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1、文锦路（聚龙路至聚祥街）、聚祥街（诗锦路至成双大道北段）项目桥梁上部结构计算书一、基本信息11.1技术标准11.2 主要规范11.3 结构概述11.4 配筋信息11.5 主要材料及材料性能21.5 .1混凝土21.5.2 预应力钢筋21.5.3 普通钢筋21.6 计算原则、内容及控制标准3二、模型建立及分析32.1 计算模型32.2 荷载工况及荷载组合3三、持久状况承载能力极限状态63.1正截面抗弯验算63.2 斜截面抗剪验算63.3 正截面抗压验算73.4 正截面抗拉验算7四、持久状况正常使用极限状态71.1 正截面抗裂验算71.2 顶底板斜截面抗裂验算91.3 腹板斜截面抗裂验算101.4
2、 挠度验算及预拱度11五、持久状况应力验算115. 1正截面压应力验算115.1 斜截面主压应力验算125.2 预应力钢筋拉应力验算13六、短暂状况应力验算146. 1法向应力验算14一、基本信息1.1 技术标准设计程序：MidasCivilDesigner设计安全等级：二级桥梁重要性系数：1.01.2 主要规范公路工程技术标准(JTGBOl-2014)公路桥涵设计通用规范(JTGD602015),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;公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2008)城市桥梁抗震设计规范(CJJ166-2011)
3、公路桥涵地基与基础设计规范(JTG3363-2019)1.3 结构概述1040顺桥向长度为16mo50 50 nr50 501.4配筋信息预应力钢筋：2束15-4,2束15-3箍筋：4肢直径8mm(间距IOCm)纵向钢筋：上缘：10根直径IOmm,下缘：12根直径16mm1.5主要材料及材料性能1.5.1 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-00532.4002.65022.4001.830
4、1.5.2 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)15-4195000.00078.5001.2e-0051860.0001260.000390.00015-3195000.00078.5001.2e-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15-4560.0001395.000781200.00056.0000.2501.5e-
5、0066.0000.3否15-3420.0001395.000585900.00055.0000.2501.5e-0066.0000.3否1.5.3 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)HRB300210000.00076.980300.000250.000250.000HRB400200000.00076.980400.000330.000330.000HRBF400200000.00076.980400.000330.000330.000RRB400200000.00076.980400.00033
6、0.000330.000HRB500200000.00076.980500.000415.000400.000L6计算原则、内容及控制标准计算书中将采用midasCivilDesigner对桥梁进行设计，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（JTG3362-2018）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：21个；2）单元数量：20个；3）边界条件数量：2个；4）施工阶段数量：2个，施工步骤如下：施工阶段1:架梁；7.0天；施工阶段2:收缩徐变；3650.0天；2.2荷载工
7、况及荷载组合1）自重自重系数：-1.042）整体升降温1:升温20,20.0；2:降温20,-20.0C；3）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+aLi：一周长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。4）可变荷载活载：汽车荷载，桥梁等级为公路11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，=0.17671n（f）-0.0157;当f14Hz时，=0.45;根据规范，计算的结
8、构基频f=5.16Hz,冲击系数=0.274。5）荷载组合表5荷载工况序号工况名称描述1钢束一次TP2恒荷载DL3徐变二次CS4收缩二次SS5钢束二次TS6升温20T7降温20Tl81M荷载组合列表：基本1：基本；1.200(DL)+1.200(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS);基本2:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(M);基本3:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)1.400(T);基本4:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+l.OOO(CS)+1.OOO(S
9、S)+L4OO(T1);基本5:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M)+1.050(T);基本6:基本；1.200(DL)+1.200(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M)+1.050(Tl);基本7:基本；LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS);基本8:基本；1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(M);基本9:基木；1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(T);基本10：
10、基本；1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(T1);基本11：基本；LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M)+1.050(T);基本12:基本；LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.400(M)+1.050(T1);频遇1:频遇；1.000(DL)+1.OOO(TP)+1.000(TS)+1.000(CS)+LOOO(SS)+LOOO(T);频遇2:频遇；LOOO(DL)+LOOO(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(
11、Tl);频遇3:频遇；I.OOO(DL)+1.OOO(TP)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.549(M);频遇4:频遇；1.OOO(DL)+1.OOO(TP)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+0.549(M)+1.OOO(T);频遇5:频遇；1.OOO(DL)+1.OOO(TP)+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.549(M)+1.OOO(Tl);准永久1:准永久；LOOO(DL)+1.OOO(TP)+1.OOO(TS)+LOOO(CS)+1.OOO(SS)+LOOO(T);准永久2:准永久；LOOO(DL)
12、+1.OOO(TP)+1.OOO(TS)LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(T1);准永久3:准永久；LOOO(DL)+1.OOO(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.314(M);准永久4:准永久；LOOO(DL)+1.OOO(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.314(M)+1.000(T);准永久5:准永久；1.OOO(DL)+1.OOO(TP)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+1.000(SS)+0.314(M)+1.000(T1);挠度1:挠度；LOoo(DL)+0.549(M);挠度2:挠度；0.5
13、49(M);挠度3:挠度；1.000(DL)+0.275(M);应力1:标准；LOOO(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(T);应力2:标准；LOOO(DL)+LOOO(TP)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+1.000(T1);应力3:标准；1.OOO(DL)+1.000(TP)+1.000(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M);应力4:标准；LOOO(DL)+LOOO(TP)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)1.000(M)+1.000(T);应力5:标准；LO
14、OO(DL)+LOOO(TP)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M)+1.000(T1);倾覆1：倾覆；i.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS);倾覆21顷覆；1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)1.OOO(SS)+1.400(M);倾覆3:倾覆；I.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)1.400(T);倾覆4:倾覆；1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+1.400(T1);倾覆5:倾覆；LOOO(DL)+LOOO(TS
15、)+LOOO(CS)+1.OOO(SS)+l.400(M)+1.050(T);倾覆6:倾覆；LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+l.400(M)+1.O5O(T1);倾覆7:倾覆；I.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS);倾覆8:倾覆；LOOo(DL)+LOOO(TS)+1.OOO(CS)+1OOO(SS)+1OOO(M);倾覆9:倾覆;1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(SS)+1.000(T);倾覆10:倾覆；1.OOO(DL)+1.OOO(TS)+1.OOO(CS)+1.OOO(
16、SS)+1.000(T1);倾覆11：倾覆；LOOO(DL)+LOOO(TS)+LOOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M)+1.000(T);倾覆12:倾覆；LOOO(DL)+LOOO(TS)+1.OOO(CS)+LOOO(SS)+LOOO(M)+LOOO(Tl);三、持久状况承载能力极限状态1.1 正截面抗弯验算WB留图表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YoSWR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-NWB图表2持久状况斜截面抗剪验算包络图结论：按照桥规第5.1.2-1条YOSWR验算，
17、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；按照桥规第5211条进行抗剪截面验算，满足规范要求；4 .3正截面抗压验算2 7041-101214距佝件姐起始点2隅（m）rhld Nn4 95113 82760 4571图表3持久状况正截面抗压验算包络图结论：按照桥规第5.1.2-1条公式YOSWR验算，结构的重要性系数字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；3. 4正截面抗拉验算-.-2图表4持久状况正截面抗拉验算包络图结论：按照桥规第5.L5-1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W构件承载力设计值，满足规范要求；
18、四、持久状况正常使用极限状态3.1 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：85OpcWO分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件：。st-0.80opc0A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：。st-。PCWO.7fkA类预应力混凝土构件，在作用（荷载）准永久效应组合下，应符合下列条件:。卜-。PCWOB类预应力混凝土构件，在结构自重作用下控制截面受拉边缘不得消压：。PCWO6 99143 45284-SgJMAXI级遇效应 一SiLALM频遇效应）苑构件组起船点距禽（m）-0 08572图表5使用阶段正截面抗裂验算（频
19、遇-顶）包络图-一SlBMW然遥效应） 一池缸,须遇效应）-d-RiaH图表6使用阶段正截面抗裂验算（频遇-底）包络图结论：按照桥规第631-3条公式。gncW0.7fik验算：ol pvLK顶缘。短。” =0000 MPa（压应力）W0.7ffk =1855 MPa（拉应力），满足规范要求;底缘。sl0pc =0000 MPa（压应力）W0.7fk =1855 MPa（拉应力），满足规范要求;3.5391最不feg: PSC祭IloOq2 3沿：16短恂件组起始点S（E）Slg-TMAXCe永久效应）-SiLALWCt永久效应）图表7使用阶段正截面抗裂验算（准永久一顶）包络图-S）LBMAX
20、（：永久效应） -SiLALM准永久效应）图表8使用阶段正截面抗裂验算（准永久-底）包络图结论：按照桥规第631-4条公式。OpcWO验算：顶缘。It-OPC=0000MPa（压应力）W0.000MPa（拉应力），满足规范要求；底缘。（-Opc=0.000MPa（压应力）WO.OOOMPa（拉应力），满足规范要求：42顶底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：OtPWO.6ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：otpW0.4ftkA类和B类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：OtPWO.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：OtPWO.5ftk图表9使用阶段顶
21、底板斜截面抗裂验算包络图结论：按照桥规第6.3.1-7条公式OtPWO.7ffk验算：OtP=0000MPa（拉应力）W0.7ffk=L855MPa（拉应力），满足规范要求；4. 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：。tpO.6fk现场浇筑（包括预制拼装）构件：OIPWo.4ftkA类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：。tpO.7ftkB类预应力混凝土构件，应符合下列条件：预制构件：。tp0.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件：OIPWO.5ftkV 切-O. qdRaH11416距恂件组起拍点3曲(m)SLMAX-MAP图表10使用阶段腹板斜截面
22、抗裂验算包络图结论：按照桥规第6.3.1-7条公式。t0.7ftk验算：。t=0.389（拉应力）忘0.7球=L855MPa（拉应力），满足规范要求；4.4挠度验算及预拱度按桥规第6.5.3条规定，钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件计算的长期挠度值，由汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合在梁式桥主梁产生的最大挠度不应超过计算跨径的1/600,在梁式桥主梁悬臂端产生的最大挠度不应超过悬臂长度的1/300.结论：按照桥规第6.5.3条验算：1号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=0.054W最大挠度允许值fn=1.333,满足规范要求；按照桥规第6.5.3条验算：
23、12号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=5.220最大挠度允许值fn=25.333,满足规范要求；按照桥规第6.5.3条验算：23号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=0.054最大挠度允许值fn=L333,满足规范要求；按桥规第6.5.5条规定，设置预拱度值。表6挠度验算表格梁-孔构件类型梁类型跨径（m）节点(KN.m)Mcr(KN.m)fa(m)fd(m)fn(m)挠度验算结果1-1PSC-A悬臂端0.40010.0000.0000.0010.0000.001OK1-2PSC-A跨径内15.200120.0000.000-0.0
24、190.0050.025OK1-3PSC-A悬臂端0.400230.0000.0000.0010.0000.001OK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+。pc0.5fck允许开裂构件：OCCWo.5fck1629 720243 24048068121416题检件组起始.点，&S（E）SiLTMAX - SgJMW图表11使用阶段正截面压应力验算（顶）包络图Wd-R出臼-SIg_BMAX &g_ALW图表12使用阶段正截面压应力验算（底）包络图结论：按照桥规第7.1.57条公式
25、OkC+pcW05fck验算：顶缘。kc+。PC=9.084MPaO.5fck=16.200MPa,满足规范要求；底缘。kc+。PC=6101MPaO.5fck=16.200MPa,满足规范要求；52斜截面主压应力验算按桥规第7.1.6条公式，混凝土的主压应力应符合下式规定：OCPWO.6fck;194411 66424距制蝴起始点距Sl（m）图表13使用阶段斜截面主压应力包络图结论，按照桥规第7.1.6-1条公式验算：OCP=9.084MPaWO.6OfCk=19.440MPa,满足规范要求；5.3预应力钢筋拉应力验算按桥规7.1.5-2条公式、第7.1.5-3条公式、第7.1.5-4条公式
26、，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。受拉区预应力钢筋的最大拉应力：1）对体内预应力钢绞线、钢丝未开裂构件：。pe+。pW0.65fpk允许开裂构件：OPl+pW0.65fpk2）对体外预应力钢绞线：。pe,0.60fpk3）对预应力螺纹钢筋未开裂构件：Ope+OpWO.75fpk允许开裂构件：p0+pW0.75fjk结论；按照桥规第7.1.5-2条公式。De+OpW065fk，钢绞线I860验算：ODe+。D=IIo8.279MPafpk=1209.000MPa,满足规范要求；按照桥规第7.1.5-2条公式。pe+0p065fpk,钢绞线1860验算：。p+。P=1117.152MPaWf
27、k=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，截面边缘混凝土的法向应力应符合下式规定：。&W0.7fck18.7668W121416距构件组起始点距85(m)- Sa-TMAX(Max) SiguALVAMex) Sg-TMAX(Min)- Sig-ALVAMin)图表14施工阶段法向应力验算（顶）包络图距构件组起始尉&S(E)-SiJLBMAX(Max) -So-ALW(Max) So-BMAX(Min) - SfLALW(Min)-i-SH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。立。忘0.71验算：顶缘。tec=4.316MPaO.7fck=18.760MPa,满足规范要求;底缘。Me=6.631MPaO.7fk=18.760MPa,满足规范要求;
