3x30m连续梁 下部结构计算书Word文档下载推荐.docx
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防撞护栏及挂板等每侧6.5kN/m
二期恒载合计:
62.7kN/m。
3.2.2汽车活载:
汽车活载:
采用公路Ⅰ级车道荷载,按3车道布载
汽车冲击:
正弯矩区0.273;
负弯矩区0.37;
偏载系数:
1.15;
车道折减系数:
0.8。
3.2.3其它荷载
体系温差:
+30℃;
-30℃;
桥面日照温差:
+14℃;
-7℃(按规范模式加载);
基础沉降:
各墩柱取5mm;
混凝土收缩、徐变:
按规范计算
3.3主梁预应力钢束设置
预应力钢束采用13×
7φ5高强低松弛预应力钢铰线,其标准强度为1860MPa,张拉控制应力为1302MPa。
主梁共布置三排钢束,每排布置6束。
预应力钢束的整体布置见下图。
主梁预应力钢束布置图
钢束1输入信息
钢束2输入信息
钢束3输入信息
3.4墩柱计算结果
中墩采用C40混凝土现浇,按普通钢筋混凝土构件设计。
各工况下,墩柱受力情况见下表。
左中墩墩顶内力统计表
项目
恒载+
预应力
收缩、
徐变
系统温度
温度梯度
制动力
升温
降温
正温差
负温差
轴力(kN)
4155
16
-50.5
50.5
-98.5
49.25
±
11.4
弯矩(kN.m)
-1115
-442
1360
-1360
600
-300
314
支点沉降
汽车活载
\
1
2
3
Mmin
66
-175
138
580
-384
143.5
505
-1305
左中墩墩底内力统计表
4525
825
559
-1000
1000
-103.5
51.75
242
4
Mmax
-28.8
88.5
675
-71.5
-247
231
87.5
248
-219
右中墩墩顶内力统计表
4135
8
-17.75
17.75
-95
47.5
12.6
1395
603
-1815
1815
-705
352.5
262
-30.75
-172.5
65
575
462.5
290.5
-610
-132
451
1505
-1310
右中墩墩底内力统计表
4605
-1075
-682
1225
-1225
197.5
-98.75
194
-30.65
364
111
-111.5
-107.5
221.5
-2.455
222
-297
中墩各控制截面配筋验算见下表:
中墩控制截面配筋验算表
控制截面
基本组合
(kN,kN.m)
短期组合
长期组合
计算配筋
实际配筋
计算裂缝
N
M
左墩顶
5076
-5590
4693
-5034
4519
-4642
21φ32
35φ32
0.142
左墩底
4758
3273
4791
3160
4764
3085
构造配筋
0.089
右墩顶
5029
6879
4623
6152
4450
5701
32φ32
0.179
右墩底
4860
-3889
4906
-3684
4873
-3595
0.104
说明:
墩柱斜截面抗剪强度由地震偶然组合(E2)控制,故此处不进行验算。
从上表可以看出,墩柱配筋满足规范要求。
4.结构抗震验算
4.1计算模型
建立空间杆系模型,采用Midas/Civil2006软件进行抗震相关计算分析。
其中主梁、横梁、墩柱、桩基、系梁均采用空间梁单元模拟,为简化计算,主梁边支撑仅考虑板式橡胶支座刚度,不再考虑边墩盖梁、墩柱、桩基与支座的刚度耦合。
利用节点弹性支撑模拟桩—土相互作用,其顺桥向、横桥向及竖向约束刚度采用m法计算(其中m0=2×
1.2×
105kN/m4,Cz=7.5×
106kN/m2)。
计算模型见下图。
结构地震响应通过加速度反应谱分析得到,其中模态组合采用CQC法。
墩柱屈服弯矩、极限承载力及顺桥向横桥向容许位移通过静力弹塑性分析得到,其中采用FEMA铰模拟墩柱塑性铰特性。
30m连续梁计算模型
4.2计算参数
根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008),本桥抗震设防类别按B类考虑。
根据蓥华大桥地质勘察报告,桥址处场地抗震设防烈度为Ⅶ度,设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.40S。
设防目标:
E1地震作用下,一般不受损坏或不需修复可继续使用;
E2地震作用下,应保证不致倒塌或产生严重结构损伤,经临时加固后可维持应急交通使用。
根据抗震规范6.1.3,本桥为规则桥梁;
根据抗震规范表6.1.4,本桥E1、E2作用均可采用SM/MM分析计算方法。
当抗震分析采用多振型反应谱法,水平设计加速度反应谱S由下式(规范5.2.1)确定:
其中
式中:
Tg—特征周期(s);
T—结构自振周期(s);
—水平设计加速度反应谱最大值;
Ci—抗震重要性系数;
Cs—场地系数;
Cd—阻尼调整系数;
A—水平向设计基本地震加速度峰值。
反应谱拟合的相关参数见下表:
反应谱拟合相关参数表
Tg
Ci
Cs
Cd
A
E1地震
0.4
0.43
1.0
0.15g
E2地震
1.3
E1地震作用加速度反应谱
E2地震作用加速度反应谱
4.3E1地震验算
地震偶然荷载作用下(E1)结构内力见下图。
地震偶然荷载作用下(E1)顺桥向最不利弯矩对应轴力
地震偶然荷载作用下(E1)顺桥向最不利弯矩
地震偶然荷载作用下(E1)横桥向最不利弯矩对应轴力
地震偶然荷载作用下(E1)横桥向最不利弯矩
地震偶然荷载组合(E1)下中墩各控制截面配筋验算见下表:
顺桥向组合内力
横桥向组合内力
顺桥向
横桥向
4244
3249
5280
4216
4546
2217
5585
3207
4245
3051
4915
3134
4625
2114
5298
2338
4.4E2地震验算
4.4.1E2地震作用下墩柱容许位移验算
4.4.1.1墩柱有效抗弯刚度计算
由公式(B.0.1-2),墩柱截面屈服曲率φy为:
通过弹塑性分析得到铰的基本铰属性,计算墩柱截面顺桥向及横桥向屈服弯矩My。
墩柱截面顺桥向弯矩-位移曲线
墩柱截面横桥向弯矩-位移曲线
因此墩柱塑性铰区域截面顺桥有效抗弯刚度:
=7700/(0.00277×
3.250×
107)=0.0855(m4)
墩柱塑性铰区域截面有限刚度系数=0.0855/(π×
1.64/64)=0.266
墩柱塑性铰区域截面横桥有效抗弯刚度:
=6125/(0.00277×
107)=0.0680(m4)
墩柱塑性铰区域截面有限刚度系数=0.0680/(π×
1.64/64)=0.211。
4.4.1.2墩柱等效塑性铰长度计算
根据上式,左墩柱等效塑性铰长度为0.5m,右墩柱等效塑性铰长度为0.6m。
4.4.1.3E2作用下位移计算
在E2地震作用下,墩柱顺桥向及横桥向最大位移见下图。
E2地震作用下顺桥向位移(δXmax=3.0cm)
E2地震作用下横桥向位移(δYmax=2.5cm)
4.4.1.4墩柱容许位移计算
根据规范7.4.8条建立弹塑性分析模型计算墩柱顺桥向及横桥向容许位移。
墩柱顺桥向荷载位移曲线(△u=15.3cm)
墩柱横桥向荷载位移曲线(△u=13.3cm)
4.4.1.5墩柱容许位移验算
E2地震作用下,墩顶的顺桥向和横桥向水平位移按抗震规范第6.7.6条计算,△d=Cδ。
场地特征周期Tg=0.4S,顺桥向结构自振周期T=0.58>
Tg,查表6.7.6c=1;
横桥向结构自振周期T=0.69>
Tg。
查表6.7.6c=1
E2地震作用下墩顶位移验算表(规范7.4.6条)
方向
E2作用墩顶位移
(cm)
Δd(cm)
Δu(cm)
是否满足
3.0
15.3
满足
2.5
13.3
4.4.2E2地震作用墩柱斜截面抗剪承载力验算
4.4.2.1墩柱顺桥向剪力设计值
墩顶、底顺桥向潜在塑性区域极限弯矩图
因此,顺桥向墩柱塑性铰区域抗剪承载力设计值:
=2514kN
4.4.2.2墩柱横桥向剪力设计值
墩顶、底横桥向潜在塑性区域极限弯矩图
因此,横桥向墩柱塑性铰区域抗剪承载力设计值:
=2894kN
4.4.2.3墩柱斜截面抗剪承载力验算
由上述计算可知,墩柱塑性铰区域斜截面抗剪承载力由横桥向控制,其承载力验算见下表。
墩柱塑性铰区域斜截面抗剪承载力验算表
Vc0(kN)
0.0023
Vs
备注
2894
210
3600
0.85×
(210+3600)=3239>
2894,满足
2根φ16HRB335
钢筋,间距10cm
4.4.3E2地震作用桩基强度验算
E2地震作用下,桩基内力按规范6.8.5条及其条文说明计算,由上述计算可知,桩基配筋由横向弯矩控制。
E2地震作用下桩基最大内力
E2地震作用下,桩基承载力验算见下表。
桩基配筋验算表
组合内力
N(kN)
M(kN.m)
4686
10198
56φ32
桩基箍筋加密区采用2根φ16HRB335钢筋,间距为10cm,对应桩基斜截面抗剪承载力可满足规范要求。
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