桥梁承载能力验算.docx

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桥梁承载能力验算

1.工程概况

本工程为崇明东滩防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥、3号涵桥、东旺

东路饮水河桥的修缮工作。

其中防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥要进展主梁更换，预制梁为10m~16m的预应力空心板梁，具体形式如下表所示：

防汛桥预制板梁具体形式如下表所示：

长度〔m〕

重量〔KN〕

数量〔片〕

边板梁

13

170

6

中板梁

13

136

6

望海桥预制板梁具体形式如下表所示：

长度〔m〕

重量〔KN〕

数量〔片〕

边板梁

13

165

4

中板梁

13

131

12

边板梁

16

205

2

中板梁

16

163

6

东旺沙闸桥预制板梁具体形式如下表所示：

长度〔m〕

重量〔KN〕

数量〔片〕

边板梁

10.5

110

10

中板梁

10.5

83

20

白滧桥预制板梁具体形式如下表所示：

长度〔m〕

重量〔KN〕

数量〔片〕

边板梁

10

105

8

中板梁

10

79

24

边板梁

16

205

2

中板梁

16

163

6

预制板梁由隧道构件场预制，用运梁车〔具体形式如以下图所示〕运载到现场进展拼装。

3号涵桥桥面板为5.6米预制实心混凝土板梁，由施工单位自己现场预制加工吊装。

东旺东路饮水河桥不更换板梁只对桥身有裂缝处进展碳纤维加固。

本方案对运梁车所经过的桥涵进展构造平安性验算，编制合理的运梁方案。

参考资料：

?

桥梁工程?

、东滩相关桥涵检测报告、预制板梁相关图纸。

运梁车荷载分布图

2.运梁方案

根据计算结果可知，运载防汛桥板梁时一次最多可以运载一片边梁和一片中

梁，途经桥梁的承载能力余量可以到达7%〔虽然边梁承载能力缺乏但车辆可靠中间行驶〕；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16米的边板梁和一片16米的中板梁，途经桥梁的承载能力余量可以到达20%以上；运载东旺沙闸桥板梁时一次最多可运载一片中板梁和一片边板梁，途经桥梁的承载能力余量可到达30%以上；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16米边板梁和一片16米中板梁，途经桥梁的承载能力余量可到达20%以上。

为了平安起见，运梁车在通过桥梁时要减速慢行，车速不得超过5km/h，由于途经桥梁边梁恒载较大，汽车荷载承载能力较低，梁车要靠中间行驶。

对于途经所有一跨的涵桥，由于建造年限较长，承载力未知因素较多，为了平安起见要铺设路基箱。

运载时车辆要配备专人导航严格按照指定的行车路线行车，防止车辆经过没进展验算的桥梁时出现桥梁破坏事故。

具体路线见第三节运梁路线图，计算书见第四节。

3.运梁路线图

由地形图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3号桥；运载望海桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、白滧桥〔白滧桥虽然为要更换主梁的待修缮桥梁，但其原因是一片边板梁有较大裂缝，其他板梁根本完好，在承载力验算时均可满足要求，因此梁车通过时靠中间行驶即可〕；运载东旺沙闸桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、12号涵桥、团旺西河桥、闸港桥；运载白滧桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥。

4.计算书

4.1.运载防汛桥梁车荷载验算

由运梁路线图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3号桥，验算3号桥的承载力

时先以装载两片梁〔一片边梁和一片中梁〕计算，如承载能力缺乏，在以一片梁计算。

桥梁形式：

3号桥桥梁跨径组合为16+16+16=48m，桥面总宽6.5m，桥面横

向布置为：

0.25m〔栏杆〕+6m〔行车道〕+0.25m〔栏杆〕=6.5m。

桥梁上部构造：

该桥由6片钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高85cm，8cm钢筋混凝土铺装。

桥面各孔受力一样，选择进展荷载试验的一号孔作为验算对象。

验算荷载：

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

汽车参数：

汽车一次托运两片板梁，板梁加汽车总重426KN，汽车每侧共5

个车轮，从后往前依次排号为1~5号车轮，其中1号、2号间距1.35m；2号、3号间距10m；3号、4号间距1.35m；4号、5号间距3.3m。

根据车辆形式，荷载在车轮上分布为：

1号、2号车轮集中荷载为91.5KN；3号、4号轮集中荷载为106.5KN；5号车轮集中荷载为30KN。

具体如上图所示

按照桥规要求，综合考虑构造重力、二期恒载、活载等多种效应的组合，验

算桥梁的承载能力。

计算跨径取15.5m。

桥梁正常使用条件下承载能力极限值、横向分布系数均取检测单位给出的检测数值。

跨中弯矩的影响线形式如以下图所示：

根据影响线的形式，车轮集中荷载布置如以下图所示：

运两片梁计算得出跨中最大弯矩如下表所示：

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

430

404

梁车荷载力〔KN.m〕

293.344

266.152

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

923

921

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

926.6816

857.4128

承载力充裕量

缺乏〔靠中间行驶〕

7%

运1片边板梁计算得出跨中最大弯矩如下表所示：

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

430

404

梁车荷载力〔KN.m〕

199.004

180.557

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

923

921

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

794.6056

737.5798

承载力充裕量

14%

20%

注：

梁车荷载力由公式：

计算得出，其中

式中：

梁车作用下梁体所求截面产生的最大弯矩；

汽车荷载的冲击系数，汽车在过桥时慢行〔时速5千米/h以〕可取1

多车道桥涵的汽荷载折减系数取1

对于所计算主梁的横向分布系数，根据检测报告中梁取0.323，边梁取0.356

车道荷载的均布荷载标准值此处取0

使构造产生最不利效应的同号影响线的面积；

车道荷载的集中荷载标准值；

所加载影响线中一个最大影响线峰值；

其中

可用构造力学求解器根据构造力影响线按规布载求出。

其余几座类似桥梁不在详细表达计算过程，只给出计算参数及最后结果。

4.2.运载望海桥梁车荷载验算

由运梁路线图可知运载望海桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、白滧桥，以运载一片16米边梁和一片16米中梁验算这些桥的承载力。

4.2.1.5号桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径组合为16+16+16=48m，桥面总宽9.55m，计算跨径取

15.5m。

桥面横向布置为：

0.5m〔栏杆〕+7m〔行车道〕+0.5m〔栏杆〕=8m。

桥梁上部构造：

该桥由8片钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高85cm，宽99cm,10cm钢筋混凝土铺装。

各孔受力一样，选择进展荷载试验的一号孔作为验算对象。

验算荷载：

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

10cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

计算结果如下表所示：

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

367

337

梁车荷载力〔KN.m〕

332.504

301.682

横向分布系数

0.356

0.323

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

1160

1160

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

905.9056

826.7548

承载力充裕量

21%

28%

4.2.2.1号涵桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径为5.6m，计算跨径为5.3m。

桥面总宽9.55m，桥面横向布置为：

0.25m〔栏杆〕+9.05m〔行车道〕+0.25m〔栏杆〕=9.55m。

桥梁上部构造：

该桥由九片长为5.6m的钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高50cm，宽99cm，8cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载：

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

计算结果如下表所示：

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

39.4

38

梁车荷载力〔KN.m〕

62.66

62.66

横向分布系数

0.26

0.26

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

175.1

175.1

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

135.004

133.324

承载力充裕量

22%

23%

4.2.3.2号涵桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径为4.6m，计算跨径为4.3m。

桥面总宽9.5m，桥面横向布置为：

0.35m〔栏杆〕+8.8m〔行车道〕+0.35m〔栏杆〕=9.5m。

桥梁上部构造：

该桥由10片钢筋混凝土板梁组，9cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载：

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

9cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.34KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.64KN/m；

计算结果如下表所示：

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

26

23.5

梁车荷载力〔KN.m〕

48.06

47.7

横向分布系数

0.267

0.265

考虑桥面铺装后梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

142.7

142.7

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

98.484

94.98

承载力充裕量

30%

33%

4.2.4.4号涵桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径为4.6m，计算跨径为4.3m。

桥面总宽9.52m，桥面横向布置为：

0.36m〔栏杆〕+8.8m〔行车道〕+0.36m〔栏杆〕=9.52m。

桥梁上部构造：

该桥由10片钢筋混凝土实心板梁组成，板梁高25cm，两块边板梁宽70cm，中间板宽100cm，8cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.64KN/m；

计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

22

23.5

梁车荷载力〔KN.m〕

48.06

47.7

横向分布系数

0.267

0.265

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

138.7

138.7

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

93.684

94.98

承载力充裕量

32%

31%

4.2.5.6号涵桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径为4.6m，计算跨径为4.3m。

桥面总宽9.9m，桥面横向布置为：

0.45m〔栏杆〕+9m〔行车道〕+0.45m〔栏杆〕=9.9m。

桥梁上部构造：

该桥由9片钢筋混凝土空心板梁组成，板梁高50cm，梁宽99cm，8cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.64KN/m；

计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

27.6

25.9

梁车荷载力〔KN.m〕

48.06

47.7

横向分布系数

0.267

0.265

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

189.9

189.9

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

100.404

97.86

承载力充裕量

47%

48%

4.2.6.8号涵桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径4.6m，计算跨径为4.3m。

桥面总宽9.8m，桥面横向布置为：

0.4m〔栏杆〕+9m〔行车道〕0.4m〔栏杆〕=9.8m。

桥梁上部构造：

该桥由10片钢筋混凝土空心板梁组成，板梁高52cm，8cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

22

24

梁车荷载力〔KN.m〕

43.38

57.24

横向分布系数

0.241

0.318

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

149

211

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

87.132

108.936

承载力充裕量

41%

48%

4.2.7.10号涵桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径4.6m，计算跨径为4.3m。

桥面总宽9.6m，桥面横向布置为：

0.35m〔栏杆〕+8.9m〔行车道〕0.35m〔栏杆〕=9.6m。

桥梁上部构造：

该桥由10片钢筋混凝土板梁组成，板梁高25cm，两边板宽70cm，中间板宽100cm，8cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

14

20

梁车荷载力〔KN.m〕

38.52

55.26

横向分布系数

0.214

0.307

考虑桥面铺装后梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

112

155

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

70.728

101.364

承载力充裕量

36%

34%

4.2.8.白滧桥承载能力验算

桥梁形式：

桥梁跨径10+10+16+10+10=56m，取跨径16m〔计算跨径15.6m〕和10m〔计算跨径9.6m〕检测其承载能力。

桥面总宽9.1m，桥面横向布置为：

0.25m〔栏杆〕+0.8m〔人行道〕+7m〔行车道〕+0.8m〔人行道〕+0.25m〔栏杆〕=9.1m。

桥梁上部构造：

该桥由8片钢筋混凝土空心板梁组成，板梁高52cm，10cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

10cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取24KN/m3；

护栏：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

人行道：

按图纸计算每侧2.5KN/m；

人群：

3.4KN/m2；

10m跨径计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

169

124

梁车荷载力〔KN.m〕

156.663

133.341

横向分布系数

0.309

0.263

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

496

494

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

422.1282

335.4774

承载力充裕量

14%

32%

16m跨径计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

528

397

梁车荷载力〔KN.m〕

284.87

235.368

横向分布系数

0.305

0.252

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

1160

1132

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

1032.418

805.9152

承载力充裕量

11%

28%

4.3.运载东旺沙闸桥梁车荷载验算

由路线图可知运载东旺沙闸桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、12号涵桥、团旺西河桥、闸港桥，根据望海桥梁板验算情况来看，在此只需验算12号涵桥、团旺西河桥、闸港桥在运载两片边梁的情况下的桥梁承载力。

4.3.1.12号涵桥承载力验算

桥梁形式：

桥梁跨径4.6m，计算跨径为4.3m。

桥面总宽9.71m，桥面横向布置为：

0.38m〔栏杆〕+8.95m〔行车道〕0.38m〔栏杆〕=9.71m。

桥梁上部构造：

该桥由10片钢筋混凝土板梁组成，板梁高34cm，两边板宽70cm，中间板宽100cm，20cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

20cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得5.2KN/m2；

栏杆：

按实际测量计算每侧1.1KN/m；

侧墙：

估算每侧26.2KN/m；

填土：

按平均2.63m计算，容重取17KN/m3；

计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

130

131

梁车荷载力〔KN.m〕

12.5

12.5

横向分布系数

0.1

0.1

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

184

257

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

173.5

174.7

承载力充裕量

5%

32%

4.3.2.团旺西河桥承载力验算

桥梁形式：

桥梁跨径15+15+25+15+15=85m，取跨径15m〔计算跨径14.5m〕与25m〔计算跨径24.3m〕两跨检测其承载能力。

桥面总宽9.6m，桥面横向布置为：

0.3m〔栏杆〕+1m〔人行道〕+7m〔行车道〕+1m〔人行道〕+0.3m〔栏杆〕=9.6m。

桥梁上部构造：

该桥由9片钢筋混凝土空心板梁组成，板梁高85cm，11cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

11cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

护栏：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

人行道板：

按图纸计算每侧8.06KN/m；

人群：

3.4KN/m2；

25m跨径计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

1590

1429

梁车荷载力〔KN.m〕

360.84

328.83

横向分布系数

0.256

0.238

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

3948

3329

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

2413.176

2175.162

承载力充裕量

38%

34%

15m跨径计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

549

438

梁车荷载力〔KN.m〕

154.008

140.346

横向分布系数

0.248

0.226

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

1534

1495

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

874.4112

722.0844

承载力充裕量

42%

51%

4.3.3.闸港桥承载力验算

桥梁形式：

桥梁跨径13+16+13=42m，取跨径16m〔计算跨径15.6m〕检测其承载能力。

桥面总宽9.1m，桥面横向布置为：

0.25m〔栏杆〕+0.8m〔人行道〕+7m〔行车道〕+0.8m〔人行道〕+0.25m〔栏杆〕=9.1m。

桥梁上部构造：

该桥由8片钢筋混凝土空心板梁组成，板梁高82cm，11cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载

构造重力：

混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：

11cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.6KN/m2；

护栏：

按图纸计算每侧3.4KN/m；

人行道：

按图纸计算每侧2.5KN/m；

人群：

3.4KN/m2；

16m跨径计算结果

工程

边梁

中梁

恒载力〔KN.m〕

522

436

梁车荷载力〔KN.m〕

202.825

167.58

横向分布系数

0.305

0.252

梁体抗力〔由检测单位给出KN.m〕

1266

1234

梁车作用下梁体产生的最大力〔KN.m〕

1.2恒载+1.4梁车荷载

910.355

757.812

承载力充裕量

24%

23%

4.4.运载白滧桥梁车荷载验算

由运梁路线图可知运载白滧桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥，根据望海桥梁板运载验算情况来看，一次运载一片边板梁和一片中板梁途经的桥梁承载力满足要求。