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跨径35米+35米连续箱梁弯桥计算书
一、主要计算参数和假定
1、采用的主要设计规范
?《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)
?《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004) ?《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)
2、技术标准
设计荷载:公路I级~2车道(考虑了车道偏载影响)
3、主要材料特性
箱梁采用标号C50混凝土~混凝土比重取2.6吨/立方米~C50混凝土弹性模量、收缩徐变特性全部按照规范
取值。
设计预应力采用钢铰线束~腹板预应力钢束为15-12钢铰线束共~顶底板预应力钢束均为15-9钢铰线~张拉应力为标准值的75%取1395Mpa~钢束特性按照规范规定取值。
4、结构体系
结构为两跨等截面连续箱梁桥~平弯半径190米~采用满堂支架现浇
施工。
5、计算采用荷载
?温度荷载:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)中4.3.10
第三条规定执行~具体数值如下图。
?基础强迫位移:桥台考虑了0.5cm的位移~桥墩考虑了1cm的位移。
?二期恒载:
根据要求取 5t/m
?跨中横隔板:计算中将跨中横隔板自重作为集中力考虑取值3.42t
二、结构模型
1、计算程序
计算中采用了土木结构专用的结构分析与优化设计软件
MIDAS/Civil6.7.1版。
2、结构离散
全桥离散为39个节点~38个单元。详见下图:
19 20 18 21 22 17 23 16 24 15 25 14 26 13 27 12 28 11 29 10 30 9 31 8 32 7 33 6 34 5 35 4 36 3 37 38 2 1
三、计算结果
1、成桥阶段应力计算结果
箱梁上缘正应力图
MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM STRESS组合1(-y,+z)
3.36237e+0010.00000e+000-8.51912e+001-1.44599e+002-2.04006e+002-2.63414e+002-3.22821e+002-3.82229e+002-4.41636e+002-5.01044e+002-5.60451e+002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
-6.19859e+002合计最后MAX : 1MIN : 22文件:2X35-1单位:tonf/m^2日期:04/23/2006
示方向-X:0.000
Y:-1.000STAGE:3CS: Z:0.000
箱梁下缘正应力图
MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM STRESS组合4(-y,-z)
3.02078e+0010.00000e+000-1.12534e+002-1.83905e+002-2.55276e+002-3.26648e+002-3.98019e+002-4.69390e+002-5.40761e+002-6.12132e+002-6.83503e+002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
-7.54874e+002合计最后MAX : 1MIN : 13文件:2X35-1单位:tonf/m^2日期:04/23/2006表示方向-X:0.000
Y:-1.000STAGE:3CS: Z:0.000
箱梁主拉应力图
MIDAS/CivilPOST-PROCESSOR
BEAM STRESS(PSC)
SIG-Is(sh+to)
7.87037e+001
7.15491e+001
6.43945e+001
5.72398e+001
5.00852e+001
4.29306e+001
3.57759e+001
2.86213e+001
2.14667e+001
1.43121e+001
7.15742e+000
2.79176e-003
合计最后MAX : 1MIN : 30文件:2X35-1单位:tonf/m^2日期:04/23/2006表示方向-X:0.000
Y:-1.000
STAGE:3Z:0.000 CS: 在成桥阶段箱梁上下缘正应力分布合理~。
2、运营阶段计算结果
在运营阶段进行了三组荷载计算:公路I级荷载,桥面非均匀升降温度荷载,
基础位移荷载~上述荷载将与恒载组合按规范规定进行各种状况计算。
?持久状况正常使用极限状态计算
a、正截面抗裂验算
荷载长期效应组合应力如下图
箱梁上缘
MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM STRESS组合1(-y,+z)
2.30042e+000
1.65270e+000
1.00498e+000
3.57263e-001
0.00000e+000-9.38177e-001-1.58590e+000-2.23362e+000-2.88134e+000-3.52906e+000-4.17678e+000-4.82450e+000文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000PostCSZ:0.000CBCall: cLCB18 MAX : 1MIN : 22箱梁下缘
MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM STRESS组合4(-y,-z)
5.81316e-001
0.00000e+000-1.05921e+000-1.87948e+000-2.69974e+000-3.52001e+000-4.34027e+000-5.16054e+000-5.98080e+000-6.80107e+000-7.62133e+000-8.44160e+000文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000PostCSZ:0.000CBCall: cLCB18 MAX : 1MIN : 13 箱梁在荷载长期效应组合下除梁端部外截面上下缘全为压应力~正截面抗裂
满足规范要求
荷载短期效应组合应力如下图
箱梁上缘
MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM STRESS组合2(+y,+z)
1.96935e+000
1.34870e+000
7.28049e-001
0.00000e+000-5.13253e-001-1.13390e+000-1.75456e+000-2.37521e+000-2.99586e+000-3.61651e+000-4.23716e+000-4.85781e+000文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000PostCSZ:0.000CBCall: cLCB12 MAX : 38MIN : 25箱梁下缘
MIDAS/CivilPOST-PROCESSOR
BEAM STRESS组合4(-y,-z)
6.09363e-001
0.00000e+000
-1.10755e+000
-1.96600e+000
-2.82446e+000
-3.68291e+000
-4.54137e+000
-5.39982e+000
-6.25828e+000
-7.11673e+000
-7.97519e+000
-8.83365e+000
文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000PostCSZ:0.000CBCall: cLCB12 MAX : 1MIN : 13箱梁在荷载短期效应组合下截面下缘,除梁端部,全为压应力~墩顶上缘出
现拉应力~其最大值为0.415Mpa?0.35f=0.93Mpa。正截面抗裂满足要求。 tk
b、斜截面抗裂验算
荷载短期效应组合主拉应力如下图
MIDAS/CivilPOST-PROCESSOR
BEAM STRESS(PSC)
SIG-Is(sh+to)
9.51038e-001
8.65508e-001
7.79977e-001
6.94446e-001
6.08916e-001
5.23385e-001
4.37854e-001
3.52324e-001
2.66793e-001
1.81262e-001
9.57316e-002
1.02009e-002
文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000
Z:0.000PostCS CBCall: cLCB12
MAX : 1箱梁在荷载短期效应组合下截面主拉应力最大值为0.951Mpa?MIN : 22
0.5f=1.33Mpa。斜截面抗裂满足规范要求。 tk
3、持久状况预应力混凝土构件应力计算,弹性阶段截面应力计算, 考虑了四种荷载组合,均考虑了汽车荷载冲击系数、预加力次效应,: 组合1:恒载+汽车+升温+基础沉降1
组合2:恒载+汽车+降温+基础沉降1
组合3:恒载+汽车+升温+基础沉降2
组合4:恒载+汽车+降温+基础沉降2
最不利正应力图如下
MIDAS/CivilPOST-PROCESSOR
BEAM STRESS组合1(-y,+z)
-3.50947e+000
-4.31064e+000
-5.11182e+000
-5.91300e+000
-6.71418e+000
-7.51536e+000
-8.31653e+000
-9.11771e+000
-9.91889e+000
-1.07201e+001
-1.15212e+001
-1.23224e+001
文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000PostCSZ:0.000CBCall: cLCB27 MAX : 1MIN : 14箱梁正截面最大压应力为12.3Mpa?0.5f=16.2Mpa~满足规范正截面压应力ck
要求。
最不利主压应力图如下 MIDAS/CivilPOST-PROCESSOR
BEAM STRESS(PSC)
SIG-Ps2
-3.79503e+000
-4.57329e+000
-5.35155e+000
-6.12981e+000
-6.90807e+000
-7.68632e+000
-8.46458e+000
-9.24284e+000
-1.00211e+001
-1.07994e+001
-1.15776e+001
-1.23559e+001
文件:2X35-1单位:N/mm^2日期:04/23/2006表示-方向X:0.000
Y:-1.000
Z:0.000PostCS CBCall: cLCB27
MAX : 38 MIN : 14
从主压应力图中查出最大主压应力为12.4Mpa?0.6f=19.44Mpa~满足规范ck
对主拉应力要求。
结构最大挠度验算
混凝土采用C50~挠度长期增长系数η=1.425~荷载短期效应组合下结构最θ
大挠度值为1.2cm~考虑荷载长期效应得影响~箱梁最大挠度为1.72cm?
3500/600=5.8cm~结构挠度满足规范要求。