承德娘娘庙大桥审查报告.docx
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承德娘娘庙大桥审查报告
1桥梁概述
拟建娘娘庙大桥桥跨径组合为(50+3×80+50)m,采用预应力混凝土变截面连续箱梁,桥梁宽度24.5m,无引桥。
桥梁起点桩号为K7+678.4,终点桩号为K8+025.6,桥梁全长为347.2m。
桥梁纵面位于i=1%的上坡直线、R=12000m的凸形竖曲线和i=1%的下坡直线段内。
桥梁平面位于直线段内。
1.1上部结构设计
上部采用(50+3×80+50)m预应力混凝土连续箱梁,边中跨比为0.625。
主梁为单箱单室预应力混凝土直腹板箱梁,主梁根部梁高4.8m,跨中梁高2.2m,箱梁高度由距墩中心2.0m处到合龙段处按1.8次抛物线变化;箱梁顶板宽11.25m,底板宽7m,外侧悬臂长度2.75m,内侧悬臂长度1.5m;箱梁顶板厚度除0#块以及边跨现浇段外,其余梁段为0.28m;箱梁底板厚度由距墩中心2.0m处到合龙段处按1.8次抛物线变化,由0.3m变化至0.5m;箱梁腹板厚度1#~5#梁段为0.75m,7#~11#梁段为0.5m,6#梁段为腹板变化段。
本桥平面位于直线段内。
各单“T”箱梁除0、1号块外分为7对梁段,箱梁纵向长度分为3×4.0m+4×5.0m。
0号块和1号块全长14m,其中0号块长6.0m,1号块为2×4m,中跨和边跨合龙段长度均为2.0m,边跨现浇段长度为8.84m。
悬浇梁段最大理论重量为128.2吨,设计计算时挂篮自重按60吨考虑。
1.2下部结构设计
桥墩采用等截面矩形实心墩,墩身横桥向宽度为8.0m,墩身顺桥向厚度为2.5m,墩身采用C40混凝土。
承台采用C30混凝土,厚度为3.0m,承台平面尺寸为10.5×6.5m。
桩基采用6根Φ150cm嵌岩桩,嵌岩深度不小于2倍桩径。
桥台采用肋式台,钻孔灌注桩,肋身宽1.0m,承台厚1.5m,桩基采用8根Φ150cm嵌岩桩,嵌岩深度不小于2倍桩径。
1.3预应力体系
箱梁采用三向预应力结构,分纵向、竖向及横向三种。
纵向预应力钢束:
纵向预应力钢束分为顶板束、底板束和腹板束三种束型。
顶板束预应力钢束(T1~T9)采用17Φs15.2规格钢绞线束;腹板预应力钢束(W1~W5)采用17Φs15.2规格钢绞线束;中跨底板预应力钢束(Z1~Z7)采用15Φs15.2规格钢绞线束,边跨底板预应力钢束(B1~B6)采用15Φs15.2规格钢绞线束;边跨顶板合龙束(BH1~BH3)采用15Φs15.2规格钢绞线束,中跨顶板合龙束(ZH)采用15Φs15.2规格钢绞线束。
所有钢束均采用两端张拉,锚下张拉控制应力为0.75fpk=1395MPa,其中fpk=1860MPa。
横向预应力钢束:
采用3Φs15.2规格钢绞线束。
单端张拉,锚下张拉控制应力为0.75fpk=1395MPa,其中fpk=1860MPa,纵向标准间距0.5m。
竖向预应力钢束:
采用JL32mm规格精轧螺纹钢筋。
下端锚固,上端张拉,锚下张拉控制应力为0.9fpk=706.5MPa,其中fpk=785MPa,纵向标准间距为0.5m。
1.4附属构造
全桥伸缩缝规格为D160型,用于桥台处。
采用GPZ(Ⅱ)系列盆式橡胶支座,桥台处规格为GPZ(Ⅱ)5.0DX、GPZ(Ⅱ)5.0SX两种,桥墩处为GPZ(Ⅱ)20.0DX、GPZ(Ⅱ)20.0SX、GPZ(Ⅱ)20.0GD。
全桥排水方式为直排式。
桥台处设置8m长搭板。
2计算依据与基础资料
2.1标准及规范
2.1.1标准
道路等级:
一级公路,双向车道;兼顾城市道路功能;
设计荷载等级:
公路-Ⅰ级;
非机动车道及人群荷载:
3.5kN/m2;
地震动峰值加速度:
0.05g;
设计行车速度:
60km/h;
设计洪水频率:
1/100,100年一遇设计洪水位为:
299.07m,无通航要求;
主桥横断组成:
1.75m(人行道、设施带)+10.25m多功能车道(含非机动车道、机动车道)+0.5m(隔离带)+10.25m多功能车道(含非机动车道、机动车道)+1.75m(人行道、设施带)=24.5m
桥面纵坡:
≤1.0%;
相对湿度:
75%;
设计基本风速:
桥位区10m高度处100年一遇10分钟平均最大风速27.6m/s;
设计环境类别:
Ⅱ类。
2.1.2规范
《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)
《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)
《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2006)
《公路勘测规范》(JTJ061-99)
《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)
《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)
《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
《公路交通安全设施设计技术规范》(JTGD81-2006)
《公路交通安全设施施工技术规范》(JTGF71-2006)
《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)(建标【2002】99)
2.1.3参考资料
《公路桥涵设计手册》桥梁上册(人民交通出版社2004.3)
2.2主要材料
1)混凝土:
现浇箱梁为C55、混凝土调平层为C55;
2)预应力钢绞线:
采用钢绞线
,
,
3)普通钢筋:
采用HRB335,
,
2.3设计要点
1)本计算按部分预应力混凝土A类构件设计,桥面铺装层及湿接缝混凝土不参与截面组合作用;
2)根据箱梁横断面,采用荷载横向分布系数的方法将组合箱梁简化为单片梁进行计算,荷载横向分配系数采用杠杆法计算。
3主梁纵桥向结构计算
3.1箱梁施工流程
首先完成桥梁基桩的施工,然后依次进行承台和墩身的施工,在完成桥墩施工后,可采用托架施工主梁0、1号块,随后进行主梁悬臂浇注施工,张拉相应节段的主梁预应力钢束,同时进行各种预埋件的施工;桥梁起点和终点边跨现浇段可采用支架施工,合龙顺序为先第2孔和第4孔,然后第1孔和第5孔,最后第3孔的合龙顺序,在全桥合龙后进行桥面系的施工。
具体施工过程详见《施工流程图》。
3.2有关计算参数的选取
一期恒载
:
预制梁重力密度取
二期恒载
:
1)湿接缝C55混凝土,重力密度取
2)60mmC55混凝土调平层,重力密度取
3)100mm沥青混凝土铺装重力密度取
4)护栏(单侧)
,重力密度取
活载:
公路-Ⅰ级,汽车的横向分配系数:
2.3
人群荷载横向分布系数1.15
地震动峰值加速度:
0.05g
相对湿度:
55%
整体升温+25℃,整体降温-25℃
温度梯度+14℃/-7℃(根据JTGD60选取)
支座不均匀沉降:
2.0cm(主墩),1.0cm(桥台)
纵、横向预应力计算参数:
锚下控制应力0.75fpk=1395MPa
孔道偏差系数0.0015
孔道摩擦系数0.25
钢束松弛系数0.3
一端锚具回缩6mm
JL32mm精轧螺纹钢筋计算参数:
锚下控制应力0.9fpk
孔道偏差系数0.0015
孔道摩擦系数0.5
钢筋松弛率0.05
施加预应力时混凝土强度≥90%
支座摩阻系数0.06
挂篮重量(含机具、模板)600kN
3.3计算程序
全桥结构计算采用空间有限元程序MIDAS/Civil200进行计算,计算内容包括成桥状态下的恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移、风力、制动力、结构均匀温度及梯度温度等作用,按25个施工阶段进行了全桥施工过程的模拟。
全桥共划分103个单元,104个节点。
结构分析模型图4-1
3.4持久状况承载能力极限状态计算
3.4.1正截面抗弯承载能力计算
荷载基本组合表达式:
《通规》4.1.6-1式
其中各分项系数的取值见《通规》4.1.6-1式。
由程序计算得各截面抗弯承载能力见下表:
主梁各截面抗弯承载能力验算结果表(KN*m)表2-1
单元
位置
最大/最小
荷载效应组合(kN*m)
截面抗弯承载力(kN*m)
验算
1
I[1]
最大
0
55969
OK
1
I[1]
最小
0
55397
OK
1
J[2]
最大
-79
53803
OK
1
J[2]
最小
-933
53803
OK
2
I[2]
最大
-79
53803
OK
2
I[2]
最小
-933
53803
OK
2
J[3]
最大
4023
59156
OK
2
J[3]
最小
566
59156
OK
3
I[3]
最大
4023
59156
OK
3
I[3]
最小
566
59156
OK
3
J[4]
最大
16190
65099
OK
3
J[4]
最小
4335
65099
OK
4
I[4]
最大
16190
65099
OK
4
I[4]
最小
4335
65099
OK
4
J[5]
最大
23012
68312
OK
4
J[5]
最小
5697
68312
OK
5
I[5]
最大
23012
82698
OK
5
I[5]
最小
5697
82698
OK
5
J[6]
最大
40039
91682
OK
5
J[6]
最小
6647
91682
OK
6
I[6]
最大
40039
91682
OK
6
I[6]
最小
6647
91682
OK
6
J[7]
最大
44924
91682
OK
6
J[7]
最小
5221
91682
OK
7
I[7]
最大
44924
93699
OK
7
I[7]
最小
5221
93699
OK
7
J[8]
最大
49051
96148
OK
7
J[8]
最小
-3499
82959
OK
8
I[8]
最大
49051
96400
OK
8
I[8]
最小
-3499
73840
OK
8
J[9]
最大
41771
99787
OK
8
J[9]
最小
-19689
97534
OK
9
I[9]
最大
41771
102035
OK
9
I[9]
最小
-19689
95197
OK
9
J[10]
最大
26738
100752
OK
9
J[10]
最小
-47393
134955
OK
10
I[10]
最大
26738
91248
OK
10
I[10]
最小
-47393
126822
OK
10
J[11]
最大
1159
99515
OK
10
J[11]
最小
-85289
162494
OK
11
I[11]
最大
1159
128565
OK
11
I[11]
最小
-85289
182248
OK
11
J[12]
最大
-27175
228383
OK
11
J[12]
最小
-123399
228383
OK
12
I[12]
最大
-27175
238657
OK
12
I[12]
最小
-123399
238657
OK
12
J[13]
最大
-62333
287554
OK
12
J[13]
最小
-169061
287554
OK
13
I[13]
最大
-62333
310659
OK
13
I[13]
最小
-169061
310659
OK
13
J[14]
最大
-103052
365822
OK
13
J[14]
最小
-223679
365822
OK
14
I[14]
最大
-103052
387690
OK
14
I[14]
最小
-223679
387690
OK
14
J[15]
最大
-147474
452434
OK
14
J[15]
最小
-287879
452434
OK
15
I[15]
最大
-147474
470587
OK
15
I[15]
最小
-287879
470587
OK
15
J[16]
最大
-159595
495674
OK
15
J[16]
最小
-305545
495674
OK
16
I[16]
最大
-159595
495674
OK
16
I[16]
最小
-305545
495674
OK
16
J[17]
最大
-165867
495684
OK
16
J[17]
最小
-314697
495684
OK
17
I[17]
最大
-165867
495684
OK
17
I[17]
最小
-314697
495684
OK
17
J[18]
最大
-185693
495684
OK
17
J[18]
最小
-343641
495684
OK
18
I[18]
最大
-185693
495684
OK
18
I[18]
最小
-343641
495684
OK
18
J[19]
最大
-165032
495684
OK
18
J[19]
最小
-312359
495684
OK
19
I[19]
最大
-165032
495684
OK
19
I[19]
最小
-312359
495684
OK
19
J[20]
最大
-158500
495674
OK
19
J[20]
最小
-302408
495674
OK
20
I[20]
最大
-158500
495674
OK
20
I[20]
最小
-302408
495674
OK
20
J[21]
最大
-145884
470587
OK
20
J[21]
最小
-283119
470587
OK
21
I[21]
最大
-145884
452434
OK
21
I[21]
最小
-283119
452434
OK
21
J[22]
最大
-99756
387690
OK
21
J[22]
最小
-212301
387690
OK
22
I[22]
最大
-99756
364936
OK
22
I[22]
最小
-212301
364936
OK
22
J[23]
最大
-58859
307881
OK
22
J[23]
最小
-150949
307881
OK
23
I[23]
最大
-58859
288383
OK
23
I[23]
最小
-150949
288383
OK
23
J[24]
最大
-22628
241204
OK
23
J[24]
最小
-99118
241204
OK
24
I[24]
最大
-22628
225154
OK
24
I[24]
最小
-99118
225154
OK
24
J[25]
最大
7651
49283
OK
24
J[25]
最小
-57347
183350
OK
25
I[25]
最大
7651
96486
OK
25
I[25]
最小
-57347
158289
OK
25
J[26]
最大
37571
71198
OK
25
J[26]
最小
-16551
122032
OK
26
I[26]
最大
37571
108998
OK
26
I[26]
最小
-16551
99333
OK
26
J[27]
最大
64173
84297
OK
26
J[27]
最小
7538
84297
OK
27
I[27]
最大
64173
119183
OK
27
I[27]
最小
7538
119183
OK
27
J[28]
最大
83140
116941
OK
27
J[28]
最小
20821
116941
OK
28
I[28]
最大
83140
130629
OK
28
I[28]
最小
20821
130629
OK
28
J[29]
最大
91878
131499
OK
28
J[29]
最小
24916
131499
OK
29
I[29]
最大
91878
130745
OK
29
I[29]
最小
24916
130745
OK
29
J[30]
最大
92671
130745
OK
29
J[30]
最小
24051
130745
OK
30
I[30]
最大
92671
131499
OK
30
I[30]
最小
24051
131499
OK
30
J[31]
最大
87724
130630
OK
30
J[31]
最小
16735
130630
OK
31
I[31]
最大
87724
116941
OK
31
I[31]
最小
16735
116941
OK
31
J[32]
最大
72801
119186
OK
31
J[32]
最小
1868
119186
OK
32
I[32]
最大
72801
84220
OK
32
I[32]
最小
1868
84220
OK
32
J[33]
最大
46984
109001
OK
32
J[33]
最小
-21443
99328
OK
33
I[33]
最大
46984
71260
OK
33
I[33]
最小
-21443
121976
OK
33
J[34]
最大
15605
96488
OK
33
J[34]
最小
-59440
158265
OK
34
I[34]
最大
15605
148393
OK
34
I[34]
最小
-59440
183270
OK
34
J[35]
最大
-15341
225132
OK
34
J[35]
最小
-99479
225132
OK
35
I[35]
最大
-15341
241161
OK
35
I[35]
最小
-99479
241161
OK
35
J[36]
最大
-52394
288365
OK
35
J[36]
最小
-147837
288365
OK
36
I[36]
最大
-52394
307857
OK
36
I[36]
最小
-147837
307857
OK
36
J[37]
最大
-95605
364933
OK
36
J[37]
最小
-204979
364933
OK
37
I[37]
最大
-95605
387690
OK
37
I[37]
最小
-204979
387690
OK
37
J[38]
最大
-142797
452434
OK
37
J[38]
最小
-271464
452434
OK
38
I[38]
最大
-142797
470587
OK
38
I[38]
最小
-271464
470587
OK
38
J[39]
最大
-155649
495674
OK
38
J[39]
最小
-289657
495674
OK
39
I[39]
最大
-155649
495674
OK
39
I[39]
最小
-289657
495674
OK
39
J[40]
最大
-162292
495684
OK
39
J[40]
最小
-299064
495684
OK
40
I[40]
最大
-162292
495684
OK
40
I[40]
最小
-299064
495684
OK
40
J[41]
最大
-183229
495684
OK
40
J[41]
最小
-328741
495684
OK
41
I[41]
最大
-183229
495684
OK
41
I[41]
最小
-328741
495684
OK
41
J[42]
最大
-162578
495684
OK
41
J[42]
最小
-297818
495684
OK
42
I[42]
最大
-162578
495684
OK
42
I[42]
最小
-297818
495684
OK
42
J[43]
最大
-156032
495674
OK
42
J[43]
最小
-287994
495674
OK
43
I[43]
最大
-156032
495674
OK
43
I[43]
最小
-287994
495674
OK
43
J[44]
最大
-143382
470587
OK
43
J[44]
最小
-269395
470587
OK
44
I[44]
最大
-143382
452434
OK
44
I[44]
最小
-269395
452434
OK
44
J[45]
最大
-96614
387690
OK
44
J[45]
最小
-201923
387690
OK
45
I[45]
最大
-96614
364919
OK
45
I[45]
最小
-201923
364919
OK
45
J[46]
最大
-53654
307829
OK
45
J[46]
最小
-143766
307829
OK
46
I[46]
最大
-53654
288327
OK
46
I[46]
最小
-143766
288327
OK
46
J[47]
最大
-16996
241101
OK
46
J[47]
最小
-94398
241101
OK
47
I[47]
最大
-16996
225106
OK
47
I[47]
最小
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