Z1路2号桥计算书.docx

桥梁计算书第一章概述11.1 工程概况11.2 主要技术标准1第二章结构分析依据和参数22.1 设计依据及设计规范22.1.1 主要设计依据22.1.2 主要设计规范22.1.3 主要参考规范22.2 主要材料力学指标及计算参数32.2.1 混凝土32.2.2 普通钢筋32.2.3 预应力钢材42.3 结构计算模型及分析概括42.3.1 计算软件42.3.2 结构计算内容42.4 计算荷载52.4.1 永久作用52.4.2 可变荷载52.5 荷载组合72.6 材料容许应力7第三章Zl路2号桥左幅主梁检算结果93.1 主梁纵向验算93.1.1 主梁模型93.1.2 钢筋拉应力睑算93.1.3 频遇组合下正截面抗裂睑算103.1.4 永久组合下正截面抗裂睑算123.1.5 主梁使用阶段斜截面抗裂验算153.1.6 主梁承载能力极限状态正截面抗弯验算173.1.7 主梁承载能力极限状态斜截面抗剪验算243.1.8 主梁运营阶段抗倾覆验算293.2端横梁验算323. 2.1端横梁模型324. 2.2端横梁承载能力极限状态正截面抗弯验算335. 2.3端横梁承载能力极限状态斜截面抗剪验算366. 2.4端横梁裂缝宽度验算38第四章下部结构检算结果416.1 桥台验算416.2 承台验算506.3 桩基验算534. 3.1结构尺寸534. 3.2荷载信息534. 3.3地质信息547. 3.4单桩验算结果54第五章结论65第一章概述1.1 工程概况本册计算书为Zl路2号桥结构计算书，起点桩号为K1+318.5,终点桩号为K1+363.5,桥梁全长45m。桥梁跨径布置一跨35m,桥梁与道路斜交，斜交角75°。上部结构采用预应力混凝土简支现浇箱梁，梁高2m。下部桥台采用重力式桥台，根据地勘资料桥台均采用桩径为1.5m桩基础，桩基采用机械成孔。图1- 1Z1路2号桥桥型布置图1.2 主要技术标准1.2.1 公路桥涵结构设计安全等级：一级，结构重要性系数取1.1；1.2.2 道路等级：城市次干道；1.2.3 设计行车速度：40kmh;1.2.4 车道数：双向六车道；1.2.5 桥梁全宽37.75m,横断面布置为：3m（人行道）+10.5m（车行道）+Im（双黄线）+10.5m（车行道）+3m（人行道）=28m。1.2.6 平曲线：同线路，位于直线段；1.2.7 抗震设防烈度：6度，设计基本地震加速度动峰值为0.05g,设计特征周期值0.35s；第二章结构分析依据和参数结构分析采用有限元软件桥梁博士V4进行。对于输出结果，如无特殊说明，输出单位：力一kN,矩一kN.m,应力一MPa,位移一mm。2.1 设计依据及设计规范2.1.1 主要设计依据1)设计图纸2.1.2 主要设计规范(1)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)(2)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)(3)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG3363-2019)(4)城市桥梁抗震设计规范(CJJ166-2011)(5)公路桥梁抗震设计规范(JTG/T2231-012020)(6)公路桥涵施工技术规范(JTG/T3650-2020)(7)城市桥梁设计规范(CJJ11-2011)(8)城市道路工程技术规范(GB51286-2018)(9)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(2015版本)2.1.3 主要参考规范(1)混凝土结构耐久性设计标准(GB/T50476-2019)(2)城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2-2008)(3)公路与桥梁专用设备及材料标准汇编2.2 主要材料力学指标及计算参数2.2.1 混凝土(1) C50混凝土(用于上部结构)弹性模量E=3.45X10'MPa泊松比：0.2容重=26kNm3轴心抗压强度设计值九产22.4MPa线膨胀系数k=0.00001轴心抗拉强度设计值ftd=1.83MPa(2) C25片石混凝土(用于桥台台身)弹性模量E=2.8X10"MPa泊松比：0.2容重二25kN?轴心抗压强度设计值九产2.42MPa线膨胀系数k=0.000008轴心抗拉强度设计值ftd=0.336MPa(3) C35混凝土(用于承台、台帽、挡块与桩基础)弹性模量E=3.15X10'MPa泊松比：0.2容重=26kNm3轴心抗压强度设计值f*16.IMPa线膨胀系数k=0.00001轴心抗拉强度设计值ftd=l.52MP(4)桥面铺装采用沥青混凝土，容重=24kNm3;2.2.2 普通钢筋HRB400:弹性模量E=2.0×IO5MPa抗拉强度标准值fk=400Mpa抗拉强度设计值fsd=330Mpa2.2.3 预应力钢材(1)预应力钢绞线、波纹管采用符合预应力混凝土用钢绞线(GB/T5224-2014)中规定的预应力钢绞线。a.抗拉强度标准值：fpk=1860MPa;b.弹性模量:Ep=I.95XlO5MPa;c.钢绞线的公称直径：15.2mm;d.单根钢绞线公称面积：MOmrn2;e.预应力波纹管摩阻系数：U=O.17；f.预应力波纹管管道局部偏差系数：k=0.0015m1;g.预应力钢筋松弛系数0.3o(2)预应力钢绞线锚具a.锚具回缩量：6mio2.3 结构计算模型及分析概括2.3.1 计算软件采用桥梁博士V4有限元分析软件进行结构分析。2.3.2 结构计算内容主梁按A类部分预应力混凝土构件设计，根据整体结构的形成按施工阶段、成桥阶段分别计算其内力。施工顺序：墩台现浇施工一主梁支架现浇施工一张拉预应力f拆除支架f二期恒载一收缩徐变10年。根据各个施工阶段将相应荷载施加到结构上。下部结构按普通钢筋混凝土构件进行设计。墩台根据上部结构支反力计算结果进行内力计算。2.4 计算荷载2.4.1 永久作用(1)一期恒载一期恒载包括结构自重。预应力混凝土容重考虑含筋量后取26.OkN/m3；沥青混凝土容重取24.0kN11(2)二期恒载表2-1二期恒载各部分自重表位置/材料容重(kNm3)延米重(kN/m)IOcm沥青铺装2431栏杆与人行道板(单侧)-26过桥管线-8合计-68(3)混凝土收缩徐变作用按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)取值；计算中分别考虑施工阶段、成桥时刻、使用10年时的收缩徐变对结构的影响指导设计。(4)预加力预加力施加时的混凝土龄期按7天考虑；预应力管道采用预埋波纹管成型，真空辅助压浆。2.4.2可变荷载(1)汽车荷载汽车荷载：城-A级。按城市道路工程技术规范(GB51286-2018)4.2.1条进行车辆荷载横向布置和考虑横向折减：1.8131.80,图4.3.l3车辆荷载横向布置加)表4.3.14横向折减系数横向布置设计车道数(条)2345678横向折减系数1.000.780.670.600.5S0.520.50冲击系数：按公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)中4.3.2条取值。(2)人群荷载按城市桥梁设计规范(CJJll-2011)计算采用3.OkPa0(3)制动力按照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)第4.3.6条规定，一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算总重力的10%计算，汽车荷载的制动力标准值不得小于165kNo(4)整体温度作用混凝土结构：按结构整体升温25C、降温25C计算；(5)梯度温度作用桥面铺装为IOCnl的沥青混凝土面层，竖向日照正温差按照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)表4.3.10-3取值，即=14,T2=5.5；竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。图4.3.10竖向梯度温度(尺寸单位:mm)«4.3.10-3竖向日照正温差计算的温度基数结构类型(T)T2(X)混凝土铺装256.750mm沥青混凝土铺装层206.7IOomm沥青混凝土铺装层145.5计算温度基数:距离箱梁板顶(mm)温度基数Ti(oC)0141005.52502.7510002.5 荷载组合根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015),对主梁结构进行承载能力极限状态的基本组合，正常使用极限状态的短期效应组合及长期效应组合，持久状况和短暂状况的标准效应组合。2.6 材料容许应力根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)的规定，各阶段构件截面边缘混凝土的应力应满足下列要求：表2-2预应力梁混凝土C50应力容许值阶段种类应力(MPa)备注施工阶段七0.70/=22.68法向压应力c,0.70=1.855法向拉应力使用阶段作用短期效应组合v,-0.80zx0全预应力构件正截面拉应力叫作用长期效应组合分dp作用短期效应组合0.44=1.06全预应力构件斜截面主拉应力气作用标准效应组合%.+啖二0.5几=16.2正截面压应力y,0.6/,=19.44主压应力注：正常使用极限状态的各种校核，将预加力作为荷载考虑。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第7.L5条的规定，未开裂构件受拉区预应力钢筋的最大拉应力应满足下列要求：bpe+bp0.65介=1209MPa。第三章Zl路2号桥左幅主梁检算结果3.1 主梁纵向验算3.1.1 主梁模型3.1.2 钢筋拉应力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第7. 1.5条第2款规定,使用阶段预应力混凝土受弯构件预应力钢筋的最大拉应力,应符合下列规定:未开裂构件° 卬 + ° p0. 65fpk允许开裂构件OPO+。p0. 65fpk运营阶段钢束拉应力验算表格钢束号钢束应力(MPa)容许值(MPa)是否满足梁IttFl-1154.98-1209.OO是梁WFl-I-1149.41-1209.00是梁WF1-2-1154.99-1209.00是梁WF1-3-1154.98-1209.00是梁 1SF1-4-1154.99梁 1SF1-5-1142.47梁 l#Fl-6-1142. 42梁 1#FI-7-1149. 44梁 1#F2-1145.31梁 WF2-1-1139. 74梁 WF2-2-1145.31梁 WF2-3-1145. 30梁 WF2-4-1145.31梁 WF2-5-1126. 98梁 WF2-6-1126. 97梁 WF2-7-1139. 74梁 1#F3-1173. 27梁 1#F3-1-1171.09梁 WF3-2-1173. 25梁 l#F3-3-1173. 27梁 WF3-4-1166. 90梁 1#F3-5-1173. 25梁 l#F3-6-1166. 85梁 l#F3-7-1171. 14-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是-1209. OO是3.1.3 频遇组合下正截面抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第6.3.1条第1款规定，应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列要求：A类预应力混凝土构件OSLOpc0.7flk。k。PCWO-0. 2054.432本HJJXL111LLU11IjjJJJh434.430-1.343-0.818-0.2930.2320.7571.2821.8072.3322.8573.3823.9074.432频遇组合截面顶缘、底缘拉应力图频遇组合截面顶缘、底缘拉应力表格单元截面位置顶缘底缘应力值(MPa)容许值(MPa)否足是满应力值(MPa)容许值(MPa)是否满足1L-1.34-1.86是-0.20-1.86是DO1.43-1.86是4.32-1.86是2DO1.46-1.86是4.30-1.86是31.76-1.86是3.81-1.86是331.76-1.86是3.81-1.86是ZDl1.87-1.86是3.57-1.86是4ZDl1.87-1.86是3.57-1.86是52.24-1.86是3.42-1.86是552.24-1.86是3.42-1.86是62.58-1.86是3.39-1.86是662.58-1.86是3.39-1.86是72.90-1.86是3.47-1.86是772.90-1.86是3.46-1.86是83.18-1.86是3.64-1.86是883.18-1.86是3.64-1.86是93.45-1.86是3.94-1.86是993.45-1.86是3.93-1.86是KZl3.70-1.86是4.43-1.86是10KZl3.70-1.86是4.43-1.86是113.63-1.86是4.40-1.86是11113.63-1.86是4.40-1.86是123.62-1.86是4.36-1.86是12123.62-1.86是4.36-1.86是133.70-1.86是4.22-1.86是13133.70-1.86是4.22-1.86是143.82-1.86是4.02-1.86是14143.82-1.86是4.02-1.86是153.98-1.86是3.78-1.86是15153.98-1.86是3.78-1.86是164.15-1.86是3.53-1.86是16164.15-1.86是3.53-1.86是174.29-1.86是3.33-1.86是17174.29-1.86是3.33-1.86是184.38-1.86是3.20-1.86是18184.38-1.86是3.20-1.86是194.43-1.86是3.15-1.86是19194.43-1.86是3.15-1.86是M4.43-1.86是3.15-1.86是20M4.43-1.86是3.15-1.86是214.43-1.86是3.15-1.86是21214.43-1.86是3.15-1.86是224.38-1.86是3.21-1.86是22224.38-1.86是3.21-1.86是234.28-1.86是3.34-1.86是23234.28-1.86是3.34-1.86是244.14-1.86是3.55-1.86是24244.14-1.86是3.55-1.86是253.97-1.86是3.80-1.86是25253.97-1.86是3.80-1.86是263.81-1.86是4.04-1.86是26263.81-1.86是4.04-1.86是273.69-1.86是4.24-1.86是27273.69-1.86是4.24-1.86是283.62-1.86是4.37-1.86是28283.62-1.86是4.37-1.86是293.64-1.86是4.41-1.86是29293.64-1.86是4.41-1.86是KZ23.70-1.86是4.43-1.86是30KZ23.70-1.86是4.43-1.86是313.45-1.86是3.93-1.86是31313.45-1.86是3.94-1.86是323.18-1.86是3.64-1.86是32323.18-1.86是3.64-1.86是332.90-1.86是3.46-1.86是33332.90-1.86是3.47-1.86是342.58-1.86是3.39-1.86是34342.58-1.86是3.39-1.86是352.24-1.86是3.42-1.86是35352.24-1.86是3.42-1.86是ZD21.87-1.86是3.57-1.86是36ZD21.87-1.86是3.57-1.86是371.59-1.86是4.09-1.86是37371.59-1.86是4.09-1.86是Dl1.46-1.86是4.30-1.86是38Dl1.43-1.86是4.32-1.86是R-1.34-1.86是-0.20-1.86是3.14准永久组合下正截面抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第6.3.1条第1款规定，应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列要求：A类预应力混凝土构件Ost-OPcw0.7flk。k-。PcWO5. 98300.5441.0881.6322.1762.7203.2643.8084.3524.8955.4395.983准永久组合截面顶缘、底缘拉应力图准永久组合截面顶缘、底缘拉应力表格单元截面位置顶缘底缘应力值(MPa)容许值(MPa)是否满足应力值(MI,a)容许值(MPa)是否满足1L00是00是DO2.920是4.670是2DO2.920是4.670是33.230是4.160是333.230是4.160是ZDl3.340是4.000是4ZDl3.340是4.000是53.720是3.910是553.720是3.910是64.070是3.950是664.070是3.950是74.390是4.110是774.390是4.110是84.680是4.380是884.680是4.380是94.950是4.810是994.950是4.810是KZl5.210是5.470是10KZl5.210是5.470是115.140是5.500是11115.140是5.500是125.130是5.500是12125.130是5.500是135.210是5.380是13135.210是5.380是145.340是5.200是14145.340是5.200是155.510是4.970是15155.510是4.970是165.690是4.730是16165.690是4.730是175.830是4.530是17175.830是4.530是185.930是4.410是18185.930是4.410是195.980是4.360是19195.980是4.360是M5.980是4.360是20M5.980是4.360是215.980是4.360是21215.980是4.360是225.930是4.410是22225.930是4.410是235.820是4.550是23235.820是4.550是245.670是4.750是24245.670是4.750是255.490是4.990是25255.490是4.990是265.320是5.220是26265.320是5.220是275.200是5.390是27275.200是5.390是285.130是5.500是28285.120是5.500是295.140是5.490是29295.140是5.490是KZ25.210是5.470是30KZ25.210是5.470是314.950是4.810是31314.950是4.810是324.680是4.380是32324.680是4.380是334.390是4.110是33334.390是4.110是344.070是3.950是34344.070是3.950是353.720是3.910是35353.720是3.910是ZD23.340是4.000是36ZD23.340是4.000是373.05O是4.44O是37373.05O是4.44O是Dl2.92O是4.67O是38Dl2.92O是4.67O是ROO是OO是3.1.5 主梁使用阶段斜截面抗裂验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第6.3.1条第2款规定，斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列要求：A类预应力混凝土构件预制构件。ip0.73现场浇筑(包括预制拼装)构件。lp0.53-0. 004-0. 7850.785-0.714-0.643-0.572-0.501-0.430-0.359-0.288-0.217-0.146-0.075-0.004频遇组合截面主拉应力图频遇组合截面主拉应力表格单元截面位置应力值(MPa)容许值(MPa)是否满足1L-0.78-1.33是DO-0.18-1.33是2DO-0.12-1.33是3-0.09-1.33是33-0.09-1.33是ZDl-0.07-1.33是4ZDl-0.06-1.33是5-0.04-1.33是55-0.04-1.33是6-0.03-1.33是66-0.02-1.33是7-0.01-1.33是77-0-1.33是8-0-1.33是88-0-1.33是9-0.02-1.33是99-0.03-1.33是KZl-0.06-1.33是10KZl-0-1.33是11-0-1.33是1111-0-1.33是12-0.02-1.33是1212-0.02-1.33是13-0.04-1.33是1313-0.04-1.33是14-0.05-1.33是1414-0.05-1.33是15-0.06-1.33是1515-0.06-1.33是16-0.05-1.33是1616-0.05-1.33是17-0.03-1.33是1717-0.03-1.33是18-0.02-1.33是1818-0.02-1.33是19-0-1.33是1919-0-1.33是M-0-1.33是20M-0-1.33是21-0-1.33是2121-0-1.33是22-0.02-1.33是2222-0.02-1.33是23-0.03-1.33是2323-0.03-1.33是24-0.05-1.33是2424-0.06-1.33是25-0.06-1.33是2525-0.06-1.33是26-0.05-1.33是2626-0.05-1.33是27-0.04-1.33是2727-0.04-1.33是28-0.02-1.33是2828-0.02-1.33是29-0-1.33是2929-0-1.33是KZ2-0-1.33是30KZ2-0.06-1.33是31-0.03-1.33是3131-0.02-1.33是32-0-1.33是3232-0-1.33是33-0-1.33是3333-0.01-1.33是34-0.02-1.33是3434-0.03-1.33是35-0.04-1.33是3535-0.04-1.33是ZD2-0.06-1.33是36ZD2-0.07-1.33是37-0.11-1.33是3737-0.11-1.33是Dl-0.12-1.33是38Dl-0.18-1.33是R-0.78-1.33是3.1.6 主梁承载能力极限状态正截面抗弯验算最大弯矩：根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第5. 1.2条的规定，桥梁构件的承载能力极限状态计算应满足：YOSWR-69210.455-52985.551-36760.648-20535.744-4310.84111914.06228138.96644363.86960588.77276813.67693038.579109263.482最大弯矩及其对应的抗力图最大弯矩和对应的抗力表格单元面置截位MAX.MY对应的内力承载力第I组第Il组是否通过N(kN)MY(kNm)MZ(kNm)Nl伙N)MYl(kNm)MZl(kNm)N2伙N)MY2(kNm)MZ2(kNm)1LO00000000是DO-1.3-122.0-0-1.3-69207.70-1.369862.00是2DO2.3-122.0-158.92.3-69210.502.369864.50是3010430.1-201.40-65410,30073811.60是331.510431.5-156.21.5-65411,501.573812.60是ZDl-O14389.6-154.9-0-63928,10-075444.10是4ZDl53.914389.6-200.053.9-63970,0053.975482.00是557.823708.1-161.957.8-60221,4057.879485.60是5561.823708.1-246.361.8-60224.5061.879488.30是667.332281.0-208.767.3-56365.2067.383238.20是6671.032281.0-185.271.0-56368.1071.083240.70是778.540137.0-151.478.5-52776.3078.587320.20是7781.640137.0-178.481.6-52778.8081.687322.30是892.047305.9-147.092.0-49040.0092.090900.30是8894.347305.9-171.994.3-49041.8094.390901.80是9108.453818.-142.4108.4-453410108.494768.90是6.599109.653818.6-168.2109.6-45342,40109.694769.70是KZl129.159707.3-139.0129.1-41188,50129.198634.90