德州岔河大桥计算书(90m+90m斜拉桥)Word文档下载推荐.doc
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上部结构:
为三跨预应力混凝土等截面连续梁(30m+30m+30m)。
主梁截面为分离式双箱型式,半幅箱梁为单箱双室截面,两幅巷梁通过中间桥面板连成整体。
梁高1.7m。
截面尺寸:
顶板厚20cm,底板厚20~45cm,腹板厚40~60cm。
支点处设置横梁,端横梁厚100cm,中横梁厚150cm。
跨中设一道30cm的横隔板。
箱梁混凝土C50。
箱梁预应力采用15.2高强度低松弛钢绞线。
下部结构:
桩柱式桥墩和埋置式桥台。
基础采用150cm钻孔灌注桩,桥墩和桥台均为单排桩。
墩身和台身混凝土C30,桩混凝土C25。
(2)主桥
由于采用双索面斜拉桥的型式,主梁采用双主梁(π型)截面,预应力混凝土结构,混凝土标号C50。
梁高2.3m,顶板厚度28cm,肋宽2m,桥面宽度31m。
为了加强桥面横向抗弯刚度,沿纵桥向每隔4m设置一道内横梁,横梁腹板厚度26cm。
在梁端和中支点处各设置一道大横梁,梁肋厚度150cm和100cm。
梁上索距8m。
主塔为钻石型的钢筋混凝土结构,混凝土C50。
塔高75m,两侧塔柱在桥面以上向内1:
4倾斜,在塔顶合龙;
在中塔柱和下塔柱的折点处设置一道下横梁,梁高3m;
桥面以上约30m高度设置一道上横梁,梁高3m,以提高塔的横向刚度。
上、中塔柱为空心箱式截面,下塔柱为实心矩形截面。
上塔柱为锚索区,受力及构造复杂,所以纵桥向塔柱壁厚120cm,横桥向60cm;
中塔柱为传力构件,受力比上塔柱简单,所以纵桥向塔柱壁厚80cm,横桥向60cm。
上、下横梁均采用空心箱型截面,以减少自重。
主桥主墩基础采用φ150cm钢筋混凝土钻孔灌注桩,桩长63m,选择第25层为桩尖持力层,共布38根工程桩。
锚墩为桩柱式,基础采用φ150cm钢筋混凝土钻孔灌注桩,桩长45m,每半幅桥墩4根桩。
(3)桥面系
5cm钢筋混凝土铺装和8cm沥青混凝土铺装。
引桥人行道2x1.5m,主桥人行道2x3m。
2.主要材料及标准
(1)混凝土:
主桥主梁及引桥箱梁均采用C50级混凝土;
主塔采用C50级混凝土;
其余桥墩立柱和桥台采用C30级混凝土;
主墩承台采用C25级混凝土,其它承台采用C25级混凝土;
钻孔桩均采用水下强度为C25级的混凝土。
混凝土技术标准必须符合JTJ023-85和JTJ041-89有关规定。
(2)I、II级普通钢筋,技术标准必须符合GB13013-91和GB1499-98的有关规定。
(3)钢板、型钢采用Q235-A钢,技术标准必须符合(GB/T700-88)的有关规定,预埋索管采用无缝钢管,技术标准必须符合(GB/T8162-87)的有关规定;
选用的焊接材料应符合(GB10045-88)或(GB5117-95)的要求,并与桥梁采用的钢材材质和强度相适应。
(4)预应力钢筋采用φ32高强精轧螺纹粗钢筋,技术标准须符合《预应力高强螺纹粗钢筋设计施工暂行规定》(交通部公路规划设计院编)。
(5)预应力钢绞线采用φj15.20高强度低松弛钢绞线(标准强度1860MPa),技术标准必须符合国标《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-95)。
配套锚具必须采用技术标准符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370-93)规定的I类夹片式群锚锚具。
(6)本桥斜拉索采用热挤聚乙烯高强平行钢丝拉索,拉索钢丝采用φ7镀锌高强钢丝(II类松弛)(标准强度1670MPa)。
拉索的技术要求须符合GB/T18365-2001《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术要求》。
四.下部结构计算
1.引桥
(1)桥墩水平抗推刚度
计算桥墩的水平抗推刚度考虑桩的影响。
立柱:
计算高度L=5.5m,立柱为圆截面,直径D=130cm,
一根立柱的
考虑到实际结构弹性模量比计算试块弹性模量大30%(试验研究结果),所以
立柱抗弯刚度
桩:
Φ150cm钻孔桩,桩长55m,
一根桩的
桩抗弯刚度
土侧系数m=10000kN/m,桩计算宽度
变形系数
故,半幅桥的桥墩抗推刚度Kp=28571kN/m。
(2)桥台的水平抗推刚度
计算桥台的水平抗推刚度主要考虑桩的影响。
故,半幅桥的桥台抗推刚度Ka=166667kN/m。
(3)墩台水平温度作用影响(温差30℃)
由于上部为三跨连续梁(3x30m),所以半幅桥墩顶水平温度力为
。
温度力小于支座摩阻力528.6kN,梁和滑动支座不发生相对位移,所以桥墩处可设置固定支座。
桥台和锚墩的温度作用力由程序计算。
(4)墩台汽车制动力
90m范围一列汽车总重量=200x4+550=1350kN。
一联桥梁汽车制动力=10%x1350x3x0.8=324kN。
一辆重车550kN,一联桥梁汽车制动力=30%x550x3x0.8=396kN。
所以,每个桥墩(半幅桥)的汽车制动力=396/2=200kN。
桥台和锚墩设滑动支座,故汽车制动力为零。
(5)桥台主动土压力
台高H=4m,半幅桥桥台宽度B=14m,土计算容重γ=18kN/m,
台后填土的内摩擦角φ=30°
,α=β=0。
主动土压力系数μ=0.301,
土压力
水平力
竖向力
台底弯矩。
(6)墩台地震作用
引桥一联箱梁(半幅桥梁)的总质量Gt=2414.6t。
(i)纵桥向地震作用
由于两个桥墩都设固定支座,所以纵向地震作用由两个桥墩共同承担。
桥墩的自振频率:
自振周期
动力放大系数
综合影响系数,水平地震系数
故,一个桥墩(半幅桥梁)的纵向地震作用
。
桥台的水平地震荷载:
对基底的弯矩:
地震时的台后主动土压力:
对基底弯矩:
(7)桩基础计算
桩基础按摩擦桩计算。
桩基础强度以地震组合控制。
桥台桩强度计算:
一根桩:
配24根Φ25钢筋,计算长度6m,
极限抗力:
桥墩桩强度计算:
配24根Φ28钢筋,计算长度9.4m,
(8)引桥墩柱强度计算
一根立柱:
配24根Φ28钢筋,计算长度5.5m,
五.上部结构计算
(1)计算项目
编号
作用名称
1
结构自重和二期恒载
2
活载
3
预应力二次力
4
混凝土收缩徐变
5
基础不均匀沉降
6
桥面板日照温差和降温
(2)作用组合
组合号
组合作用
恒载+汽车+人群
恒载+基础沉降+桥面板日照温差+汽车+人群
恒载+基础沉降+桥面板降温+汽车+人群
(3)计算施工工况
施工阶段1:
混凝土支架施工,张拉预应力。
施工阶段2:
拆除支架,桥面系施工。
施工阶段3:
竣工后三年。
(4)计算基本参数
A.材料:
a)C50混凝土:
E=3.5e4MPa,容重2.6t/m3,线膨胀系数1.0e-5。
b)预应力钢绞线:
标准强度1860MPa,E=1.95e5MPa,容重7.85t/m3,控制张拉应力1395MPa,(k=0.0015,u=0.25,松弛系数3%,锚具回缩12mm)。
B.基础不均匀沉降:
-1cm。
C.桥面板日照温差:
+5℃。
D.汽车横向分布系数=。
E.混凝土收缩徐变系数:
一般大气环境。
F.二期恒载:
g=15.8t/m。
(5)计算模型
a)主梁采用平面梁单元模型。
b)计算程序采用《桥梁博士2.9版》。
c)按半幅桥梁计算。
(6)计算结果见附录
2.主桥
7
塔、梁和索温差
8
拉索作用力
恒载+基础沉降+塔梁和索温差+汽车+人群
下塔柱施工。
上、中塔柱施工。
主梁支架施工,张拉预应力束。
施工阶段4~13:
张拉斜拉索。
施工阶段14:
桥面系施工。
施工阶段15:
c)斜拉索:
标准强度1670MPa,E=2e5MPa,容重7.85t/m3。
锚墩-1cm,主墩-2cm。
D.塔、梁和索温差:
±
10℃。
E.汽车横向分布系数=2.25。
F.混凝土收缩徐变系数:
G.二期恒载:
g=15.5t/m。
1)塔和梁采用平面梁单元,索采用桁单元。
2)计算程序采用〈桥梁博士2.9版〉。
3)按全宽断面计算。
4)按线弹性理论计算,考虑拉索垂度影响。
(6)拉索空间几何计算
拉索与X-Z平面的夹角:
,所以平面杆系计算所得的张拉力与实际空间索力之比为:
(7)计算索力结果(平面杆系计算结果,表中数据为两根索的索力之和)
索号
优化目标
竣工成桥
施工张拉
远期索力
索力
kN
C1
6380.0
6400
7530
6090
C2
5970.0
5960
7870
5790
C3
6710.0
6680
9360
6550
C4
7220.0
7200
10600
7020
C5
7850.0
7820
10900
7540
C6
8470.0
8460
11000
8080
C7
9080.0
9020
11200
8490
C8
9770.0
9760
9130
C9
9950.0
9950
9240
C10
12900.0
12900
12500
11900
(8)支反力(t)
项目
主墩
锚墩
P
M
成桥恒载
18300
542
远期恒载
18000
672
汽车
854/504
948/4560
293/-81
人群
196/98
0/810
38/-14
挂车
245/222
1790/2540
223/-46
桥面板升温
-42
21
塔梁与索温差
66.2
33.1
(9)计算结果见附录
12
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