标准 14 计算模型 25 材料及计算参数选取 26 作用及组合 36.1 作用 36.1.1 人行桥 36.1.2 电缆桥 36.2 荷载组合 36.3 数值符号规定 37 上部结构

2、验算 47.1 结构计算结果 47.1.1 人行桥 47.1.2 电缆桥 57.2 拱圈截面强度验算 57.2.1 人行桥 57.2.2 电缆桥 67.4 下部结构计算 67.4.1 工程地质 67.4.2 下部结构构造 77.4.3 基底应力 77.4.4 抗滑动稳定性验算 81 概 述本项目位于重庆市荣昌县新城区，为荣昌县荣峰河防洪护岸综合整治工程中一座人行景观桥及紧邻一座电缆桥。人行拱桥与河道正交，桥型为1-33m钢筋混凝土箱型拱桥，装修形式为石拱桥，矢跨比1/4.125，钢筋混凝土拱圈厚度为160cm，装修石厚度15cm，宽5.32米。电缆桥箱梁高度为1.6米，宽3.52米，跨度及矢跨

3、比与人行桥相同。人行桥与电缆桥共用重力式桥台基础，基础直接落于中风化砂岩上。2 设计采用的规范及依据2.1 设计采用的规范(1) 城市道路设计规范CJJ37-2012(2) 城市人行天桥及人行地道技术规范CJJ 69-1995(3) 城市桥梁设计规范CJJ11-2011(4) 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004(5) 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D73-2007(6) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004(7) 公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005 (8) 城市桥梁抗震设计规范CJJ 166-2011(9) 公路工程地质勘察规范JTJ C20

4、-2011 (10) 公路桥涵施工技术规范JTG/T F502011(11) 其余参照现行国家、交通部有关标准、规范和文件2.2 计算依据(1) 荣昌县荣峰河防洪护岸综合整治工程工程地质勘察报告（二一一年十月）(2) 荣昌县荣峰河综合整治工程关于设计相关工作的函（荣峰河综合整治工程指挥部）3 主要技术标准(1) 设计安全等级：二级；(2) 设计基准期：100年； (3) 设计使用年限：50年；(4) 环境类别： I类；(5) 设计荷载：人群荷载4kN/m2；(6) 桥面宽度：人行桥桥面宽度0.66m（栏杆）+4m（人行道）+0.66m(栏杆)=5.32m；电缆桥宽度：0.66m（栏杆）+2.2

5、m+0.66m(栏杆)=3.52m；(7) 设计水位：常水位306.5，设计洪水位311.145（20年一遇）； (8) 抗震设防标准：抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0.05g。 4 计算模型利用大型结构分析软件MIDAS/Civil2011建立直升桥裸拱的空间有限元模型进行计算分析，单元采用空间梁单元，模型共划分为138个节点136个单元，边界条件按无铰拱，两端固结考虑。图4-1 直升桥有限元模型5 材料及计算参数选取拱圈：C40钢筋混凝土,轴心抗压强度设计值fcd=18.4MPa,轴心抗拉强度设计值ftd=1.65Mpa,弹性模量E=32500Mpa,密度26KN/m3；拱圈装修

6、石：高湖石, 密度24KN/m3；拱上侧墙：高湖石, 密度24KN/m3；拱上填料：5掺量水泥稳定碎石，密度为24KN/m3；桥面铺装：5cm高湖石桥面，3cm M10水泥砂浆，密度25KN/m3。6 作用及组合6.1 作用6.1.1 人行桥永久作用：恒载计算，主拱圈自重由程序自动考虑，拱上建筑及桥面系按二期恒载考虑，按线形荷载形式加载。可变作用：人群荷载4.0kN/m2,按照影响线进行加载；温度按升温20oC, 降温15oC考虑。6.1.2 电缆桥永久作用：恒载计算，主拱圈自重由程序自动考虑。可变作用：温度按升温20oC, 降温15oC考虑。6.2 荷载组合根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

7、涵设计规范(JTG D62-2004)要求，按正常使用极限状态进行组合并用于裂缝检验，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。依据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第4.1.6条和第4.1.7条规定进行荷载效应组合如下：1) 承载能力极限状态基本组合2) 正常使用极限状态 作用短期效应组合 作用长期效应组合6.3 数值符号规定内力：轴力以受拉为正，受压为负；剪力以绕隔离体逆时针旋转为正，顺时针旋转为负；弯矩以截面下缘受拉为正，上缘受拉为负；扭矩正方向按右手法则取用。应力：拉应力为正，压应力为负；剪应力正负方向与剪力正负方向一致。位移：线位移与整体坐标系方向相同为正，

8、相反为负。其它方向约定，详见图6-1。单位：轴力kN，剪力kN，弯矩kN.m，应力MPa图6-1 梁单元内力、应力和位移正方向示意图7 上部结构验算7.1 结构计算结果7.1.1 人行桥承载能力极限状态计算结果如下： 承载能力极限状态内力计算结果项目截面轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kN.m）承载拱顶-2467-148-36601/4L-3064-616-1071拱脚-4387400-4831正常使用极限状态计算结果如下：正常使用极限状态内力计算结果项目截面轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kN.m）正常拱顶-248314517741/4L-3211-580-422拱脚-3931-45217917

9、.1.2 电缆桥承载能力极限状态内力计算结果项目截面轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kN.m）承载拱顶-110570-11801/4L-1102346-333拱脚-1352632-3162正常使用极限状态内力计算结果如下：正常使用极限状态内力计算结果项目截面轴力（kN）剪力（kN）弯矩（kN.m）正常拱顶-809258861/4L-878136-220拱脚-1012-662-21227.2 拱圈截面强度验算 7.2.1 人行桥人行拱桥截面强度验算项目拱顶1/4L拱脚0Nd（kN）-2467-3064-43870Md（kN.m）-3660-1071-4831ey（m）1.480.351.10NR（

10、kN）1.45e+04 Nd,满足规范要求5.65e+03 Nd,满足规范要求2.25e+04 Nd,满足规范要求根据上述表格可知，截面的承载能力满足规范要求，正常使用状态最大裂缝宽度为0.0685mm Nd,满足规范要求4.33+03 Nd,满足规范要求4.73+03 Nd,满足规范要求从以上表可知，截面承载能力均满足规范要求，正常使用状态最大裂缝宽度为0.0803mm0.2mm满足要求。7.4 下部结构计算7.4.1 工程地质工程地质层组的划分原则是根据其沉积年代，成因类别和强度特征划分。沿堤防两岸地表覆盖层主要为素填土（Q4ml）、粉质粘土（Q4el+dl、Q4al+pl），河道内和河漫

11、滩主要为粉质粘土（Q4al+pl），下伏基岩为侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）砂岩、泥岩及少量泥质粉砂岩。（1）第四系（Q4）素填土：杂色，主要由强、中风化砂岩及泥岩碎块石及粉质粘土组成，主要分布于两岸施工区附近，松散稍密，厚度一般0.5016.80m。粉质粘土：紫褐色、灰褐色，呈可塑状，干强度中等，韧性中等，切面无光泽，无摇震反应。分布于河道的两岸及河道内和河漫滩，厚度0.60m6.20m。（2）侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）砂岩：灰白色、灰褐色，细粒结构，厚层状构造，钙质胶结。主要矿物成分以长石、石英为主，次为云母，钙泥质胶结。场地内露星出露，钻探揭露单层厚度1.00（ZK32）21.40m

12、（ZK145），底界标高284.60m（ZK3）329.46m（ZK17）。 泥岩：紫红色，泥质结构，厚层状构造，主要由粘土矿物组成。钻探揭露单层厚度1.00（ZK77）19.50m（ZK17），底界标高282.88m（ZK8）310.82m（ZK166）。 泥质粉砂岩：紫红色，泥质粉砂结构，厚层状构造。本次勘察仅ZK60孔揭露，揭露厚度3.50m，底界标高299.83m。7.4.2 下部结构构造本桥下部结构采用重力式拱座基础，其一般构造如下图。拱座构造图7.4.3 基底应力考虑本桥的竖向力由地基土承担，经计算上部结构传至拱座的竖向力F=4755kN，加上拱座自重后计算得到的基础最大应力Sx=242 KPa= 500.00 KPa 满足容许承载力满足要求。7.4.4 抗滑动稳定性验算考虑本桥的水平力由地基及台后土压力承担，计算模型如下：拱桥水平推力经计算为T=5192KN；台身后侧土压力T1=4617KN。由地基承担的水平力T2=5192-4617=575KN。基底摩擦系数取0.4，基底摩擦力=4300KN该桥抗滑移稳定性满足规范规定