1号桥大桥计算书.docx

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1、纵三线1号桥计算书一、 基本信息41.1 1工程概况41.2 技术标准41.3 主要规范41.4 主要材料及材料性能41.4.1 1混凝土41.4.2 预应力钢筋41.4.3 普通钢筋51.5 计算原则、内容及控制标准5二、 模型建立及分析62 .1计算模型63 .2荷载工况及荷载组合6三、 持久状况承载能力极限状态93.1 正截面抗弯验算93.2 斜截面抗剪验算103.3 抗扭验算10四、 持久状况正常使用极限状态114.1 1正截面抗裂验算114.2 顶底板斜截面抗裂验算134.3 腹板斜截面抗裂验算14五、 持久状况应力验算155.1 1正截面压应力验算155.2 斜截面主压应力验算16

2、5.3 预应力钢筋拉应力验算16六、 短哲状况应力验算176. 1法向应力验算17七、 其他验算187 .1挠度验算188 .2抗倾覆验算18八、 下部墩柱验算211 .1计算模型218 .2正截面抗压验算228.3正截面抗拉验算228.4裂缝宽度验算23一、基本信息1.1 工程概况本次设计纵三线位于，纵三线设计起点位于与横五线交叉口，终点平交横二线，整体呈东西走向，沿线分别与横四线、一支路平交，平面线位与方案阶段保持一致，道路全长约1.536km；道路等级为城市支路，标准路幅宽度14m,双向两车道，设计速度30kmh.本次共设计桥梁1座，为纵三线1号桥，桥梁位于曲线上，曲线半径800m,桥梁

3、起点桩号K1+214,桥梁终点桩号KI+373O桥梁全长159m,标准路幅宽度14m。1.2 技术标准设计程序：CivilDesigner设计安全等级：一级桥梁重要性系数：1.11.3 主要规范公路工程技术标准。TGBOl_2014)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015),以下简称通规；公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018),以下简称桥规；公路桥梁抗震设计规范(JTG/T2231012020)城市桥梁抗震设计规范(CJJ166-2011)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG3363-2019)城市桥梁设计规范(2019年版)(CJJ11-2011)1.4 主

4、要材料及材料性能1. 4.1混凝土表1混凝土材料及材料性能表强度等级弹性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比容重(kNm3)线膨胀系数fck(MPa)ftk(MPa)fed(MPa)ftd(MPa)C5034500.00013800.0000.20025.000le-00532.4002.65022.4001.8301.4.2预应力钢筋表2预应力钢筋材料及材料性能表预应力钢筋材料名称弹性模量(MPa)容重(kNm3)线膨胀系数fpk(MPa)fpd(MPa)fpd(MPa)13195000.00078.5001.2e-0051860.0001260.000390.000预应力钢筋材料名称弹性

5、模量(MPa)容重(kNm3)线膨胀系数fpk(MPa)fpd(MPa)f,pd(MPa)14195000.00078.5001.2e-0051860.0001260.000390.000表3预应力钢筋特性值表预应力钢筋名称钢束总面积(mm2)张拉控制应力(MPa)张拉控制力(kN)管道直径(mm)k锚具变形(mm)松弛系数超张拉131807.0001339.2002419934.40090.0000.1701.5e-0066.0000.3否141960.0000.0000.00090.0000.1701.5e-0066.0000.3否1.4.3普通钢筋表4普通钢筋材料及材料性能表普通钢筋弹性

6、模量(MPa)容重(KNm3)fsk(MPa)fsd(MPa)f,Sd(MPa)HRB300210000.00076.980300.000250.000250.000HRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRBF400200000.00076.980400.000330.000330.000RRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRB500200000.00076.980500.000415.000400.0001.5计算原则、内容及控制标准计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进

7、行设计，并以公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG33622018)为标准，按部分预应力(A类)混凝土结构进行验算。二、模型建立及分析2.1 计算模型图1模型视图1）节点数量：153个；2）单元数量：152个；3）边界条件数量：1个；4）施工阶段数量：3个，施工步骤如下：施工阶段1:CSh20.0天；施工阶段2:CS2；30.0天；施工阶段3:CS3；3650.0天；2.2 荷载工况及荷载组合1）自重自重系数：-1.042）徐变收缩收缩龄期：3.0天；理论厚度自动计算：由程序自动计算各构件的理论厚度。公式为：h=aAcu;u=Lo+aL

8、i：-周长U的计算公式中LO为外轮廓周长，Li为内轮廓周长，a为要考虑轮廓周长的比例系数。3）支座沉降按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。第1组不均匀沉降10.0mm；第2组不均匀沉降10.0mm；第3组不均匀沉降10.0mm；第4组不均匀沉降10.0mm；第5组不均匀沉降10.0mm；第6组不均匀沉降10.0mm；4)可变荷载活载：汽车荷载，桥梁等级为城-B级；对于汽车荷载纵向整体冲击系数,按照公路桥涵通用设计规范第4.3.2条，冲击系数可按下式计算：当fV1.5Hz时，=0.05;当1.5Hzf14Hz时，=O.17671n(f)-O.OI57;当f14Hz时，=0.

9、45;根据规范，计算的结构基频f=4.32Hz,冲击系数=02435)荷载组合表5荷载工况序号工况名称描述1恒荷载DL2钢束一次TP3钢束二次TS4徐变二次CS5收缩二次SS6沉降SM7MVlM8MV2Ml9RQMCRL荷载组合列表：基本1：基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+L000(CS)+1.000(SS);基本2:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M);基本3:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(MCR

10、L);基本4:基本;0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+LOOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(M1);基本5:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M)+l.050(MCRL);基本6:基本；0.500(SM)+1.200(DL)+1.200(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M1)+1.050(MCRL);基本7:基本；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS);基本8:基本；0.500(SM)+LOOO(DL)

11、+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+1.400(M);基本9:基本；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(MCRL);基本10：基本;0.500(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M1);基本11:基本；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M)1.050(MCRL);基本12:基本；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+1.4

12、00(M1)+1.050(MCRL);频遇1:频遇;1.000(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TP)+1.000(TS)LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(MCRL);频遇2:频遇；LOOO(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TP)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.563(M);频遇3:频遇；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.563(M)+0.400(MCRL);频遇4:频遇；LOOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+LOOO(TS)+1.000(

13、CS)+1.000(SS)+0.563(M1);频遇5:频遇；1.000(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TP)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.563(M1)+0.400(MCRL);准永久1:准永久；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL);准永久2:准永久；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.322(M);准永久3:准永久；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TP)

14、+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.322(M)+0.400(MCRL);准永久4:准永久；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TP)+LOOO(TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.322(M1);准永久5:准永久；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+I.OOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.322(Ml)+0.400(MCRL);挠度1:挠度；1.000(DL)+0.563(M)+1.000(MCRL);挠度2:挠度；1.000(DL)+0.563(MI)+1.000(MCRL);挠度3:挠度；

15、0.563(M)+1.000(MCRL);挠度4:挠度;0.563(M1)+1.OOO(MCRL);挠度5:挠度；1.0(DL)+0.282(M)+0.500(MCRL);挠度6:挠度；1.000(DL)+0.282(Ml)+0.500(MCRL);应力1:标准;1.OOO(SM)+1.000(DL)+1.OOO(TP)+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(MCRL);应力2:标准；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TP)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M);应力3:标准；1.OOO(SM)+LOOO(DL)

16、+LOOO(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M)+1.000(MCRL);应力4:标准；LOOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+LOOO(TS)+1.000(CS)+LOOO(SS)+1.000(M1);应力5:标准；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TP)+LOOO(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(M1)+1.000(MCRL);倾覆1：倾覆；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS);倾覆2:倾覆;0.500(SM)+1.OOO(DL)+LOOO(

17、TS)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(M);倾覆3:倾覆；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(MCRL);倾覆4:倾覆；0.500(SM)+1.OOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(M1);倾覆5:倾覆；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+1.400(M)+1.050(MCRL);倾覆6:倾覆；0.500(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M1

18、)+1.050(MCRL);倾覆7:倾覆；1.OOO(SM)+1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS);倾覆8:倾覆；LOOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M);倾覆9:倾覆；LOOO(SM)+LOOO(DL)+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.OOO(MCRL);倾覆10：倾覆；LOOO(SM)+1.000(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(MI);倾覆II:倾覆；1.OOO(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO

19、(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M)+1.OOO(MCRL);倾覆12:倾覆；1.000(SM)+LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(M1)+1.OOO(MCRL);三、持久状况承载能力极限状态3.1正截面抗弯验算-rM(Mac)- Mn(Max)* rMu(Mr) Mn(Min)图表1持久状况正截面抗弯验算包络图结论：按照桥规第5.1.2-1条ySWR验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值W构件承载力设计值，满足规范要求；3.2斜截面抗剪验算一Nw-R鼠结论：按照桥规 件承载力设计值,按照桥规图表2持久状况斜截面抗剪验算包络图第

20、5.1.2-1条ySWR验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值W构满足规范要求；第5.2.11条进行抗剪截面验算，满足规范要求；3.3抗扭验算114810675图表3持久状况抗扭验算（扭矩）包络图1097189165831346-21943782-I最干利位置：检件M71.00/-21943782-5831346-1632488096112128144距椅件组髭始点施惠（m）rVdVn(Max)Vn(Min)图表4持久状况抗扭验算（剪力）包络图结论：按照桥规第5.1.2-1条公式YOSWR验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值构件承载力设计值，满足规范要求；按照桥规第5.5

21、.3条进行截面验算，满足规范要求；四、持久状况正常使用极限状态4.1 正截面抗裂验算全预应力混凝土构件，在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件:预制构件：OS0.85OpcWO分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件：。sl-0.80opc0A类预应力混凝土构件,A类预应力混凝土构件,B类预应力混凝土构件,在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件：。Sl。PCWo.7fk在作用（荷载）准永久效应组合下，应符合下列条件:。1厂。PCWO在结构自重作用下控制截面受拉边缘不得消压： L。PeWo一 pd621H6 4624 7986313521 4718163248648096112128144踮

22、场件组起蛤点距离(m)-SigJMAX濒幽应）Sig-ALV，俄酸应）图表5使用阶段正截面抗裂验算（频遇-顶）包络图-1.855 0163248648096112128144两恂件组幽点距离（m）-Stg-BMAx（频遇效应） -Sig-ALW濒遇效应）图表6使用阶段正截面抗裂验算（频遇-底）包络图结论：按照桥规笫631-3条公式。sr。PCWO.7f（k验算：顶缘。广。=1.743MPa（拉应力）W0.7ffk=1855MPa（拉应力），满足规范要求;底缘。st-Opc=0538MPa（拉应力）W0.7ftk=1.855MPa（拉应力），满足规范要求;5 5343O-.01632486480

23、96112128144距惋件组起蛤点距离（m）-Sig_TMAX（睇5/2（拉应力）忘0.501;=L325MPa（拉应力），满足规范要求；4.3 3腹板斜截面抗裂验算对于全预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：OlPWo.6fk现场浇筑（包括预制拼装）构件：OtPWO.4ftkA类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：。tp0.7ftkB类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：。tpO.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：OtPWO.5ftk一 Pd区用结论：按照桥规第6.3.1-8条公式。tp0.5ftk验算：。tp=L253MPa（拉应力）0.5ftk=1.325MP

24、a（拉应力），满足规范要求；五、持久状况应力验算5.1 正截面压应力验算按桥规第7.1.5-1条公式，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。受压区混凝土的最大压应力：未开裂构件：kc+pcO.5fck允许开裂构件：Occ+pW0.65fpk2）对体外预应力钢绞线：。pe,m0.60fpk3）对预应力螺纹钢筋未开裂构件：p+op0.75fpk允许开裂构件：po+p0.75fpk结论，按照桥规第7.1.5-2条公式。pe+0p065fpk,钢绞线I860验算：。p+。P=H7L703MPafpk=1209.000MPa,满足规范要求；六、短暂状况应力验算6.1法向应力验算按桥规第7.2.8条，截面

25、边缘混凝土的法向应力应符合下式规定：OlWO.7fck-Pdp目H18761521712163248-SigJMAX(MaX)SgeALW(Max)Sg-TMAX(Min)SgeALVAMin)图表14施工阶段法向应力验算（顶）包络图18 76128144髭检件组起始点距高（m）-Sig_BMAX(Max)Sig,ALMax)-SigeBMAX(Min)Sg-ALVZ(Min)图表15施工阶段法向应力验算（底）包络图结论，按照桥规第7.2.8条公式。1叱0.701O,满足规范要求;表7倾覆验算-抗倾覆稳定系数表格倾覆方向最不利支座节点编号组合名称Sbki(KN.m)Sski(KN.m)kik验

26、算结果右倾169倾覆8154858.111-6845.4119999.00002.5000OK右倾170倾覆9154858.1112666.89258.06692.5000OK右倾183倾覆9154858.1113113.03149.74512.5000OK右倾185倾覆12154858.111108.1701431.62182.5000OK右倾186倾覆8154858.111-7436.3159999.00002.5000OK右倾188倾覆9154858.1113435.25245.07912.5000OK右倾190倾覆9154858.1113394.47445.62062.5000OK右倾

27、192倾覆9154858.1112671.32757.97052.5000OK左倾169倾覆8151840.719-3502.1279999.00002.5000OK左倾171倾覆9151840.7192681.14756.63272.5000OK倾覆方向最不利支座节点编号组合名称ESbki(KN.m)Sski(KN.m)kik验算结果左倾184倾覆9151840.7193179.13547.76172.5000OK左倾185倾覆11151840.71985.8691768.27602.5000OK左倾187倾覆8151840.719-3647.5889999.00002.5000OK左倾18

28、9倾覆9151840.7193426.45544.31422.5000OK左倾191倾覆9151840.7193402.16344.63062.5000OK左倾193倾覆9151840.7192664.80156.98012.5000OK按照桥规第4.1.8条验算：第1组无效支座中，169号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=9999.000横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第2组无效支座中，170号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=58.067横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第3组无效支座中，183号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性

29、系数k=49.745横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500),满足规范要求；第4组无效支座中，185号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=1431.622横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第5组无效支座中，186号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=9999.000横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求：第6组无效支座中，188号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=45.079横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第7组无效支座中，190号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=45.621横向抗倾覆轴稳定性系数允许

30、值k=2.500,满足规范要求；第8组无效支座中，192号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=57.970横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第9组无效支座中，169号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=9999.000横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第10组无效支座中，171号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=56.633横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；笫11组无效支座中，184号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=47.762横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第12组无效支座

31、中，185号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=1768.276横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第13组无效支座中，187号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=9999.000横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第14组无效支座中，189号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=44.314横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第15组无效支座中，191号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳定性系数k=44.631横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；第16组无效支座中，193号节点最不利时，横向抗倾覆轴稳

32、定性系数k=56.980横向抗倾覆轴稳定性系数允许值k=2.500,满足规范要求；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。八、下部墩柱验算8.1 计算模型根据下部实际情况建立模型，如下图所示，对桥墩进行验算8.2 正截面抗压验算一 Nw-R身图表16持久状况正截面抗压验算（RC柱）包络图结论：按照桥规第5.1.57条公式丫OSWR验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值W构件承载力设计值，满足规范要求；8.3 3正截面抗拉验算能构件组起始点翩（m）rNd Nn-NW-R*图表17持久状况正截面抗拉验算（RC柱）包络图结论：按照桥规第5.L51条公式0SR验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值构件承载力设计值，满足规范要求；8.4裂缝宽度验算C222426生恂件组起始点距离(m)图表18使用阶段裂缝宽度验算包络图结论：按照桥规第6.4条验算：最大裂缝宽度为Wfk=0.0OOmmW裂缝宽度允许值0.200mm,满足规范要求；综上，墩柱受力各项指标均满足规范要求。