桥梁横梁计算书解读.doc

A13#中横梁计算书1.1 设计规范(1) 《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004(2) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004(3) 《公路桥梁抗震设计细则》 JTG/T B02-01-2008(4) 《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D63-20071.2 计算参数主要材料及技术参数(1) 混凝土力学指标混凝土力学指标表表 1-1项目C50C40fck（ MPa）32.426.8ftk（ MPa）2.652.40fcd（ MPa）22.418.4ftd（ MPa）1.831.65弹性模量 Ec（MPa）3450032500剪切模量 Gc（ MPa）1380013000泊松比 μ0.20.2热膨胀系数 α0.000010.00001(2) 钢绞线力学指标钢绞线力学指标表表 1-2项目Φs15.2弹性模量 Ep（ MPa）195000fpk（ MPa）1860fpd（ MPa）1260热膨胀系数 α0.000012(3) 钢筋力学指标1项 目fsk（MPa）fsd（MPa）’fsd （MPa）弹性模量 Es（ MPa）钢筋力学指标表表 1-3HRB335R2353352352801952801952000002000001.3 工程概况简龙互通式立体交叉 A 匝道桥第四联上部结构是跨径组合为 (3x28.5)m 等高度变截面预应力混凝土现浇连续箱梁，桥梁宽度为 23.671~33.732m，桥梁设计主要技术标准如下：设计荷载：城— A ，公路 -I 级；受力阶段：浇注梁；加二期恒载；使用阶段预应力体系布置横梁预应力筋主要有： 13-Φs15.2mm 钢绞线，管道采用塑料波纹管。

1.4 计算荷载取值永久作用(1) 一期恒载主梁： C50墩： C40横梁自重，预应力混凝土容重取 26kN/m3预应力：预应力钢绞线采用公称直径 Φs15.2mm 低松弛钢绞线， 其抗拉强度标准值 fpk=1860MPa，弹性模量 Ep=1.95 ×105MPa预应力钢束与管道的摩擦系数 μ取 0.17，管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 k 取 0.0015混凝土收缩徐变作用：按规范考虑2) 上部主梁主梁支反力计算中取桥梁纵向计算相关数据进行中横梁的计算，上部荷载反力（包括二期恒载）作用在每个支点处为 3169.9KN；2(3) 收缩徐变收缩徐变时间取 10 年，即 3650 天可变作用(1) 汽车荷载荷载等级：城— A，公路 -I 级；采用横向移动荷载加载计算(2) 温度荷载整体温差：升温 20℃，降温 20℃；局部温差：正负温度梯度按规范沥青混凝土铺装取值主梁按《公路桥涵设计通用规范》 （ JTG D60-2004）计入梯度温度影响1.5 荷载组合荷载组合(1) 持久状况和短期状况应力标准组合：作用取标准值，汽车荷载考虑冲击系数(2) 持久状况正常使用极限状态短期效应组合 :永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应组合长期效应组合 :永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应组合(3) 持久状况承载能力极限状态基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合1.6 计算过程说明计算说明(1) 计算方法计算采用 Midas/civil 进行平面杆系分析，根据桥梁施工流程划分结构计算的施工阶段。

根据荷载组合要求的内容进行内力、 应力、主梁极限承载力计算， 按 A类预应力构件验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力是否符合规范要求3(2) 施工方法本桥采用满堂支架浇注施工计算要点横梁按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算，考虑长度为6 倍顶板厚度的顶底板参与横梁受力，根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、极限承载能力计算，按 A 类预应力构件验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力及整体刚度是否符合规范要求1) 计算模型横梁模型共划分 48 个单元，52 个节点下部墩柱与上部结构间采用刚性连接桥梁模型如下图所示图 1-2 结构计算模型图1.7 计算结果汇总施工状态应力验算按照新《公桥规》第 条规定，在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合：压应力t't'cc0.70 fck ，拉应力ct0.70 f tk 本桥施工时混凝土强度已达到标准强度的 90%，故压应力允许值0.70 fck' 0.70 0.9 32.4 20.40 MPa ； 拉 应 力 允 许 值 0.70 ftk' 0.70 ×0.9 ×2.65=41.67MPa下图所列为施工阶段截面边缘混凝土的最大、最小正应力。

图 1-3-1 施工阶段法向压应力验算 (最大 ) (单位： MPa)图 1-3-2 施工阶段法向压应力验算 (最小 ) (单位： MPa)由上图可见， 施工阶段应力均满足规范要求持久状况正常使用极限状态验算按照正常使用极限状态的要求， 采用作用短期效应组合和长期效应组合， 按 A 类预应力混凝土构件进行抗裂验算A.正应力验算按照规范 JTGD62-2004 第条，正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，对于 A 类预应力混凝土构件，在荷载短期效应组合下，应满足：st pc 0.7 ftk 1.855MPa ；5图 1-4-1 使用阶段正截面抗裂验算 (短期组合 ) (单位： MPa)在荷载长期效应组合下，应满足： lt pc 0 图 1-4-2 使用阶段正截面抗裂验算 (长期组合 ) (单位： MPa)由以上两图可见：长效组合下除梁端外均未出现拉应力，短效组合下在 3#墩顶出现最大 0.6Mpa 拉应力，由此可知，横梁在正常使用阶段正截面抗裂满足规范要求B.主拉应力验算按照规范 JTGD62-2004 第条，斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，对于 A 类预应力混凝土现场浇筑构件，在作用短期效应组合下，应满足： tp 0.5 ftk 1.325MPa 。

图 1-5 使用阶段斜截面抗裂验算 (单位： MPa)由上图可见，忽略梁端处主拉应力的影响，主梁在正常使用阶段斜截面抗裂满足规范要求持久状况预应力混凝土构件应力验算按照规范 JTG D62-2004 第条，按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件，应计算其使用阶段正截面混凝土法向压应力和斜截面混凝土主压应力，并不6超过相应限值计算时作用取标准值，汽车荷载考虑冲击系数A.混凝土正压应力验算按照规范 JTG D62-2004 第条，使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土最大正应力应符合以下规定：kc pt 0.5 f ck 16.2MPa图 1-6 使用阶段正截面压应力验算 (单位： MPa)标准组 合作 用下 ，构 件正 截面最 大压应力 为 9.08MPa ，小 于规范 限值16.2MPa，使用阶段主梁正截面混凝土压应力满足要求B.使用阶段混凝土主压应力验算按照规范 JTG D62-2004 第条，预应力混凝土受弯构件由作用标准值和预加力产生的混凝土主压应力 cp 应符合以下规定：cp 0.6 f ck 0.6 32.4 19.44MPa图 1-7 使用阶段斜截面主压应力验算 (单位： MPa)7标准组合作用下，构件截面最大主压应力为 9.08MPa ，满足规范限值19.44MPa，使用阶段主梁截面混凝土主压应力满足要求。

预应力钢筋拉应力验算按照规范 JTG D62-004 第条，使用阶段预应力混凝土受弯构件受拉区预应力钢筋的最大拉应力应满足：pe p 0.65 f pk 0.65 1860 1209MPa预应力钢筋拉应力验算表 1-4钢束编号张拉控制应力 σ预应力最大拉应力σpe+σp(MPa)con(MPa)N113950.75fpk1145.2N213950.75fpk1151.4经验算，预应力钢束产生最大拉应力 1151.4MPa，满足规范要求承载能力极限状态强度验算按照桥规持久状况承载能力极限状态计算要求，主梁应满足正截面抗弯强度、斜截面抗剪强度要求A.正截面抗弯强度验算按照规范 JTG D62-2004 第条，进行主梁承载能力极限状态内力组合将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，考虑预加力引起的次效应，并考虑普通钢筋的作用其中，顶板布置 25 根间距 10cm 的 φ25 普通钢筋，底板布置 25 根间距 10cm 的φ 25 的普通钢筋图 1-8 结构抗弯承载力包络图 (单位： kN-m)由上图可见，结构抗弯承载力均满足要求。