新规范35m箱梁计算书.docx
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新规范35m箱梁计算书
新规范35m箱梁计算书.
一、总体概述
上部箱梁构造为5×35连续小箱梁,桥宽12.25米,由4榀小箱梁联结构成,布置图如下图所示。
设计荷载公路Ⅰ级。
本计算只对边梁单榀箱梁进行分析,模型为5×35m=175m连续箱梁,桥面铺装及防撞护栏以均布荷载方式加载,活载以单列车队乘以横向分布系数加载。
箱梁横断面图
纵向、横向分析分别采用MDIAS和桥梁博士计算分析程序,计算分析采用的主要规范有:
1.《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
2.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
3.《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
(一)技术指标
设计荷载:
公路Ⅰ级。
桥面宽度:
0.5+11.25+0.5=12.25米,单幅桥。
标准桥面横坡:
2%
跨径:
35米
斜度:
0°,10°,20°,30°,40°
主梁片数:
4片梁。
预制梁长:
34.3米。
预制梁高:
1.8米。
桥面铺装:
9cm沥青混凝土。
混凝土调平层:
8cm50号混凝土。
(二)相关参数
相对温度75%
桥面板与其它部分的温差为±5°
预应力管道成形为钢波纹管
管道摩擦系数u=0.25
管道偏差系数λ=0.0025l/米
钢筋回缩和锚具变形为6mm
(三)主要材料
1.混凝土材料
预制箱梁、横隔板50号混凝土
现浇连续段、封锚端、湿接缝50号混凝土
现浇桥面层50号混凝土
主梁采用50号混凝土,力学性能见表1.1
混凝土力学性能表表1.1
材料
项目
50号混凝土
弹性模量(Mpa)
35000
容重(吨/米3)
2.55
热膨胀系数
0.00001
标准抗压强度(Mpa)fck
32.4
设计抗压强度(Mpa)fcd
22.4
容许压应力(Mpa)0.5×fck
16.2
标准抗拉强度(Mpa)ftk
2.65
设计抗拉强度(Mpa)ftd
1.83
容许拉应力(Mpa)0.7×ftk
1.85
2.预应力材料
预应力筋均采用符合ASTMA416-96a标准的高强低松弛270级钢绞线,公称直径φj15.24mm,公称面积为140mm2,标准强度为
,,控制张拉应力为1395MPa。
弹性模量为
。
(四)预应力布置
预应力构造分为两种类型:
顶板索和腹板连续索。
预制小箱梁采用OVM型锚具及配套的设备。
箱梁顶板负矩钢束采用BM15型锚具及配套的设备,管道成孔采用波纹扁管,且要求钢波纹扁管的钢带厚度不小于0.35mm。
预应力张拉采用引伸量和张拉吨位双控。
并以引伸量为主。
引伸量误差不得超过-5%~10%。
(五)施工工序
⑴ 预制主梁,张拉预应力钢束。
⑵ 用天线吊装逐孔架设箱梁,要求现浇箱梁横隔板湿接缝。
⑶ 现浇连续墩顶混凝土。
⑷ 待连续段混凝土达强度95%后,先两端张拉墩顶负弯矩钢束形成连续刚构体系,再现浇桥面混凝土。
⑸ 待桥面板混凝土达到强度形成全截面后,安装伸缩缝及施工桥面系。
(六)活荷载分布影响系数
在计算活荷载横向分配系数时,运用的软件为桥梁博士。
采用的方法为刚接板梁法。
结果如下:
中跨横向分配系数表格 表1.2
梁号
分配系数
公路Ⅰ级
1(边梁)
0.829
2(中梁)
0.583
3(中梁)
0.582
4(边梁)
0.549
二、35米箱梁简支变刚构连续计算
一、结构计算模型
主梁高为1.8米,宽为2.4米,具体见图2.1。
在计算分析时,将8㎝厚的现浇防水混凝土及9cm厚的沥青混凝土简化为梁单元荷载作用在主梁之上,不考虑其对刚度的贡献。
选择了一跨5联进行计算,将整个桥梁离散为190个单元,191个节点。
单元划分示意图见图2.2、图2.3(图中只示出了半跨结构)。
图2.1 主梁横断面图(㎝)
图2.2 边跨单元位置图
图2.3 中跨单元位置图
三、主要荷载
1.混凝土容重为2.6吨/米2。
2.桥面铺装按17厘米厚计算(8cm调平层,9cm沥青混凝土)。
3.护拦单侧重0.8吨/米。
5.温度荷载
顶板升温变化为0―(+5.5)―(+14)度。
顶板降温变化为0―(-2.75)―(-7)度。
四、主要荷载组合
使用阶段计算了八种组合:
(1)恒载+公路Ⅰ级(最大)
(2)恒载+公路Ⅰ级(最小)
(3)恒载+公路Ⅰ级(最大)+升温
(4)恒载+公路Ⅰ级(最小)+升温
(5)恒载+公路Ⅰ级(最大)+降温
(6)恒载+公路Ⅰ级(最小)+降温
五、施工阶段
在用MIDAS运行计算分析时,将结构模拟为3个施工阶段,施工步骤如下所示:
①阶段:
预制梁:
张拉底板钢束。
②阶段:
浇注墩顶湿结缝,结构连续形成,张拉顶板预应力。
③阶段:
浇注桥面板,桥面铺装完成。
施工阶段表格表2.1
阶段
阶段内容
安装的单元编号
1
预制T梁(简支)
1~37,40~75,78~113,116~151,154~190
2
张拉腹板预应力钢束
3
浇注墩顶混凝土,形成连续段
38,39,76,77,114,115,152,153,
4
张拉顶板预应力
5
桥面铺装
6
运营
六、应力计算结果
在上图中,其中25,26,51单元为湿结缝单元,1-37,40-75单元为预制梁单元,表格中只列出1-76单元的沿梁长法向应力的结果,116-151与154-190关于中心对称,故未列出。
本文只取半对称跨,具体结果见表格2.1~2.6:
施工阶段各截面的压应力(MPa)表2.1
单元
杆端
第①阶段
第②阶段
第③阶段
上缘
下缘
上缘
下缘
上缘
下缘
1
I端
-2.49
-5.68
-2.47
-5.68
-2.47
-5.69
2
I端
-2.45
-5.74
-2.42
-5.76
-2.47
-5.70
3
I端
-2.24
-6.06
-2.16
-6.15
-2.41
-5.84
4
I端
-2.03
-6.40
-1.89
-6.56
-2.35
-6.01
5
I端
-1.83
-7.18
-1.60
-7.45
-2.36
-6.53
6
I端
-1.71
-7.94
-1.38
-8.33
-2.43
-7.06
7
I端
-1.68
-8.67
-1.25
-9.19
-2.57
-7.56
8
I端
-1.76
-9.34
-1.23
-9.99
-2.81
-8.02
9
I端
-1.94
-9.99
-1.30
-10.80
-3.12
-8.47
10
I端
-2.17
-10.70
-1.43
-11.60
-3.46
-8.96
11
I端
-2.39
-10.50
-1.54
-11.60
-3.73
-8.72
12
I端
-2.63
-10.20
-1.69
-11.40
-4.00
-8.39
13
I端
-2.90
-9.76
-1.86
-11.10
-4.28
-7.94
14
I端
-3.16
-9.34
-2.03
-10.80
-4.52
-7.54
15
I端
-3.41
-8.90
-2.18
-10.50
-4.72
-7.17
16
I端
-3.62
-8.52
-2.29
-10.20
-4.85
-6.89
17
I端
-3.79
-8.20
-2.36
-10.10
-4.92
-6.71
18
I端
-3.91
-7.95
-2.39
-9.92
-4.91
-6.62
19
I端
-3.98
-7.79
-2.36
-9.89
-4.83
-6.66
20
I端
-3.99
-7.69
-2.17
-10.00
-4.44
-7.08
21
I端
-3.92
-7.76
-2.01
-10.20
-4.13
-7.47
22
I端
-3.80
-7.95
-1.79
-10.60
-3.75
-8.00
23
I端
-3.63
-8.23
-1.53
-11.00
-3.29
-8.66
24
I端
-3.42
-8.61
-1.21
-11.50
-2.75
-9.46
25
I端
-3.22
-9.02
-6.41
-10.30
-7.65
-8.67
26
I端
-2.95
-9.44
-6.09
-10.90
-7.06
-9.56
27
I端
-2.68
-9.87
-5.76
-11.40
-6.44
-10.50
28
I端
-2.45
-10.10
-5.47
-11.80
-5.83
-11.30
29
I端
-2.24
-10.30
-5.20
-12.10
-5.22
-12.00
30
I端
-2.00
-9.61
-4.82
-11.30
-4.48
-11.80
31
I端
-1.82
-8.98
-4.51
-10.70
-3.78
-11.60
32
I端
-1.78
-8.31
-7.75
-8.84
-6.65
-10.30
33
I端
-1.80
-7.60
-7.60
-8.11
-6.10
-10.00
34
I端
-1.92
-6.86
-7.54
-7.36
-5.62
-9.77
35
I端
-2.14
-6.07
-7.58
-6.57
-5.24
-9.50
36
I端
-2.32
-5.81
-7.71
-6.38
-5.08
-9.69
37
I端
-2.33
-5.49
-7.65
-6.15
-4.72
-9.86
38
I端
0.00
0.00
-5.42
-0.74
-2.40
-4.62
单元
杆端
第①阶段
第②阶段
第③阶段
上缘
下缘
上缘
下缘
上缘
下缘
39
I端
0.00
0.00
-5.42
-0.74
-2.40
-4.62
40
I端
-2.33
-5.50
-7.66
-6.11
-4.61
-9.98
41
I端
-2.31
-5.81
-7.68
-6.40
-4.89
-9.92
42
I端
-2.13
-6.08
-7.50
-6.66
-4.96
-9.84
43
I端
-1.91
-6.87
-7.37
-7.54
-5.20
-10.30
44
I端
-1.79
-7.61
-7.35
-8.40
-5.53
-10.70
45
I端
-1.76
-8.33
-7.41
-9.24
-5.92
-11.20
46
I端
-1.80
-9.01
-4.08
-11.20
-2.87
-12.80
47
I端
-1.98
-9.65
-4.30
-12.00
-3.40
-13.20
48
I端
-2.21
-10.30
-4.58
-12.90
-3.97
-13.70
49
I端
-2.41
-10.20
-4.77
-12.70
-4.43
-13.10
50
I端
-2.64
-9.92
-4.97
-12.40
-4.89
-12.60
51
I端
-2.91
-9.50
-5.22
-12.00
-5.35
-11.80
52
I端
-3.17
-9.08
-5.45
-11.60
-5.78
-11.10
53
I端
-3.36
-8.68
-0.15
-12.80
-0.68
-12.20
54
I端
-3.58
-8.30
-0.38
-12.40
-1.06
-11.60
55
I端
-3.75
-7.98
-0.56
-12.10
-1.37
-11.00
56
I端
-3.88
-7.72
-0.70
-11.80
-1.61
-10.60
57
I端
-3.96
-7.52
-0.80
-11.60
-1.78
-10.30
58
I端
-3.96
-7.52
-0.83
-11.60
-1.86
-10.20
59
I端
-3.88
-7.72
-0.76
-11.70
-1.78
-10.40
60
I端
-3.75
-7.98
-0.65
-12.00
-1.63
-10.70
61
I端
-3.58
-8.30
-0.49
-12.30
-1.41
-11.10
62
I端
-3.36
-8.68
-0.29
-12.70
-1.11
-11.60
63
I端
-3.17
-9.08
-5.62
-11.40
-6.29
-10.40
64
I端
-2.91
-9.50
-5.41
-11.80
-5.95
-11.00
65
I端
-2.64
-9.92
-5.19
-12.10
-5.57
-11.60
66
I端
-2.41
-10.20
-5.01
-12.40
-5.19
-12.10
67
I端
-2.21
-10.30
-4.86
-12.50
-4.82
-12.50
68
I端
-1.98
-9.65
-4.60
-11.60
-4.32
-12.00
69
I端
-1.80
-9.01
-4.40
-10.80
-3.86
-11.50
70
I端
-1.76
-8.33
-7.75
-8.82
-6.96
-9.85
71
I端
-1.79
-7.61
-7.71
-7.95
-6.62
-9.34
72
I端
-1.91
-6.87
-7.75
-7.07
-6.36
-8.83
73
I端
-2.13
-6.08
-7.90
-6.17
-6.18
-8.31
74
I端
-2.31
-5.81
-8.09
-5.89
-6.16
-8.33
75
I端
-2.33
-5.50
-8.09
-5.58
-5.93
-8.32
76
I端
0.00
0.00
-5.85
-0.18
-3.65
-3.01
使用阶段各截面的压应力(MPa)表2.2
单元
杆端
恒载+公路Ⅰ级(max)
恒载+公路Ⅰ级(min)
上缘
下缘
上缘
下缘
1
I端
-2.47
-5.68
-2.47
-5.69
2
I端
-2.47
-5.65
-2.51
-5.70
3
I端
-2.40
-5.61
-2.60
-5.86
4
I端
-2.32
-5.61
-2.67
-6.05
5
I端
-2.31
-5.86
-2.91
-6.59
6
I端
-2.36
-6.11
-3.19
-7.14
7
I端
-2.48
-6.34
-3.53
-7.68
8
I端
-2.69
-6.53
-3.96
-8.17
9
I端
-2.98
-6.70
-4.45
-8.65
10
I端
-3.30
-6.90
-4.96
-9.18
11
I端
-3.55
-6.51
-5.35
-8.98
12
I端
-3.80
-6.04
-5.72
-8.67
13
I端
-4.05
-5.47
-6.08
-8.25
14
I端
-4.27
-4.98
-6.39
-7.88
15
I端
-4.45
-4.55
-6.63
-7.54
16
I端
-4.56
-4.22
-6.80
-7.29
17
I端
-4.61
-4.02
-6.88
-7.13
18
I端
-4.58
-3.93
-6.87
-7.08
19
I端
-4.47
-4.00
-6.77
-7.15
20
I端
-4.04
-4.53
-6.30
-7.63
21
I端
-3.71
-4.99
-5.94
-8.05
22
I端
-3.30
-5.63
-5.48
-8.61
23
I端
-2.82
-6.41
-4.93
-9.30
24
I端
-2.26
-7.34
-4.29
-10.10
25
I端
-7.15
-6.71
-9.05
-9.36
26
I端
-6.54
-7.77
-8.35
-10.30
27
I端
-5.90
-8.89
-7.60
-11.30
28
I端
-5.27
-9.87
-6.85
-12.10
29
I端
-4.63
-10.80
-6.09
-12.90
30
I端
-3.85
-10.80
-5.21
-12.60
31
I端
-3.11
-10.80
-4.38
-12.50
32
I端
-5.93
-9.64
-7.13
-11.20
33
I端
-5.30
-9.54
-6.48
-11.00
34
I端
-4.70
-9.41
-5.91
-10.90
35
I端
-4.14
-9.25
-5.45
-10.90
36
I端
-3.85
-9.48
-5.26
-11.20
37
I端
-3.35
-9.64
-4.89
-11.60
38
I端
-1.04
-4.37
-2.60
-6.33
单元
杆端
恒载+公路Ⅰ级(max)
恒载+公路Ⅰ级(min)
上缘
下缘
上缘
下缘
39
I端
-1.04
-4.37
-2.60
-6.33
40
I端
-3.28
-9.68
-4.85
-11.60
41
I端
-3.64
-9.65
-5.11
-11.50
42
I端
-3.79
-9.59
-5.16
-11.30
43
I端
-4.12
-9.95
-5.46
-11.60
44
I端
-4.54
-10.30
-5.88
-12.00
45
I端
-5.01
-10.60
-6.37
-12.40
46
I端
-2.02
-12.00
-3.43
-13.90
47
I端
-2.60
-12.30
-4.07
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