绕城高速跨线桥及匝道桥计算书.docx

1、1.工程概况51.1工程规模、建设范围51.2桥梁总体介绍52.计算参数72.1主要规范标准72.1.1国家标准72.2主要技术标准72.3主要材料及力学参数82.3.1混凝土82.3.2钢绞线82.3.3普通钢筋83.计算荷载取值93.1永久作用93.2可变作用93.2.1汽车荷载93.2.2温度荷载94.混凝土结构静力验算114.1绕城高速上跨桥第一联结构静力验算114.1.1计算模型114.1.2主梁施工阶段法向压应力验算114.1.3主梁使用阶段正截面抗裂验算134.1.4主梁使用阶段斜截面抗裂验算144.1.5主梁使用阶段正截面压应力验算144.1.6主梁使用阶段斜截面主压应力验算1

2、54.1.7主梁使用阶段正截面抗弯验算154.1.8主梁使用阶段斜截面抗剪验算154.1.9使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算164.1.10正常使用极限状态挠度验算174.1.11主梁结构静力特性分析小结174.2规划道路上跨桥结构静力验算184.2.1计算模型184.2.2主梁施工阶段法向压应力验算184.2.3主梁使用阶段正截面抗裂验算204.2.4主梁使用阶段斜截面抗裂验算214.2.5主梁使用阶段正截面压应力验算214.2.6主梁使用阶段斜截面主压应力验算224.2.7主梁使用阶段正截面抗弯验算224.2.8主梁使用阶段斜截面抗剪验算224.2.9使用阶段受拉区预应力钢筋的最大

3、拉应力验算234.2.10正常使用极限状态挠度验算244.2.11主梁结构静力特性分析小结244.3主线桥第一联结构静力验算254.3.1计算模型254.3.2主梁施工阶段法向压应力验算254.3.3主梁使用阶段正截面抗裂验算274.3.4主梁使用阶段斜截面抗裂验算284.3.5主梁使用阶段正截面压应力验算284.3.6主梁使用阶段斜截面主压应力验算294.3.7主梁使用阶段正截面抗弯验算294.3.8主梁使用阶段斜截面抗剪验算294.3.9使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算304.3.10正常使用极限状态挠度验算304.3.11主梁结构静力特性分析小结304.4主线桥第二联结构静力验算

4、314.4.1计算模型314.4.2主梁施工阶段法向压应力验算314.4.3主梁使用阶段正截面抗裂验算334.4.4主梁使用阶段斜截面抗裂验算344.4.5主梁使用阶段正截面压应力验算344.4.6主梁使用阶段斜截面主压应力验算354.4.7主梁使用阶段正截面抗弯验算354.4.8主梁使用阶段斜截面抗剪验算354.4.9使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算364.4.10正常使用极限状态挠度验算364.4.11主梁结构静力特性分析小结374.5C匝道桥第一联结构静力验算374.5.1计算模型374.5.2主梁施工阶段法向压应力验算374.5.3主梁使用阶段正截面抗裂验算394.5.4主梁使

5、用阶段斜截面抗裂验算414.5.5主梁使用阶段正截面压应力验算414.5.6主梁使用阶段斜截面主压应力验算414.5.7主梁使用阶段正截面抗弯验算424.5.8主梁使用阶段斜截面抗剪验算424.5.9使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算424.5.10正常使用极限状态挠度验算434.5.11主梁结构静力特性分析小结434.6C匝道桥第二联结构静力验算444.6.1计算模型444.6.2主梁施工阶段法向压应力验算444.6.3主梁使用阶段正截面抗裂验算464.6.4主梁使用阶段斜截面抗裂验算474.6.5主梁使用阶段正截面压应力验算484.6.6主梁使用阶段斜截面主压应力验算484.6.7主

6、梁使用阶段正截面抗弯验算484.6.8主梁使用阶段斜截面抗剪验算494.6.9使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算494.6.10正常使用极限状态挠度验算504.6.11主梁结构静力特性分析小结504.7横梁验算504.7.1绕城高速上跨桥横梁验算504.7.2规划道路上跨桥横梁验算574.7.3主线桥横梁验算604.7.4C匝道桥横梁验算665.钢结构静力验算805.1桥梁设计概述805.2主要技术规范815.3技术标准815.4计算模型与方法815.4.1计算参数814.1.1材料814.1.2计算荷载825.4.2荷载组合825.5计算模型845.6主梁内力855.6.1截面有效宽度

7、855.6.2局部稳定系数865.6.3主梁内力图875.6.4运营阶段截面应力895.7挠度和位移905.7.1活载挠度905.7.2短期挠度915.7.3恒载+1/2活载挠度915.7.4位移925.7.5计算结论936.下部结构验算936.1桥墩结构验算946.1.1绕城高速上跨桥P2轴桥墩承载能力验算946.1.2绕城高速上跨桥P2轴桥墩裂缝宽度验算956.1.3绕城高速上跨桥P3轴桥墩承载能力验算966.1.4绕城高速上跨桥P3轴桥墩承载能力验算986.1.5主线桥P4轴桥墩承载能力验算996.1.6主线桥P4轴桥墩裂缝宽度验算1006.1.7C匝道桥P5轴桥墩承载能力验算1016.

8、1.8C匝道桥P5轴桥墩裂缝宽度验算1026.2桩基结构验算1036.2.1绕城高速上跨桥P3轴桥墩桩基强度验算1036.2.2绕城高速上跨桥P3轴桥墩桩基裂缝宽度验算1056.2.3主线桥P4轴桥墩桩基强度验算1066.2.4主线桥P4轴桥墩桩基裂缝宽度验算1086.2.5C匝道桥P5轴桥墩桩基强度验算1096.2.6C匝道桥P5轴桥墩桩基裂缝宽度验算1116.3桥台结构验算1126.3.1绕城高速上跨桥A7轴桥台验算1126.3.2规划路上跨桥A5轴桥台验算1146.4计算结论115第4页林同棪国际工程咨询（中国）有限公司1. 工程概况1.1 工程规模、建设范围拟建Z1路（水土大桥段）工程

9、位于位于重庆市北碚区水土镇，邻近重庆绕城高速公路水土收费站，道路起点位于现状解放支路狮子口小学附近，终点位于现状京东方大道南端，道路中部上跨重庆绕城高速公路，交通方便。1.2 桥梁总体介绍绕城高速上跨桥起点桩号K0+084.003，桥梁终点桩号K0+311.503，桥梁全长227.5m。绕城高速上跨桥桥梁全长227.5m，第一联为430m，第二联为333m。绕城高速上跨桥第一联采用等截面预应力混凝土连续箱梁，中心梁高1.735m。第二联上跨绕城高速，采用顶推钢箱梁，中心梁高1.735m。规划道路上跨桥起点桩号K0+630.955，桥梁终点桩号K0+770.955，桥梁全长140.0m。规划道路

10、上跨桥桥梁全长140.0m，桥跨布置为（20+330+20）m，上跨桥上部结构采用等截面预应力混凝土连续箱梁，中心梁高1.735m。主线桥起点桩号K1+133.799，桥梁终点桩号K1+342.799，桥梁全长209m。第一联跨径布置330m，采用等截面预应力混凝土连续箱梁，中心梁高1.735m，第二联跨径布置36+37+36m，采用等截面预应力混凝土连续箱梁，梁高2.135m。C匝道桥起点桩号CK0+146.559，桥梁终点桩号CK0+369.559，桥梁全长233.0m。第一联跨径布置427.75m，采用等截面预应力混凝土连续箱梁，梁高1.6m，第二联跨径布置37+38+37m，采用等截面

11、预应力混凝土连续箱梁，梁高2.0m。桥型布置图如下：图 1.21 绕城高速上跨桥桥型布置图图 1.22 规划道路上跨桥桥型布置图图 1.23 主线桥桥型布置图图 1.24 C匝道桥桥型布置图2. 计算参数2.1 主要规范标准2.1.1 国家标准（1） 城市桥梁设计规范（CJJ11-2011）（2019版）（2） 城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）（3） 公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）（4） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 33622018）（5） 公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）（6） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG 336

12、32019）（7） 公路工程混凝土结构耐久性设计规范（JTG/T 33102019）（8） 混凝土结构耐久性设计与施工指南（CCES01-2004）（9） 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）（10） 城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ 2-2008）（11） 钢筋焊接及验收规程（JGJ 182012）（12） 预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-2014）（13） 预应力混凝土桥梁用塑料波纹管（JT/T 529-2016）（14） 预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T 14370-2015）（15） 公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器（JT/T 3292010

13、）（16） 公路桥梁盆式支座（JT/T391-2019）2.2 主要技术标准桥梁主要技术标准类别设计取值荷载标准汽车：城-A级地震基本烈度6度桥梁设计基准期100年设计安全等级一级设计环境类别类2.3 主要材料及力学参数混凝土、钢筋、钢绞线等材料的弹性模量、设计抗压（拉）强度等基本参数均按桥规（JTG 3362-2018）取值。2.3.1 混凝土表2.1 混凝土材料参数表混凝土标号弹性模量（MPa）剪切模量（MPa）泊松比设计抗压强度（MPa）设计抗拉强度（MPa）线膨胀系数容重（kN/m3）上部主梁C5034500138000.222.41.830.0000126桥墩C40325001300

14、00.218.41.650.0000126桥面铺装242.3.2 钢绞线表2.2 钢绞线材料参数表直径（mm）弹性模量（MPa）抗拉强度（MPa）线膨胀系数管道摩阻系数管道偏差系数k松弛系数容重（kN/m3）预应力15.219500018600.0000120.170.00150.378.52.3.3 普通钢筋HPB300钢筋：抗拉设计强度fsd=195MPa；标准强度fsk=235MPa；弹性模量E=2.1105MPa。HRB400钢筋：抗拉设计强度fsd=280MPa；标准强度fsk=335MPa；弹性模量E=2.0105MPa。3. 计算荷载取值3.1 永久作用计算荷载根据公路桥涵设计通

15、用规范（JTG D60-2015）、城市桥梁设计规范（CJJ112011）取值。1）一期恒载：按照实际结构尺寸考虑：钢筋混凝土26 kN/m3；沥青混凝土23 kN/m3；钢材78.5kN/m3；填土20kN/m3，实际结构建立计算模型，由程序自动计算；2） 二期恒载：单侧人行道：33.85 kN单侧防撞护栏：6.8kN/m；车行道铺装（9cm沥青铺装+8cm混凝土）：B（0.0923+0.0825）3） 结构的收缩徐变：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）取用混凝土名义收缩系数cs0=0.31010-3,混凝土的名义徐变系数0按照规范附表F2.2取值。4

16、） 预加力：根据实际设计预应力钢束，输入结构计算模型进行计算。3.2 可变作用3.2.1 汽车荷载整体计算中按照采用城-A级。冲击系数：按城市桥梁设计规范取值；制动力荷载制动力采用165kN或者10%车道荷载，并取两者中的较大值，但不包括冲击力；当计算的加载车道为同向行驶2条是，汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的2倍；如果为同向3车道时，2.34倍，同向4车道时，2.68倍。3.2.2 温度荷载1) 整体温度根据公路桥涵设计通用规范4.3.10条以及地勘提供的地勘报告来确定桥梁结构的温度荷载，按结构整体升温30和降温-10计算。2) 温度梯度竖向温度梯度：按照桥面9cm沥青混凝土考虑，即：按

17、照规范公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）规范中4.3.10中表4.3.10-3中数值内插取值。4. 混凝土结构静力验算4.1 绕城高速上跨桥第一联结构静力验算4.1.1 计算模型图 4.11有限元模型离散图计算分析软件采用Midas Civil V8.3.2，结构采用平面梁单元进行模拟。计算书中采用Midas Civil进行分析计算，并以公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。支座模拟采用如下方法：在支座顶、底位置建立节点，顶节点作为从属节点与主梁节点通过“刚性

18、连接”刚性连接，顶、底节点通过“弹性连接”的“一般类型”来模拟支座各个方向的实际刚度，底节点采用固结边界条件，其中弹簧刚度取1e7kN/m。预应力采用实际线形输入，两端张拉，张拉控制应力为0.72fpk=1339.2 MPa。4.1.2 主梁施工阶段法向压应力验算1.施工阶段划分表格4.11施工顺序表施工步骤施工内容1施工主梁并张拉钢束2施工二期3收缩徐变7300天在短暂状况（施工阶段），各施工阶段主梁各单元应力极值见下图。施工中最大压应力为7.86MPa；未出现拉应力。2. 第1施工阶段 图 4.12第1施工阶段混凝土顶缘应力（MPa）图 4.13第1施工阶段混凝土底缘应力（MPa）3.第2

19、施工阶段图 4.14第2施工阶段混凝土顶缘应力（MPa）图 4.15第1施工阶段混凝土底缘应力（MPa）4.第3施工阶段图4.16 第3施工阶段混凝土顶缘应力（MPa）图4.17 第3施工阶段混凝土底缘应力（MPa）4.1.3 主梁使用阶段正截面抗裂验算公桥规第6.3条规范：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列规定：A类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下stpc0.7fck= 1.855 MPa；但在荷载长期效应组合下ltpc0公桥规第6.3条规范：斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列规定：A类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短

20、期效应组合下tp0.5fck=1.325 MPa公桥规第7.1.5条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力，应符合下列规定：受压区混凝土的最大压应力未开裂构件 kc+pt0.5fck=16.2 MPa公桥规第7.1.6条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应力，应符合下列规定：cp0.6fck=19.44 MPa1） 各个单元上下缘在短期作用下应力包络值见下图：短期作用组合下没有出现拉应力，满足要求。图 4.18 短期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）2） 各个单元的上下缘在长期作用下应力包络值见下图：没有出现拉应力图 4.19长期组合上下缘正截面法向应力

21、包络图（MPa）4.1.4 主梁使用阶段斜截面抗裂验算主梁各截面在短期荷载效应组合作用下，tp0.5ftk0.52.651.325MPa。短期组合下主拉应力最大值为1.14Mpa。主梁各个截面的斜截面主拉应力详见下图：图 4.110短期组合斜截面主拉应力包络图（MPa）4.1.5 主梁使用阶段正截面压应力验算预应力混凝土正截面混凝土的压应力应符合受压区混凝土的最大压应力要求，对于未开裂构件有kc+pt0.5fck0.532.416.2MPa。标准组合下，主梁压应力最大值为10.47MPa。持久状况下，主梁各单元最大压应力如下图：图 4.111 标准组合正截面法向应力包络图（MPa）4.1.6

22、主梁使用阶段斜截面主压应力验算持久荷载作用下，对于预应力混凝土受弯构件，混凝土的主压应力应满足cp0.6fck0.632.419.44MPa。标准组合下，主梁主压应力最大值为10.44MPa。主梁各截面的主压应力详见下图：图 4.112 标准组合斜截面主压应力包络图（MPa）4.1.7 主梁使用阶段正截面抗弯验算图 4.113 正截面抗弯承载能力验算结果图形 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2018）第5.1.5条验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。4.1.8 主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限

23、状态验算如下表所示（主梁截面输入了10肢钢筋直径为16mm的HRB400钢筋）。最大、最小剪力内力值与抗力包络图如下所示。图 4.114 斜截面抗剪承载能力验算结果图形 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.1.5条验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.2.9条进行抗剪截面验算，满足规范要求。4.1.9 使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算对钢绞线未开裂构件pep0.65fpk=0.651860=1209Mpa根据施工

24、经验永存应力只要不超过5%，即可满足要求表格 4.12受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算结果（MPa）钢束验算Sig_DL (N/mm2)Sig_LL (N/mm2)Sig_ADL (N/mm2)Sig_ALL (N/mm2)F1-1OK1226.90421170.00861395.00001209.0000F1a-4OK1226.90421170.00861395.00001209.0000F1b-7OK1226.90421170.00861395.00001209.0000F2-2OK1224.84121169.08311395.00001209.0000F2a-5OK1224.841211

25、69.08311395.00001209.0000F2b-8OK1224.84121169.08311395.00001209.0000F3-3OK1222.14241168.52761395.00001209.0000F3a-6OK1222.14241168.52761395.00001209.0000F3b-9OK1222.14241168.52761395.00001209.00004.1.10 正常使用极限状态挠度验算按照新公桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的

26、最大挠度不应超过计算跨径的1/600。下图为活载产生的竖向位移。图 4.115 活载作用下主梁竖向变形图（mm）计算跨径的1/600为： 30000/600=50mm，活载作用下变形1.745mm所以挠度满足要求。4.1.11 主梁结构静力特性分析小结从以上计算结果看出，结构在施工阶段法向应力验算，以及正截面抗裂、斜截面抗裂、正截面压应力、斜截面主压应力、斜截面抗剪、使用阶段预应力钢筋拉应力、挠度验算验算均满足规范要求。4.2 规划道路上跨桥结构静力验算4.2.1 计算模型图 4.21有限元模型离散图计算分析软件采用Midas Civil V8.3.2，结构采用平面梁单元进行模拟。计算书中采用

27、Midas Civil进行分析计算，并以公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。支座模拟采用如下方法：在支座顶、底位置建立节点，顶节点作为从属节点与主梁节点通过“刚性连接”刚性连接，顶、底节点通过“弹性连接”的“一般类型”来模拟支座各个方向的实际刚度，底节点采用固结边界条件，其中弹簧刚度取1e7kN/m。预应力采用实际线形输入，两端张拉，张拉控制应力为0.72fpk=1339.2 MPa。4.2.2 主梁施工阶段法向压应力验算1.施工阶段划分表格4.21施工顺序表施工步骤施工

28、内容1施工主梁并张拉钢束2施工二期3收缩徐变7300天在短暂状况（施工阶段），各施工阶段主梁各单元应力极值见下图。施工中最大压应力为9.46MPa；未出现拉应力。2. 第1施工阶段图 4.22 第1施工阶段混凝土顶缘应力（MPa）图 4.23 第1施工阶段混凝土底缘应力（MPa）3.第2施工阶段图 4.24第2施工阶段混凝土顶缘应力（MPa）图 4.25第2施工阶段混凝土底缘应力（MPa）4.第3施工阶段图4.26 第3施工阶段混凝土顶缘应力（MPa）图4.27 第3施工阶段混凝土底缘应力（MPa）4.2.3 主梁使用阶段正截面抗裂验算公桥规第6.3条规范：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应

29、力进行验算，并应符合下列规定：A类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下stpc0.7fck= 1.855 MPa；但在荷载长期效应组合下ltpc0公桥规第6.3条规范：斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列规定：A类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下tp0.5fck=1.325 MPa公桥规第7.1.5条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力，应符合下列规定：受压区混凝土的最大压应力未开裂构件 kc+pt0.5fck=16.2 MPa公桥规第7.1.6条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应力，应符合下列规定：c

30、p0.6fck=19.44 MPa各个单元上下缘在短期作用下应力包络值见下图：最大拉应力为0.52Mpa，小于容许值1.325Mpa，满足要求。 图 4.23 短期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）各个单元的上下缘在长期作用下应力包络值见下图：最大拉应力为0.25Mpa，小于容许值1.325Mpa，满足要求。 图 4.24长期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）4.2.4 主梁使用阶段斜截面抗裂验算主梁各截面在短期荷载效应组合作用下，tp0.5ftk0.52.651.325MPa。短期组合下主拉应力最大值为0.8Mpa。主梁各个截面的斜截面主拉应力详见下图：图 4.25短期组合斜截面

31、主拉应力包络图（MPa）4.2.5 主梁使用阶段正截面压应力验算预应力混凝土正截面混凝土的压应力应符合受压区混凝土的最大压应力要求，对于未开裂构件有kc+pt0.5fck0.532.416.2MPa。标准组合下，主梁压应力最大值为11.85MPa。持久状况下，主梁各单元最大压应力如下图：图 4.26 标准组合正截面法向应力包络图（MPa）4.2.6 主梁使用阶段斜截面主压应力验算持久荷载作用下，对于预应力混凝土受弯构件，混凝土的主压应力应满足cp0.6fck0.632.419.44MPa。标准组合下，主梁主压应力最大值为11.83MPa。主梁各截面的主压应力详见下图：图 4.27 标准组合斜截

32、面主压应力包络图（MPa）4.2.7 主梁使用阶段正截面抗弯验算图 4.28 正截面抗弯承载能力验算结果图形 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.1.5条验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。4.2.8 主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限状态验算如下表所示（主梁截面输入了10肢钢筋直径为16mm的HRB400钢筋）。最大、最小剪力内力值与抗力包络图如下所示。图 4.29 斜截面抗剪承载能力验算结果图形 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.1

33、.5条验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.2.9条进行抗剪截面验算，满足规范要求。4.2.9 使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算对钢绞线未开裂构件pep0.65fpk=0.651860=1209Mpa根据施工经验永存应力只要不超过5%，即可满足要求表格 4.22受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算结果（MPa）钢束验算Sig_DL (N/mm2)Sig_LL (N/mm2)Sig_ADL (N/mm2)Sig_ALL (N/mm2)F1-1OK1190.857

34、51156.82181395.00001209.0000F1a-4OK1190.85751156.82181395.00001209.0000F1b-7OK1190.85751156.82181395.00001209.0000F2-2OK1195.04751160.92011395.00001209.0000F2a-5OK1195.04751160.92011395.00001209.0000F2b-8OK1195.04751160.92011395.00001209.0000F3-3OK1201.04461171.79721395.00001209.0000F3a-6OK1201.0446

35、1171.79721395.00001209.0000F3b-9OK1201.04461171.79721395.00001209.00004.2.10 正常使用极限状态挠度验算按照新公桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。下图为活载产生的竖向位移。图 4.210 活载作用下主梁竖向变形图（mm）计算跨径的1/600为： 30000/600=50.00mm，活载作用下变形2.798mm所以挠度满足要求。4.2.11 主梁结构静力特性分

36、析小结从以上计算结果看出，结构在施工阶段法向应力验算，以及正截面抗裂、斜截面抗裂、正截面压应力、斜截面主压应力、斜截面抗剪、使用阶段预应力钢筋拉应力、挠度验算验算均满足规范要求。4.3 主线桥第一联结构静力验算4.3.1 计算模型图 4.31有限元模型离散图计算分析软件采用Midas Civil V8.3.2，结构采用平面梁单元进行模拟。计算书中采用Midas Civil进行分析计算，并以公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。支座模拟采用如下方法：在支座顶、底位置建立节点，

37、顶节点作为从属节点与主梁节点通过“刚性连接”刚性连接，顶、底节点通过“弹性连接”的“一般类型”来模拟支座各个方向的实际刚度，底节点采用固结边界条件，其中弹簧刚度取1e7kN/m。预应力采用实际线形输入，两端张拉，张拉控制应力为0.72fpk=1339.2 MPa。4.3.2 主梁施工阶段法向压应力验算1.施工阶段划分表格4.31施工顺序表施工步骤施工内容1施工主梁并张拉钢束2施工二期3收缩徐变7300天在短暂状况（施工阶段），各施工阶段主梁各单元应力极值见下图。施工中最大压应力为7.42MPa；未出现拉应力。2. 第1施工阶段图 4.32 第1施工阶段顶缘应力图（MPa）图 4.33 第1施工

38、阶段底缘应力图（MPa）3.第2施工阶段图 4.34第2施工阶段顶缘应力图（MPa）图 4.35第2施工阶段底缘应力图（MPa）4.第3施工阶段图4.36 第3施工阶段主梁顶缘应力图（MPa）图 4.37第3施工阶段底缘应力图（MPa）4.3.3 主梁使用阶段正截面抗裂验算公桥规第6.3条规范：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列规定：A类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下stpc0.7fck= 1.855 MPa；但在荷载长期效应组合下ltpc0公桥规第6.3条规范：斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算，并应符合下列规定：A类预应力混凝土构件

39、，在作用（或荷载）短期效应组合下tp0.5fck=1.325 MPa公桥规第7.1.5条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力，应符合下列规定：受压区混凝土的最大压应力未开裂构件 kc+pt0.5fck=16.2 MPa公桥规第7.1.6条规范：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应力，应符合下列规定：cp0.6fck=19.44 MPa各个单元上下缘在短期作用下应力包络值见下图：没有出现拉应力。图 4.38 短期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）各个单元的上下缘在长期作用下应力包络值见下图：没有出现拉应力图 4.39长期组合上下缘正截面法向应力包络图（MPa）

40、4.3.4 主梁使用阶段斜截面抗裂验算主梁各截面在短期荷载效应组合作用下，tp0.5ftk0.52.651.325MPa。短期组合下主拉应力最大值为0.98Mpa。主梁各个截面的斜截面主拉应力详见下图：图 4.310短期组合斜截面主拉应力包络图（MPa）4.3.5 主梁使用阶段正截面压应力验算预应力混凝土正截面混凝土的压应力应符合受压区混凝土的最大压应力要求，对于未开裂构件有kc+pt0.5fck0.532.416.2MPa。标准组合下，主梁压应力最大值为10.83MPa。持久状况下，主梁各单元最大压应力如下图：图 4.311 标准组合正截面法向应力包络图（MPa）4.3.6 主梁使用阶段斜截

41、面主压应力验算持久荷载作用下，对于预应力混凝土受弯构件，混凝土的主压应力应满足cp0.6fck0.632.419.44MPa。标准组合下，主梁主压应力最大值为10.83MPa。主梁各截面的主压应力详见下图：图 4.312 标准组合斜截面主压应力包络图（MPa）4.3.7 主梁使用阶段正截面抗弯验算图 4.313 正截面抗弯承载能力验算结果图形 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.1.5条验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。4.3.8 主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限状态验算如下表

42、所示（主梁截面输入了10肢钢筋直径为16mm的HRB400钢筋）。最大、最小剪力内力值与抗力包络图如下所示。图 4.314 斜截面抗剪承载能力验算结果图形 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.1.5条验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。 按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第5.2.9条进行抗剪截面验算，满足规范要求。4.3.9 使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算对钢绞线未开裂构件pep0.65fpk=0.651860=1209Mpa根据施工经验永存应力只

43、要不超过5%，即可满足要求表格 4.32受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算结果（MPa）钢束验算Sig_DL (N/mm2)Sig_LL (N/mm2)Sig_ADL (N/mm2)Sig_ALL (N/mm2)F1OK1202.12271166.939413951209F2OK1196.68141167.058413951209F3OK1193.52651166.5136139512094.3.10 正常使用极限状态挠度验算按照新公桥规第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。下图为活载产生的竖向位移。图 4.315