PAGE6-某高速公路橋混凝土連續(xù)箱梁主梁內(nèi)力計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u18294某高速公路橋混凝土連續(xù)箱梁主梁內(nèi)力計算過程案例 14511第一章大橋設(shè)計基本信息 2114451.1主要技術(shù)標準 2119561.2主要材料 212064第二章方案設(shè)計及比選 4230562.1方案設(shè)計 4220992.2推薦方案 89541第三章上部結(jié)構(gòu)建模 10318573.1總體信息 10157043.2結(jié)構(gòu)建模 12123083.3鋼束設(shè)計 12239333.4鋼筋設(shè)計 1347613.5施工分析階段 1442723.6運營分析階段 14322133.7調(diào)束 14276第四章主梁內(nèi)力計算 14216314.1荷載定義 14192584.2內(nèi)力組合 15150504.3單項永久作用效應(yīng)下的內(nèi)力計算 19155544.4單項可變作用效應(yīng)下的內(nèi)力計算 20第一章大橋設(shè)計基本信息1.1主要技術(shù)標準（1）荷載等級：公路-Ⅰ級；（2）行車道數(shù)：單向雙車道；（3）單幅橋?qū)挘?0m;（4）設(shè)計速度：100km/h；（5）橋梁橫坡：2%；（6）橋梁縱坡：2%；（7）環(huán)境類別：I類；（8）地層資料：主要有黏土、粉細砂、沙礫卵石、碎石等（9）安全等級：一級；（10）設(shè)計基準期和設(shè)計使用年限：均為100年；（11)地震烈度：不予以考慮（12)每側(cè)防撞護欄重量按6.5kN/m計，混凝土考慮10年的收縮徐變，整體升溫、降溫均按20℃考慮，溫度梯度按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定取用。1.2主要材料（1）混凝土：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用C50混凝土；蓋梁采用C50混凝土、墩柱采用C40、基礎(chǔ)采用C30。（2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線:采用?s（3）普通鋼筋：采用HRB400鋼筋，箍筋采用HPB300的箍筋。表1-1混凝土性能表標號容重fcdfckftdftkEcC3025.013.820.11.392.0130000C4025.018.426.81.652.3932500C5026.022.432.41.832.6534500表1-2預(yù)應(yīng)力材料表預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力（MPa）彈性模量（MPa）管道摩阻系數(shù)局部偏差系數(shù)編束根數(shù)一端錨具回縮（mm）15-31339195000.20.00153615-41339195000.20.00154615-51339195000.20.00155615-61339195000.20.00156615-71339195000.20.00157615-81339195000.20.00158615-91339195000.20.00159615-101339195000.20.001510615-111339195000.20.001511615-121339195000.20.001512615-131339195000.20.001513615-141339195000.20.001514615-151339195000.20.001515615-161339195000.20.001516615-171339195000.20.001517615-181339195000.20.001518615-191339195000.20.0015196預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋8922000000.00111

第二章方案設(shè)計及比選2.1方案設(shè)計方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁圖2-1橋型布置圖立面（cm）圖2-2橋型布置圖平面(cm)圖2-3橋型布置圖剖面（cm）方案二：斜拉橋的設(shè)計圖2-4橋型布置圖立面(cm)圖2-5橋型布置圖平面(cm)圖2-6橋型布置圖剖面(cm)圖2-7橋型布置圖剖面(cm)

方案三：拱橋的設(shè)計圖2-8橋型設(shè)計圖立面（cm）圖2-9橋型設(shè)計圖平面(cm)圖2-10跨中橫斷面(cm)

表2-1方案比選橋型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁斜拉橋拱橋施工難易程度外形簡單，工廠預(yù)制生產(chǎn)和現(xiàn)場整體澆筑都很方便斜拉橋有更多的設(shè)計變量，施工較為困難。拱橋水平推力較大，在連續(xù)多孔的橋梁中，為防止一孔破壞而影響全橋的安全，需采取較復(fù)雜的施工措施。經(jīng)濟性梁橋的建筑高度小，凈空面積大，所用結(jié)構(gòu)材料少，施工簡單。斜拉橋的主梁尺寸較小，結(jié)構(gòu)自重輕，結(jié)構(gòu)材料用量少，橋梁的跨越能力大。結(jié)構(gòu)自重大，水平推力較大，結(jié)構(gòu)所用材料多，且施工所需結(jié)構(gòu)復(fù)雜。美觀性梁橋的建筑高度小，相應(yīng)的大大擴大了凈空面積，橋梁結(jié)構(gòu)簡單，美觀性一般。斜拉橋有很多的設(shè)計變量，外觀多種多樣，多可作為城市景觀建筑，美觀性較好。拱橋造型優(yōu)美，多作為景觀橋。耐久性預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁梁橋，行車舒適性較好，耐久性較好。獨塔雙跨式混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，有更多設(shè)計變量，耐久性較差。鋼筋混凝土拱橋耐久性好。綜合分析以上三種方案，根據(jù)施工難易程度、經(jīng)濟性、適用性和耐久性等方面，結(jié)合橋梁設(shè)計的基本原則，方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁更加適合，選用方案一作為主設(shè)計方案。2.2推薦方案2.2.1截面形式主梁截面采用單箱單室等截面箱梁結(jié)構(gòu)，梁寬10m。施工方法采用滿堂支架整體現(xiàn)澆法。2.2.2主梁尺寸擬定（1）頂板寬度：本設(shè)計橋梁寬度為10m，但考慮到未設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力束筋，單箱單室截面b:a之比為1：（2.5-3.0）時橫向受力狀態(tài)較好，故本設(shè)計采用單箱單室箱梁截面，頂板寬度分布為：2m+6m+2m，底板寬6m。（2）采用等截面連續(xù)箱梁，依據(jù)規(guī)定：等截面連續(xù)梁高跨比1/15-1/25（1），所以梁高3m。（3）頂板中部厚度不應(yīng)小于頂板凈跨徑的1/30（4），取0.35m。對于等高度連續(xù)梁，底板厚宜采用0.2-0.25m，所以底板厚度可取0.25m。支點處底板厚度為0.4m，頂板厚度為0.5m?？缰刑幍装搴穸?.25m，頂板厚度為0.35m。（4）懸臂板：懸臂長度取箱梁腹板間距的1/3-1/2.5。懸臂長度2m,懸臂端部厚度0.2m，根部厚度0.6m。（5）頂板與腹板接頭處設(shè)置梗腋，本方案支點采用1：3的形式，即0.2m×0.6m;跨中采用1：4的形式，即0.2m×0.8m。（6）腹板厚度：腹板厚度取0.6m。2.2.3橋面鋪裝采用10cm現(xiàn)澆C40混凝土+10cm瀝青混凝土鋪裝層（粘層、保護層和瀝青面層）（1）。2.2.4橋墩本方案是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，所以選用帶蓋梁的單排樁柱式橋墩。蓋梁：長8m寬2m高1.3m，采用C50混凝土。墩身：單排雙柱式橋墩墩身直徑為1.5m，墩身高6m。系梁：寬高均為1m的混凝土梁?；A(chǔ)：基礎(chǔ)是保證橋梁墩臺安全并將各種作用傳至地基的橋梁的最下部分，根據(jù)鉆探，橋位處地層主要有填筑土、淤泥、黏土、細砂、沙礫卵石等，基巖埋置較深，因此全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁。鉆孔樁直徑不宜小于0.8m（11），本設(shè)計基礎(chǔ)采用直徑為1.8m的單排雙柱式灌注摩擦樁結(jié)構(gòu)，擬定樁長為40m。具體尺寸如下圖2-11所示：圖2-11墩柱剖面圖（cm）2.2.5橫坡以及縱坡設(shè)置橋面橫坡是橋面在沿與路線垂直的方向（橫向）的坡度。坡度可按路面橫坡取用或比后者大0.5%，一般取1.5%～3%之間。此工程橫坡取2.0%。由于本設(shè)計橋長為140m，屬于大橋體系，考慮到橋面排水以及車輛行駛安全因素，故在設(shè)計時同時設(shè)計出2%的縱坡。2.2.6施工方法滿堂支架整體現(xiàn)澆法。滿堂支架整體現(xiàn)澆施工是在支架上完成梁體的制作，滿堂支架法現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在橋梁工程中是一種極為常見的施工方法。滿堂支架施工時需要大量的模板支架，通過在橋位處搭設(shè)支架，在支架上直接澆筑混凝土，直至混凝土達到強度后拆除模板和支架的方法進行施工。第三章上部結(jié)構(gòu)建模3.1總體信息使用橋梁博士時，首先在軟件中設(shè)置所建橋梁模型的總體信息如下表所示：圖3-1常規(guī)信息圖3-2計算內(nèi)容圖3-3材料定義圖3-4地質(zhì)土層3.2結(jié)構(gòu)建模首先用CAD規(guī)范畫圖，然后導(dǎo)入到橋梁博士中，導(dǎo)入截面后要定義當前截面的分梁線、懸臂線、腹板線、支座位置等。青州河連續(xù)梁橋的跨徑布置為40m+60m+40m。模型梁1的對象屬性如圖3-6所示。圖3-5構(gòu)建對象屬性3.3鋼束設(shè)計在配置鋼束之前，先進行預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算，初步擬定預(yù)應(yīng)力鋼束的根數(shù)和型號，然后初步確定預(yù)應(yīng)力鋼束的位置，根據(jù)橋梁博士生成報告來調(diào)節(jié)鋼束的位置和圓弧的半徑。圖3-6鋼束立面布置圖表3-1鋼束實例匯總表3.4鋼筋設(shè)計鋼筋設(shè)計的內(nèi)容有縱筋和箍筋。在距離梁的上、下邊緣60mm處各設(shè)置一層縱筋。支點處的箍筋進行加密布置，間距為100mm，跨中位置的箍筋不進行加密，間距為150mm。

3.5施工分析階段本次設(shè)計的施工分析共分為三個階段。第一個階段是進行安裝構(gòu)件、鋼束的整體現(xiàn)澆張拉鋼束階段，此階段共30天。第二個階段是進行橋面附屬設(shè)施施工的二期恒載階段，周期7天。第三個階段是考慮收縮徐變影響的收縮徐變階段，共3650天。3.6運營分析階段此階段主要的荷載是汽車和人群。本次設(shè)計沒有設(shè)置人行道，所以運營分析時只考慮汽車荷載。3.7調(diào)束通過橋梁博士生成的計算結(jié)果可知，發(fā)現(xiàn)梁正截面、斜截面承載力驗算和正截面抗裂驗算存在不通過的節(jié)點，然后對出現(xiàn)驗算不通過的節(jié)點進行分析，通過調(diào)節(jié)鋼束的型號和位置來進行調(diào)束，通過反復(fù)的調(diào)節(jié)來確定鋼束最合適的位置，使最后的驗算全部通過。第四章主梁內(nèi)力計算4.1荷載定義4.1.1恒載橋梁的恒載由橋梁結(jié)構(gòu)自重和橋梁上部附屬設(shè)施的重量組成。一期恒載：在橋博中，默認的混凝土容重和我們在實際施工過程中的不同，橋博中混凝土的重度換算系數(shù)為1.04。二期恒載：橋面鋪裝層重度：護欄重度：二期恒載均布荷載為：4.1.2活載公路—I級車道均布荷載標準值qk=10.5KN/m。集中荷載標準值p4.2內(nèi)力組合截面位置索引列QzMy端部L最大00端部L最小00支座D0最大-1771.3-4428.3支座D0最小-2511.7-6039.9左邊跨1/8最大2681.99567.0左邊跨1/8最小1544.94426.1左邊跨1/4最大766.517958.9左邊跨1/4最小-51.38311.5左邊跨3/8最大-892.416874.1左邊跨3/8最小-1861.44299.8左邊跨1/2最大-1964.710732.3左邊跨1/2最小-3148.1-2931.8左邊跨5/8最大-3226.2-806.3左邊跨5/8最小-4661.9-17394.9左邊跨3/4最大-4803-21066左邊跨3/4最小-6554.1-45248.3左邊跨7/8最大-6241-45984.5左邊跨7/8最小-8279.7-78489.31號墩支座最大-7639.3-73721.41號墩支座最小-9957.7-114936中跨1/8最大8408.7-8330.6中跨1/8最小6869.3-35157.5中跨1/4最大5759.636849.4中跨1/4最小4661.79610中跨3/8最大3110.566997.6中跨3/8最小2454.135412.5中跨1/2最大82.979101.6中跨1/2最小-68.845623.2圖4-1基本組合剪力（單位：kN）圖4-2基本組合彎矩（單位：kN.m）

表4-2標準值組合內(nèi)力值表截面位置索引列QzMy端部L最大-2822.322547.5端部L最小-2822.322547.5支座D0最大-4464.54825.1支座D0最小-4659.54458.5左邊跨1/8最大-1530.13144.1左邊跨1/8最小-2131.5150.9左邊跨1/4最大-660.4701.3左邊跨1/4最小-1261.9-5047.9左邊跨3/8最大-853.4-320.2左邊跨3/8最小-1454.9-8825.5左邊跨1/2最大-1828.1-4604.6左邊跨1/2最小-2429.6-14983.9左邊跨5/8最大-2283.1-13521.7左邊跨5/8最小-2884.6-26105.8左邊跨3/4最大1046.9-10668.6左邊跨3/4最小445.4-26008.9左邊跨7/8最大430-7584.7左邊跨7/8最小-171.5-25497.91號墩支座最大-6974-18135.41號墩支座最小-7575.5-38454.5中跨1/8最大1309.52185.3中跨1/8最小1044.3-16012.6中跨1/4最大4096.317750.8中跨1/4最小3831.11356.6中跨3/8最大243239614.3中跨3/8最小2166.824497中跨1/2最大138.444251.5中跨1/2最小-126.829300.1

表4-3頻遇組合內(nèi)力值表截面位置索引列QzMy端部L最大-2822.322547.5端部L最小-2822.322547.5支座D0最大-4464.54825.1支座D0最小-4569.54627.7左邊跨1/8最大-1585.62733.8左邊跨1/8最小-2099.3465.3左邊跨1/4最大-716100.2左邊跨1/4最小-1229.7-4659.6左邊跨3/8最大-908.9-1112.2左邊跨3/8最小-1422.7-8363.3左邊跨1/2最大-1883.7-5526.3左邊跨1/2最小-2397.5-14471.5左邊跨5/8最大-2338.7-14596.1左邊跨5/8最小-2852.5-25534.3左邊跨3/4最大991.3-11933.9左邊跨3/4最小477.6-25363.4左邊跨7/8最大374.4-9053.7左邊跨7/8最小-139.3-24753.91號墩支座最大-7029.6-19826.81號墩支座最小-7543.3-37581.8中跨1/8最大1308.7502.7中跨1/8最小1045-15149中跨1/4最大4095.516075.7中跨1/4最小3831.82212.3中跨3/8最大2431.337946.8中跨3/8最小2167.525344.7中跨1/2最大137.742592.7中跨1/2最小-126.130138.84.3單項永久作用效應(yīng)下的內(nèi)力計算4.3.1結(jié)構(gòu)自重作用表4-4結(jié)構(gòu)在恒載作用下的內(nèi)力值表截面位置索引列QzMy端部L最大00支座D0最大-1268.8-3172左邊跨1/8最小1393.34613.2左邊跨1/4最小283.78773.6左邊跨3/8最大-808.37462.1左邊跨1/2最小-1550.934