广州至珠海铁路工程北江大桥计算书(60+100+60m连续梁).doc

1、.广州至珠海铁路新建工程DK41+967.31北江特大桥(60+100+60)m连续梁上部结构计 算 书计 算： 复 核： 日 期： 2008.06 第一部分：纵向计算一、计算基本资料本桥为（60+100+60）m变高度连续梁，全长221.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。梁体控制截面梁高分别为：端支座处及边跨直线段和跨中处为4.0m，中支点处梁高7.0m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径R=309.667m；全桥箱梁顶宽11.2m，底宽6.0m；箱梁横截面采用单箱单室直腹板型式。顶板厚40cm，腹板厚分别为50cm、70cm、90cm，底板厚由跨中的40cm按圆曲线变化至中支点梁根部的

2、151.3cm，边支点处加厚到70cm；全桥共设5道横隔梁，分别设于中支点、端支点和跨中截面。中支点处设置厚2.5m的横隔梁，边支点处设置厚1.5m的端隔梁，跨中合拢段设置厚0.6m的中横隔梁。横隔梁处设有孔洞，供检查人员通过。1 适用范围1) 线路等级：级铁路。2) 设计速度：客车160km/h，货车120km/h。3) 线路情况：有碴轨道，双线正线，R1600圆曲线、缓和曲线、直线上，线间距4.2m。4) 轨底至梁顶高度：0.65m。5) 环境：一般大气条件无防护措施的地面结构，环境类别为碳化环境，作用等级为T2级。6) 地震基本烈度：六度设防烈度，地震动峰值加速度：0.05g，动反应谱特

3、征周期为：0.35s。7) 设计正常使用年限：正常使用条件下梁体结构设计使用寿命为100年。8) 施工方法：适用于挂篮悬臂灌筑施工。2 计算标准及规范1) 铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）。2) 铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005）。3) 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）。4) 铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB10002.4-2005）。5) 铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）。6) 铁路桥涵施工规范（TB10203-2002）。7) 铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）

4、。8) 新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定（铁建设函2003205号）。9) 铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设【2005】157号）10) 关于发布铁路混凝土结构耐久性暂行规定等两项铁路工程建设标准局部修订条文的通知（铁建设【2007】140号）3 设计荷载1) 列车竖向静活载：采用中活载图式（如图1），图2为特种活载图式。横向计算时取特种活载， 轮重分布宽度纵向取1.5m。图1 中-活载图式图2 特种活载图式2) 冲击系数计算: ，L为结构的计算跨度（m）。对于本桥，按1.4计算，考虑双线折减系数动力系数按2.08计算。3) 恒载（结构重力）：取26.0kN/m3。4) 二期恒载：二期

5、恒载重量包括桥上有碴轨道线路设备重，以及防水层、保护层、人行道栏杆、挡碴墙、挡碴块等附属设施重量。桥上二期恒载取128.5kN/m。5) 混凝土收缩徐变环境条件按野外一般条件计算，相对湿度取70%。根据老化理论计算混凝土的收缩徐变，系数如下：徐变系数终极极值：2.0（混凝土龄期6天）徐变增长速率：0.0055收缩速度系数：0.00625收缩终极系数：0.00017 6) 支座不均匀沉降：边墩按1.5cm考虑，中墩按2.0cm考虑。7) 温度计算考虑整体+25，-25，顶板不均匀升温5。8) 预应力设计参数松弛系数：0.025金属波纹管成孔：孔道摩阻系数：0.25孔道偏差系数：0.0015锚具变

6、形及钢筋回收值（一端）：6mm（钢绞线）4 材料1）C50高性能混凝土 fc=33.5Mpa，fct=3.10Mpa，Ec=3.55x104 Mpa。2）纵向预应力束采用15-75和12-75高强度、低松弛钢绞线，fpk=1860 MPa，Ey=1.95105 MPa。锚下张拉控制应力见纵向预应力钢束布置图。采用外100mm、90mm的金属波纹管成孔。3）普通钢筋分别采用Q235（fsk =235 MPa）和HRB335（fsk =335 MPa）钢筋作为受力钢筋。 5 支座反力(60+100+60)m连续梁支反力（单位：kN）位置恒载活载支点沉降温度最大最小最大最小97号墩-6369.0 2

7、182.0-5459.0 517.0 -550.0 -290.0 98号墩-51811.0 1016.0 -16031.0 1190.0-1157.0 290.0 99号墩-51811.0 1016.0 -16031.0 1190.0 -1157.0 290.0 100号墩-6369.0 2182.0 -5459.0 517.0 -550.0 -290.0 选用GTQZ系列球型钢支座6 荷载组合组合（主力）：自重二期恒载预加力+收缩徐变+支座不均匀沉降+列车活载+离心力（曲线桥考虑）组合（主+附）：主力+温度变化人群荷载不控制设计，未列出7 箱梁截面布置 图3 1/2中支点截面（单位：cm）

8、图4 1/2跨中截面（单位：cm）8 计算模式全联共分122个单元，123个节点，详见如下附图：51二、纵向计算成果整理正常使用极限状态计算，按全预应力构件设计。1 各项主要设计指标：序 号项 目检 算 条 件控 制 条 件1设计安全系数强度安全系数K主2.2K主+附1.982抗裂安全系数K主1.2K主+附1.23预应力钢绞线应力（MPa）预加应力时的锚下钢绞线控制应力con0.75fpk4预应力用螺纹钢筋的锚下控制应力con0.90fpk5传力锚固时的钢绞线控制应力p0.65fpk6运营荷载下钢绞线应力p0.60fpk7疲劳荷载作用下钢束应力幅s1408钢筋应力（MPa）疲劳荷载作用下带肋钢

9、筋应力幅p150 9混凝土应力（MPa）传力锚固时混凝土压应力c0.75 fc10传力锚固时混凝土拉应力ct0.70 fct11运营荷载下混凝土压应力c主0.50 fc12运营荷载下混凝土拉应力c主+附0.55 fc13运营荷载下混凝土拉应力ct014运营荷载下混凝土最大剪应力无竖向预应力时c0.17fc15抗裂荷载下混凝土主压应力cp0.60fc16抗裂荷载下混凝土主拉应力tp0.70fct2 计算成果（单位：Mpa）项目上缘最大应力上缘最小应力下缘最大应力下缘最小应力最大剪应力最大主应力最小主应力强度安全系数抗裂安全系数主 力14.300.6915.081.093.1113.65-1.92

10、.321.38主+附15.640.3715.190.653.1113.78-1.872.151.29 注：主应力为抗裂荷载作用下的应力 2.1 活载作用下的挠度值（符号：向上变形为“+”，向下变形为“-”）静活载作用下最大挠度值-53.25mm为跨度的1/1878小于L/700。 2.2 恒载挠度值及预拱度设置恒载作用下引起的最大挠度值27.24mm。预拱度按（恒载+1/2活载）挠度值反向设置。2.3 梁端竖向折角和工后徐变在中活载作用下，梁端竖向折角为：1.11 2.0（rad）。本设计二期恒载上桥时间按预加应力后60天计算。理论计算残余徐变拱度值为：边跨9.05mm，中跨10.02mm。

11、均满足要求。三、斜截面检算1. 斜截面抗剪检算主力组合： 截面4-4单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.000 腹板厚度:1.0 钢束根数:190弯起钢束根数:152箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.001257钢束h0:3.889钢束弯起角度:12QMmaxQ9.27 38.11 C=2.47 mu:0.01257 p=1.22237 箍筋Vcv=25.15 弯筋Vb=6.62 总和31.77 K=2.2安全系数=3.43 截面11-11单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢

12、束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.055 腹板厚度:1.0 钢束根数:342弯起钢束根数:0箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0012566钢束h0:3.785钢束弯起角度:0QMmaxQ-0.06 108.76 C=1160.83 mu:0.01257 p=1.25596 箍筋Vcv=24.61 弯筋Vb=0.00 总和24.61 K=2.2安全系数=437.75 截面15-15单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4

13、.262 腹板厚度:1.4 钢束根数:342弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:3.992钢束弯起角度:20QMmaxQ-4.94 89.11 C=10.83 mu:0.01149 p=0.92521 箍筋Vcv=32.93 弯筋Vb=2.15 总和35.08 K=2.2安全系数=7.11 截面23-23单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高5.165 腹板厚度:1.8 钢束根数:598弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.001608

14、5钢束h0:4.51496钢束弯起角度:20QMmaxQ-15.06 -223.47 C=8.90 mu:0.00894 p=1.07411 箍筋Vcv=43.29 弯筋Vb=2.15 总和45.44 K=2.2安全系数=3.02 截面32-32单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高6.816 腹板厚度:1.8 钢束根数:1196弯起钢束根数:60箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0025133钢束h0:6.118583钢束弯起角度:34QMmaxQ-28.14 -537.90 C=11.

15、47 mu:0.01396 p=1.58519 箍筋Vcv=79.20 弯筋Vb=7.03 总和86.23 K=2.2安全系数=3.06 截面36-36单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高6.816 腹板厚度:1.8 钢束根数:1196弯起钢束根数:60箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:6.118583钢束弯起角度:34QMmaxQ30.39 -526.19 C=10.39 mu:0.00894 p=1.58519 箍筋Vcv=63.36 弯筋Vb=7.03 总和

16、70.39 K=2.2安全系数=2.32 截面45-45单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高5.165 腹板厚度:1.8 钢束根数:598弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:4.51496钢束弯起角度:20QMmaxQ17.57 -148.81 C=5.08 mu:0.00894 p=1.07411 箍筋Vcv=43.29 弯筋Vb=2.15 总和45.44 K=2.2安全系数=2.59 截面53-53单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束

17、极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.262 腹板厚度:1.4 钢束根数:456弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:3.982钢束弯起角度:20QMmaxQ10.29 140.26 C=8.18 mu:0.01149 p=1.21177 箍筋Vcv=34.42 弯筋Vb=2.15 总和36.57 K=2.2安全系数=3.55 截面57-57单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.055

18、 腹板厚度:1.0 钢束根数:570弯起钢束根数:20箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0012566钢束h0:3.775钢束弯起角度:20QMmaxQ4.31 202.16 C=28.17 mu:0.01257 p=2.17245 箍筋Vcv=27.78 弯筋Vb=1.43 总和29.22 K=2.2安全系数=6.79 主力+附加力组合：截面4-4单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.000 腹板厚度:1.0 钢束根数:190弯起钢束根数:152箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.00

19、1257钢束h0:3.889钢束弯起角度:12QMmaxQ9.56 39.13 C=2.46 mu:0.01257 p=1.22237 箍筋Vcv=25.15 弯筋Vb=6.62 总和31.77 K=2.2安全系数=3.32 截面11-11单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.055 腹板厚度:1.0 钢束根数:342弯起钢束根数:0箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0012566钢束h0:3.785钢束弯起角度:0QMmaxQ0.23 114.27 C=293.25 mu:0.012

20、57 p=1.25596 箍筋Vcv=24.61 弯筋Vb=0.00 总和24.61 K=2.2安全系数=105.25 截面15-15单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.262 腹板厚度:1.4 钢束根数:342弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:3.992钢束弯起角度:20QMmaxQ-4.65 96.94 C=12.52 mu:0.01149 p=0.92521 箍筋Vcv=32.93 弯筋Vb=2.15 总和35.08 K=2.2安全系数

21、=7.55 截面23-23单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高5.165 腹板厚度:1.8 钢束根数:598弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:4.51496钢束弯起角度:20QMmaxQ-15.21 -229.48 C=9.05 mu:0.00894 p=1.07411 箍筋Vcv=43.29 弯筋Vb=2.15 总和45.44 K=2.2安全系数=2.99 截面32-32单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(

22、箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高6.816 腹板厚度:1.8 钢束根数:1196弯起钢束根数:60箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0025133钢束h0:6.118583钢束弯起角度:34QMmaxQ-28.29 -546.09 C=11.58 mu:0.01396 p=1.58519 箍筋Vcv=79.20 弯筋Vb=7.03 总和86.23 K=2.2安全系数=3.05 截面36-36单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高6.816 腹板厚度:1

23、.8 钢束根数:1196弯起钢束根数:60箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:6.118583钢束弯起角度:34QMmaxQ30.39 -534.89 C=10.56 mu:0.00894 p=1.58519 箍筋Vcv=63.36 弯筋Vb=7.03 总和70.39 K=2.2安全系数=2.32 截面45-45单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高5.165 腹板厚度:1.8 钢束根数:598弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0

24、:4.51496钢束弯起角度:20QMmaxQ17.57 -157.51 C=5.38 mu:0.00894 p=1.07411 箍筋Vcv=43.29 弯筋Vb=2.15 总和45.44 K=2.2安全系数=2.59 截面53-53单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.262 腹板厚度:1.4 钢束根数:456弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:3.982钢束弯起角度:20QMmaxQ10.29 157.66 C=9.19 mu:0.01149

25、 p=1.21177 箍筋Vcv=34.42 弯筋Vb=2.15 总和36.57 K=2.2安全系数=3.55 截面57-57单位:MNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674钢筋(箍筋)fs:335混凝土极限强度:33.5混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.055 腹板厚度:1.0 钢束根数:570弯起钢束根数:20箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.00125664钢束h0:3.775钢束弯起角度:20QMmaxQ5.46 211.45 C=23.23 mu:0.01257 p=2.17245 箍筋Vcv=27.78 弯筋Vb=1.43 总和29.22 K=2.2安全系数=5.

26、35 2. 斜截面抗弯检算主力组合：截面4-4单位:KNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.000 顶板宽度:11.2钢束根数:190弯起钢束根数:152箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.00125664钢束h0:3.889钢束弯起角度:12C=3.10 QMmaxM9266.55 38105.05 C=3.1受压区高度计算:0.21004 钢束抗力:167291.12 弯起钢束抗力:77295.42 箍筋总根数:31箍筋抗力:19575.31 总和抗力:264161.85 K=

27、2.2安全系数:6.93 截面11-11单位:KNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.055 顶板宽度:11.2钢束根数:342弯起钢束根数:0箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.00125664钢束h0:3.785钢束弯起角度:0C=0.03 QMmaxM-56.22 108759.66 C=0受压区高度计算:0.21210 钢束抗力:292765.87 弯起钢束抗力:0.00 箍筋总根数:0箍筋抗力:0.00 总和抗力:292765.87 K=2.2安全系数:2.69 截面15

28、-15单位:KNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.262 顶板宽度:11.2钢束根数:342弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.00251328钢束h0:3.992钢束弯起角度:20C=1.01 QMmaxM-4935.82 89108.36 C=1受压区高度计算:0.22958 钢束抗力:308543.01 弯起钢束抗力:4607.18 箍筋总根数:10箍筋抗力:3788.77 总和抗力:316938.96 K=2.2安全系数:3.56 截面23-23单位:K

29、Nm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高5.165 顶板宽度:6钢束根数:530弯起钢束根数:60箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.001608499钢束h0:4.51496钢束弯起角度:20C=5.26 QMmaxM-15064.52 -223466.13 C=5.3受压区高度计算:0.67882 钢束抗力:514943.79 弯起钢束抗力:40277.95 箍筋总根数:53箍筋抗力:74253.15 总和抗力:629474.88 K=2.2安全系数:2.82 截面32-32单位:K

30、Nm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高6.816 顶板宽度:6钢束根数:772弯起钢束根数:90箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.001608499钢束h0:6.118583钢束弯起角度:30C=9.55 QMmaxM-28141.15 -537901.93 C=9.5受压区高度计算:0.98393 钢束抗力:1010729.72 弯起钢束抗力:121950.73 箍筋总根数:95箍筋抗力:240595.29 总和抗力:1373275.75 K=2.2安全系数:2.55 截面36-3

31、6单位:KNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高6.816 顶板宽度:6钢束根数:772弯起钢束根数:90箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.001608499钢束h0:6.118583钢束弯起角度:30C=10.46 QMmaxM30386.54 -526193.25 C=10.5受压区高度计算:0.98393 钢束抗力:1010729.7 弯起钢束抗力:121950.7 箍筋总根数:105箍筋抗力:294210.6 总和抗力:1426891.0 K=2.2安全系数:2.71 截面4

32、5-45单位:KNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高5.113 底板宽度:6钢束根数:530弯起钢束根数:60箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.001608499钢束h0:4.51496钢束弯起角度:20C=6.29 QMmaxM17573.85 -148807.98 C=6.3受压区高度计算:0.67882 钢束抗力:514943.79 弯起钢束抗力:41534.45 箍筋总根数:63箍筋抗力:105236.86 总和抗力:661715.10 K=2.2安全系数:4.45 截面53-53单位:KNm单根钢束面积:0.000139钢束极限强度fy:1674000钢筋(箍筋)fs:335000混凝土极限强度:33500混凝土抗拉极限强度3.1梁高4.456 顶板宽度:11.2钢束根数:380弯起钢束根数:30箍筋间距:0.1单位箍筋面积:0.0016085钢束h0:4.145钢束弯起角度:20C=3.76 QMmaxM10293.19 140255.22 C=3.8受压区高度计算:0.25315 钢束抗力:355312.06 弯起钢束抗力:10005.50 箍筋总根数:38箍筋抗力:37880.96 总和抗力:403198.5