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1、XX县XX桥新建工程初步设计咨询报告上海XXXX土建工程咨询有限公司二一二年七月目录第一章概述3一、工程概况3二、咨询依据及内容3三、主要规范及技术标准3第二章结构计算分析5一、计算原理5二、主要原材料及技术参数6三、作用取值7四、荷载组合7五、结构计算分析结果8第三章图纸部分意见25一、设计说明25二、图纸部分25第四章结论及建议26一、总体评价26二、主要结论26三、建议26第一章 概述一、工程概况XX桥位于湖北省XX县XX处，湖北省XX县古洞口水库蓄水后，库区中阳垭村出行交通依靠渡口，给当地乡村发展和民生带来极大影响，经当地政府研究决定，在XX处架设桥梁以解决中阳垭村交通问题。XX大桥跨
2、越古洞口水库，桥长185.4m。目前桥址水面宽135m 左右，测时水位312.19m，水库蓄水后设计水位为326.1m。综合考虑桥址的地形、地貌条件、桥跨布置的协调性及主塔基础的边坡稳定性，结合初步设计评审意见，本桥桥跨布置采用（15.5+150+15.5）m 地锚式简支悬索桥。二、咨询依据及内容1、 咨询依据（1) XX县XX渡改桥工程初步设计咨询合同书（2012年6月）；（2) XX县XX桥新建工程两阶段初步设计；（3) 现行有关“技术标准”、“设计规范”、及“文件编制办法”等。2、 咨询内容（1）初步设计文件编制深度；（2）对本桥梁结构的进行计算分析验算；（3）对桥梁方案细节的优化等。三
3、、主要规范及技术标准1、主要规范（1) 公路工程技术标准 JTGB01-2003（2) 公路桥涵设计通用规范 JTGD60-2004（3) 钢结构设计规范 GB500172003（4) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62-2004（5) 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63-2007（6) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025-86（7) 公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000（8) 公路悬索桥设计规范 JTJxxx-2002（9) 悬索桥预制主缆丝股技术条件 JT/T395-1999（10) 公路悬索桥吊索 JT/T 449-2001（11) 钢丝绳国家
4、标准 GB/T 8706-20062、技术标准（1) 荷载等级：公路级，人群荷载2.75Kpa。（2) 标准桥面布置：0.5m（栏杆）+3.5m（行车道）+0.5m（栏杆）4.5m。（3) 桥下净空要求：桥梁底高于库区设计水位1.5m。（4) 桥面横坡：双向1.0% 。（5) 桥面铺装（引桥）：桥面铺装为1013.3cm厚C40防水砼铺装。（6) 抗震设防标准：地震动峰值加速度0.05g，对应基本烈度6度，按度设防。第二章 结构计算分析对本桥主桥结构的计算分析采用了midas2010空间杆系有限元程序，空间杆系模型简图如下所示：图2.1 全桥有限元模型一、计算原理对主桥计算采用了midas20
5、10空间杆系有限元程序，全桥共2171个单元。其中1-75、150-225为主缆单元，77-149、226-298为吊索单元，主缆和吊索均采用只受拉桁架单元类型。375-376、378-381、383-384为主塔单元，377、382为主塔上横梁单元，1199-1224为主塔下横梁单元，300-373、385-1198为桥面纵梁单元，1225-2173为桥面横梁单元，主塔、上下横梁、桥面纵横梁均采用梁单元。主塔底部和主缆两边均采用固结约束，桥面纵梁与主塔下横梁之间用释放梁端约束模拟铰接。计算分析基本步骤：a) 利用midas建模助手建立初始平衡状态；b) 用悬索桥分析进行进一步精确分析，得到更
6、合理的平衡状态（主缆成桥坐标）；c) 一次成桥的模拟，查看成桥位移是否为“0”，以及对应内力与几何刚度初始荷载基本相同；d) 进行倒拆分析得到空缆坐标；e) 特征值分析，得到全桥基频；f) 最终成桥分析；g) 动力分析；二、主要原材料及技术参数1、混凝土C30 混凝土：桥塔塔柱及横梁，梁和桥塔及基础，锚碇；C40 防水混凝土：桥面铺装。2、钢材普通钢筋：采用R235 及HRB335 钢筋，钢筋符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013-1991）和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499-1998）的规定；钢丝绳：满足重要用途钢丝绳GB8918-2006 相关标准；钢板：满足碳素结构钢GB70
7、01988 的相关规定；鞍座、索夹：满足一般工程用碳素钢构件、碳素结构钢等相关标准；锚固螺栓、螺母：满足钢结构用大六角螺栓、螺母、垫圈技术条件、钢结构用六角大螺母、钢结构用六角螺栓等相关标准。表2.1 混凝土主要参数表参数标准值设计值弹性模量轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉fckftkfcdftdEc标号MPaMPaMPaMPaMPaC3020.12.0113.81.393.0x104C4026.82.418.41.653.25x104表2.2 普通钢筋主要参数表参数抗拉强度标准值设计值Es抗拉强度抗拉强度fskfsdfsd型号MPaMPaMPaMPaR2352351951952.1x105H
8、RB3353352802802.0x105表2.3 钢材的强度设计值（Mpa） 钢材抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压（刨平顶紧）fce牌号厚度或直径（mm）Q345钢16310180400三、作用取值恒载：结构自重26KN/m3；钢材78.5 KN/m3；活载：人群荷载：2.75Kpa；车辆荷载：公路二级（单车道，偏载系数取1.2）；地震烈度：地震动加速度峰值取a=0.05g，按度设防；温度荷载：整体升温：25 度；整体降温：20 度；加劲梁梯度升温：6.7 度；加劲梁梯度降温：-3.35 度；主塔内外侧、前后侧升降温：5 度；主缆升降温：15 度；吊杆升降温：8度；风荷载：按规范取值。四、
9、荷载组合组合1（承载能力）：1.2恒荷载 + 1.4活荷载 + 1.12升温组合2（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载 + 1.12降温组合3（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载 + 0.88风荷载组合4（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载 -0.88风荷载组合5（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载+0.98降温+0.77风荷载组合6（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载+0.98升温+0.77风荷载组合7（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载+0.98降温-0.77风荷载组合8（承载能力）：1.2恒荷载+ 1.4活荷载+0.98升温-0.77风荷载组合9（使用
10、性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 + 1.0升温组合10（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 + 1.0降温组合11（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 + 0.75风荷载组合12（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 - 0.75风荷载组合13（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 + 1.0升温+ 0.75风荷载组合14（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 + 1.0升温- 0.75风荷载组合15（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.667活荷载 + 1.0降温+ 0.75风荷载组合16（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.66
11、7活荷载 + 1.0降温-0.75风荷载组合17（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 1.0升温组合18（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 1.0降温组合19（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 0.75风荷载组合20（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 - 0.75风荷载组合21（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 1.0升温+ 0.75风荷载组合22（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 1.0升温- 0.75风荷载组合23（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 1.0降温+ 0.75
12、风荷载组合24（使用性能）：1.0恒荷载 + 0.381活荷载 + 1.0降温-0.75风荷载五、结构计算分析结果1、在自重和二期恒载作用下主缆和吊杆中的线形和内力情况（1）主缆线形（坐标原点为两桥塔中心点，如下图所示）：图2.2 全桥有限元模型表2.4 主缆空缆下线形坐标节点号X（m）Z（m）152（左塔顶）-75.044 0.000 153-72.030 -0.716 154-70.022 -1.177 155-68.014 -1.625 156-66.007 -2.059 157-64.000 -2.480 158-61.994 -2.888 159-59.988 -3.281 160-
13、57.983 -3.663 161-55.979 -4.031 162-53.975 -4.386 163-51.972 -4.728 164-49.969 -5.056 165-47.966 -5.371 166-45.964 -5.673 167-43.963 -5.963 168-41.961 -6.239 169-39.961 -6.502 170-37.960 -6.752 171-35.960 -6.990 172-33.960 -7.214 173-31.961 -7.426 174-29.962 -7.624 175-27.963 -7.809 176-25.965 -7.98
14、3 177-23.966 -8.143 178-21.968 -8.290 179-19.971 -8.423 180-17.973 -8.545 181-15.975 -8.654 182-13.978 -8.750 183-11.981 -8.833 184-9.984 -8.903 185-7.987 -8.960 186-5.990 -9.005 187-3.993 -9.037 188-1.997 -9.056 189（跨中）0.000 -9.063 表2.5 主缆成桥状态下线形坐标表节点号X（m）Z（m）152（左塔顶）-750.000 153-72-0.787 154-70-1.
15、293 155-68-1.786 156-66-2.264 157-64-2.727 158-62-3.176 159-60-3.610 160-58-4.031 161-56-4.436 162-54-4.828 163-52-5.205 164-50-5.567 165-48-5.915 166-46-6.249 167-44-6.569 168-42-6.874 169-40-7.165 170-38-7.442 171-36-7.705 172-34-7.953 173-32-8.187 174-30-8.407 175-28-8.612 176-26-8.804 177-24-8.9
16、81 178-22-9.144 179-20-9.292 180-18-9.427 181-16-9.547 182-14-9.654 183-12-9.746 184-10-9.823 185-8-9.887 186-6-9.937 187-4-9.972 188-2-9.993 189（跨中）0-10.000 （2）吊杆内力：表2.6 初始平衡状态作用下吊杆内力表吊索单元内力-I (kN)内力-J (kN)77（靠近主塔处吊杆）11.6 11.3 789.3 9.1 799.1 8.9 809.2 8.9 819.2 9.0 829.2 9.0 839.2 9.0 849.2 9.0 85
17、9.1 9.0 869.1 9.0 879.1 9.0 889.1 9.0 899.1 9.0 909.1 9.0 919.1 9.0 929.1 9.0 939.1 9.0 949.1 9.0 959.1 9.0 969.1 9.0 979.0 9.0 989.0 9.0 999.0 9.0 1009.0 9.0 1019.0 9.0 1029.0 9.0 1039.0 9.0 1049.0 9.0 1059.0 9.0 1069.0 9.0 1079.0 9.0 1089.0 9.0 1099.0 9.0 1109.0 9.0 1119.0 8.9 1129.4 9.3 113(跨中吊杆)
18、8.3 8.3 表2.7 吊杆最大内力表吊索单元内力-I (kN)内力-J (kN)77（靠近主塔处吊杆）66.8 66.5 7865.3 65.1 7965.4 65.1 8065.3 65.0 8165.2 65.0 8265.2 64.9 8365.1 64.9 8465.2 65.0 8565.2 65.0 8665.2 65.0 8765.2 65.1 8865.3 65.1 8965.3 65.1 9065.3 65.2 9165.3 65.2 9265.4 65.2 9365.4 65.3 9465.4 65.3 9565.4 65.3 9665.5 65.4 9765.5 65
19、.4 9865.5 65.4 9965.5 65.4 10065.5 65.5 10165.6 65.5 10265.6 65.5 10365.6 65.5 10465.6 65.5 10565.6 65.6 10665.6 65.6 10765.6 65.6 10865.6 65.6 10965.6 65.6 11065.6 65.6 11165.6 65.5 11266.3 66.3 113(跨中吊杆)64.8 64.8 吊索采用成品28钢丝绳（619+FC），公称抗拉强度为1670Mpa，最小破断力=432KN，初始平衡状态（自重+二期恒载）最大吊杆拉力为11.6KN，使用阶段吊杆最大内
20、力为66.8KN。吊杆的安全系数K=432/66.8=6.476.0，满足安全要求（钢丝绳作吊杆使用时安全系数为67）。（3）主缆内力：桥道恒载(按横梁间距2.0m内计算)纵梁：=474Kg10N/Kg=4.74KN横梁=365Kg10N/Kg=3.655KN二期恒载=(549.5+175+70.7+72.3+40.1+52)Kg10N/Kg =9.6KN主缆每米自重=0.636KN每条主缆合计（不包含吊杆自重）：恒载作用下主索水平拉力：表2.8 初始平衡状态作用下主缆内力表主缆单元内力-I (kN)内力-J (kN)1（边跨）1520.2 1525.2 21497.4 1496.9 3149
21、4.0 1493.7 41491.4 1491.1 51489.0 1488.7 61486.6 1486.3 71484.3 1484.0 81482.0 1481.7 91479.8 1479.5 101477.7 1477.4 111475.7 1475.4 121473.7 1473.5 131471.8 1471.6 141470.0 1469.8 151468.2 1468.0 161466.5 1466.3 171464.9 1464.8 181463.4 1463.2 191462.0 1461.8 201460.6 1460.4 211459.3 1459.1 221458.
22、0 1457.9 231456.9 1456.7 241455.8 1455.6 251454.7 1454.6 261453.8 1453.7 271452.9 1452.8 281452.1 1452.0 291451.4 1451.3 301450.7 1450.7 311450.2 1450.1 321449.6 1449.6 331449.2 1449.2 341448.8 1448.8 351448.5 1448.5 361448.3 1448.3 371448.2 1448.2 38（跨中段）1448.1 1448.1 表2.9主缆最大内力表主缆单元内力-I (kN)内力-J (
23、kN)1（边跨）2853.6 2858.6 23095.5 3095.0 33088.5 3088.2 43082.8 3082.4 53077.4 3077.1 63072.4 3072.1 73067.5 3067.2 83062.7 3062.4 93058.1 3057.8 103053.6 3053.4 113049.3 3049.0 123045.0 3044.8 133040.9 3040.7 143036.9 3036.7 153033.1 3032.9 163029.4 3029.2 173025.7 3025.6 183022.3 3022.1 193018.9 3018.
24、7 203015.6 3015.5 213012.5 3012.3 223009.5 3009.3 233006.6 3006.5 243003.8 3003.7 253001.2 3001.1 262998.7 2998.5 272996.3 2996.2 282994.0 2993.9 292991.9 2991.8 302989.9 2989.8 312988.0 2987.9 322986.2 2986.2 332984.6 2984.6 342983.1 2983.1 352981.8 2981.8 362980.6 2980.6 372979.6 2979.6 38（跨中段）297
25、8.9 2978.9 主缆采用19根28钢丝绳（619W+IWR），公称抗拉强度为1670Mpa，破断力11581.0KN，初始平衡状态（自重+二期恒载）最大吊杆拉力为1525.2 KN，使用阶段吊杆最大内力为3095.5KN。主缆的安全系数K=11581/3095.5=3.73.0，满足安全要求。（小型悬索桥的主缆绳安全系数取33.5）2、索塔计算将索塔简化成轴心受压的钢筋混凝土构件进行验算：桥规5.3.1规定钢筋混凝土轴心受压构件，当配有箍筋时，正截面抗压承载力应符合下列规定：0Nd0.90j（fcdA+ fsdAS）经计算，索塔最大轴力=3743.6KN，主塔配筋时应进行验算。表2.10
26、 索塔底部最大支反力表节点编号最大支反力（KN）3813807.13833807.13853807.13873807.1表2.11 索塔顶点处最大位移表方向桥塔顶处最大位移（mm）荷载工况横桥向0.713自重+二期恒载+风荷载+系统升温+汽车荷载（公路-级）纵桥向126.85自重+二期恒载+风荷载+系统升温+汽车荷载（公路-级）3、桥面纵梁计算（1）承载能力极限状态应力验算（取中间最不利的一条纵梁进行分析，单元号755-828）表2.12 承载能力极限状态下纵梁截面上下缘应力表（纵梁应力对称，给出一半单元的数据）单元荷载位置Cb(min/max) (MPa)Cb1左上(MPa)Cb2右上(MP
27、a)Cb3右下(MPa)Cb4左下(MPa)755承载能力包络I166319.8-8.1619.819.8-8.16755承载能力包络J1664-529-518-529527519756承载能力包络I1664-524-516-524523517756承载能力包络J1665-558-551-558557551757承载能力包络I1665-557-550-557557551757承载能力包络J1666-566-559-566565559758承载能力包络I1666-565-559-565564559758承载能力包络J1667-566-559-566565560759承载能力包络I1667-566
28、-559-566565560759承载能力包络J1668-565-559-565564559760承载能力包络I1668-565-559-565564559760承载能力包络J1669-564-558-564563558761承载能力包络I1669-563-558-563562558761承载能力包络J1670-562-556-562561557762承载能力包络I1670-562-557-562561557762承载能力包络J1671-561-555-561560556763承载能力包络I1671-560-555-560560556763承载能力包络J1672-560-554-5605585
29、54764承载能力包络I1672-559-554-559558555764承载能力包络J1673-558-553-558557553765承载能力包络I1673-557-553-557557554765承载能力包络J1674-557-552-557556552766承载能力包络I1674-556-552-556556553766承载能力包络J1675-556-551-556555551767承载能力包络I1675-555-551-555554552767承载能力包络J1676-555-550-555554551768承载能力包络I1676-554-551-554553551768承载能力包络J
30、1677-554-549-554552550769承载能力包络I1677-553-550-553552550769承载能力包络J1678-553-549-553551549770承载能力包络I1678-552-549-552551549770承载能力包络J1679-552-548-552550548771承载能力包络I1679-551-548-551550548771承载能力包络J1680-551-547-551549547772承载能力包络I1680-550-547-550549548772承载能力包络J1681-550-546-550549547773承载能力包络I1681-549-547
31、-549548547773承载能力包络J1682-549-546-549548546774承载能力包络I1682-548-546-548547546774承载能力包络J1683-548-545-548547545775承载能力包络I1683-547-545-547546546775承载能力包络J1684-547-544-547546544776承载能力包络I1684-546-545-546546545776承载能力包络J1685-546-544-546545544777承载能力包络I1685-546-544-546545544777承载能力包络J1686-546-543-54654454377
32、8承载能力包络I1686-545-544-545544544778承载能力包络J1687-545-543-545544543779承载能力包络I1687-544-543-544543543779承载能力包络J1688-544-542-544543542780承载能力包络I1688-544-543-544543543780承载能力包络J1689-544-542-544542542781承载能力包络I1689-543-542-543542542781承载能力包络J1690-543-541-543542541782承载能力包络I1690-543-542-543541542782承载能力包络J1691
33、-543-541-543541541783承载能力包络I1691-542-541-542541541783承载能力包络J1692-542-541-542541540784承载能力包络I1692-542-541-542540541784承载能力包络J1693-542-540-542540540785承载能力包络I1693-541-541-541540540785承载能力包络J1694-542-540-542540540786承载能力包络I1694-541-540-541539540786承载能力包络J1695-541-540-541540539787承载能力包络I1695-541-540-541
34、539540787承载能力包络J1696-541-540-541539539788承载能力包络I1696-540-540-540539540788承载能力包络J1697-541-539-541539539789承载能力包络I1697-540-540-540539539789承载能力包络J1698-540-539-540539539790承载能力包络I1698-540-540-540538539790承载能力包络J1699-540-539-540539539791承载能力包络I1699-540-540-540539539791承载能力包络J1700-541-540-541539540注： “+”
35、表示截面应力为拉应力，“-” 表示截面应力为压应力纵梁上下缘最大拉压应力为566Mpa，而Q345钢板的极限抗拉抗压应力以及抗拉应力0=310 Mpa max=566 Mpa,因此，纵梁钢板的应力验算不满足规范要求。（2）纵梁在风荷载作用下横向位移计算表2.13 纵梁在风荷载作用下横向位移表工况节点号横桥向位移（mm）备注风荷载177036.65 纵梁跨中节点纵梁在风荷载作用（桥面无车）下横向最大位移=36.65mm1/150L=1m，满足规范要求。（公路悬索桥设计规范JTJxxx-2002 5.2.1规定）（3）纵梁在汽车荷载（不计冲击力）作用下横向位移计算表2.14 纵梁在汽车荷载（不计冲
36、击力）作用下横向位移表工况节点号竖向位移（mm）备注公路-级17702336.8纵梁跨中节点16812798.2纵梁1/4跨处节点纵梁在汽车荷载（不计冲击力）作用下横向最大位移（向下）=2798.2mm1/250L=0.6m，超出规范建议范围。（公路悬索桥设计规范JTJxxx-2002 5.2.2规定）4、桥面横梁计算承载能力极限状态应力验算：取桥塔附近横梁（单元号1225-1237）和跨中横梁进行分析（单元号1693-1705）。表2.15 承载能力极限状态下横梁截面上下缘应力表单元荷载位置Cb(min/max) (MPa)Cb1左上(MPa)Cb2右上(MPa)Cb3右下(MPa)Cb4左
37、下(MPa)1225承载能力包络I2280.00.00.00.00.01225承载能力包络J20392.0-2.0-2.02.02.01226承载能力包络I20393.3-3.2-3.03.33.11226承载能力包络J196447.8-47.0-47.847.147.81227承载能力包络I196449.0-48.3-48.948.449.01227承载能力包络J1889104.0-102.0-104.0102.0104.01228承载能力包络I1889105.0-103.0-105.0103.0105.01228承载能力包络J1814171.0-168.0-171.0168.0171.01229承载能力包络I1814172.0-169.0-172.0169.0172.01229承载能力包络J1739146.0-143.0-146.0143.0146.01230承载能力包络I1739147.0-144.0-147.0145.0147.01230承载能力包络J1664134.0-131.0-134.0132.0134.01231承载能力包络I1664135.0-132.0-135.0132.0135.012
