大跨度桥梁结构计算书.docx
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大跨度桥梁结构计算书
大跨度桥梁结构计算书
1结构概况
该桥为双薄壁墩刚构桥,主梁采纳变高度箱梁,该桥跨径为85+130+85m。
桥梁的结构形式如下:
图桥梁结构形式
2技术标准和设计参数
计算依据
一、交通部《公路桥涵设计通用标准》(JTJ021-89);
二、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTJ023-85);
3、交通部《公路桥涵设计通用标准》(JTGD60-2004);
4、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004);
设计技术条件
公路品级:
公路Ⅰ级。
要紧设计参数
桥梁结构所经受的荷载(或作用)包括结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移(按沉降量按考虑)、活载、结构整体起落温和温度梯度等。
上部结构设计计算取用的有关参数如下:
1、结构重力:
混凝土容重取26KN/m³
2、二期恒载:
包括桥面铺装、栏杆等
二期恒载的总荷载为:
KN/m
3、收缩徐变阻碍力:
按04设计标准取用,天数3650天
4、基础变位阻碍力:
不均匀沉降按计
5、相对湿度70%
6、纵向预应力锚下操纵应力1395MPa
7、孔道误差系数
8、一端锚具回缩
9、钢束松弛率
10、预应力孔道摩擦系数
11、施加预应力混凝土强度≥90%
12、温度荷载
整体温差+20℃、-20℃
温度梯度:
按04标准取值,即℃—5℃—0℃,反温差为上述值的倍。
3有限元模型
单元和截面的成立
该桥有限元模型共106个单元,101个节点。
具体模型如以下图。
图消隐模式的全桥模型
图全桥模型
边界条件
该桥支座采纳固结形式。
图该桥支座
要紧荷载
荷载要紧有二期荷载,预应力,自重,温度梯度,系统起落温。
自重:
26KN/m³,采纳程序系统提供的自重系数加载。
系统起落温:
升温20度,降温20度。
温度梯度:
14℃/℃。
二期恒载:
m,采纳线均布荷载来加载到截面上。
预应力荷载:
张拉应力1395Mpa,两头张拉。
两头支点处横隔板和中支点处横隔板按均布荷载施加到箱梁上。
预应力参数方面,主梁预应力束为Φ,面积139
,操纵张拉应力为fpk,预应力损失计算参数按标准选取:
1)相对湿度为85%;2)预应力管道采纳塑料波纹管成形,管道摩擦系数μ=;3)管道误差系数K=;4)锚具变形与钢束回缩值6mm。
预应力钢束为19束,分为顶板束和底板束共122束。
该桥为移动挂篮施工,挂篮荷载为,挂篮引发的弯矩为·m。
考虑混凝土的湿重。
施工时期
该桥模拟施工时期为:
挂篮就位、浇筑混凝土、混凝土成型,张拉预应力钢束。
主墩和零号块按一次施工完成考虑。
具体施工时期见下表。
表施工时期
施工阶段
说明
CS1
桥墩和0#块形成,张拉0#块预应力,挂篮就位,浇筑1#块
CS2
1#块形成,张拉1#块预应力,挂篮前移,浇筑2#块
CSn
(n-1)#块形成,张拉(n-1)#块预应力,挂篮前移,浇筑n#块
CS13
12#块形成,张拉12#块预应力
CS14
在支架上浇筑边跨现浇段,悬臂端进行相应配重,准备合龙边跨
CS15
边跨合龙,张拉边跨底板预应力束和合龙束,跨中顶推,准备合龙中跨
CS16
中跨合龙,张拉中跨合龙束
CS17
施加二期恒载,考虑10000天收缩徐变影响
部份施工时期如下:
图CS1时期
图CS15边跨合龙时期
图CS16跨中合龙时期
4计算结果
施工时期应力图
图CS1时期主梁最大应力图
图CS15边跨合龙时期主梁最大应力图
图CS16跨中合龙时期主梁最大应力图
图CS17二期恒载作用下主梁最大应力图
从以上应力图能够看出,该桥在施工时期主梁未显现拉应力,该桥的设计比较合理。
且应力散布均匀,有利于桥梁的后期收缩徐变。
施工时期主梁变形
图CS1时期主梁变形图
图CS15边跨合龙时期主梁变形图
图CS16中跨合龙时期主梁变形图
图CS17二期恒载时期主梁变形图
正常利用极限状态
一、短时间荷载组合应力包络图
图短时间荷载组合上缘应力包络图
图短时间荷载组合下缘应力包络图
二、长期荷载组合应力包络图
图长期荷载组合上缘应力包络图
图长期荷载组合下缘应力包络图
从以上的云图能够看出在标准组合情形下,主梁上缘未显现拉应力。
可见,在标准组合下,大体保证主梁全截面受压,主梁应力知足C50混凝土抗压许诺值。
承载能力极限状态
图承载能力极限状态组合弯矩包络图
图承载能力极限状态组合剪力包络图
分析结果一览表
表正常利用极限状态应力计算汇总表
工况
跨中
边跨边
中支点
上缘应力
(MPa)
下缘应力
(MPa)
上缘应力
(MPa)
下缘应力
(MPa)
上缘应力
(MPa)
下缘应力
(MPa)
短期荷载组
合(最大)
短期荷载组合
允许应力
长期荷载
组合(最大)
长期荷载组合
允许应力
0
0
0
0
0
0
注:
应力拉为正,压为负。
表极限承载力计算汇总表
工况
跨中
边跨边
中支点
边支点
弯矩
(KN*M)
剪力
(KN)
弯矩
(KN*M)
剪力
(KN)
弯矩
(KN*M)
剪力
(KN)
剪力
(KN)
承载能力
极限状态
128346
-3427
94834
6493
-718556
28877
9582
结论
通过计算能够发觉,该桥在施工时期和正常利历时期,主梁均未收到拉应力作用,主梁均处在受压状态。
本桥分析了桥梁施工时期各个时期应力和变形情形,有助于施工人员了解该桥的受力特点。
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- 跨度 桥梁 结构 计算
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