5孔现浇箱梁桥梁博士计算报告

某匝道桥5孔20米桥梁博士结构复算书-1-目录匝道桥现浇箱梁计算报告.........................................................................11.1工程概况..............................................................................................................................11.2设计规范..............................................................................................................................21.3技术标准..............................................................................................................................21.4（5×20）米普通钢筋混凝土现浇连续箱梁计算............................................................21.4.1箱梁纵向计算...........................................................................................................21.4.2箱梁横向计算...........................................................................................................61.5结论......................................................................................................................................815孔20米现浇箱梁计算报告1.1工程概况某高速公路匝道桥，为跨越山沟而设。结合受控因素以及地形、地貌、地质、水文等情况，上部构造设计为:（5×20）米普通钢筋混凝土现浇连续箱梁；下部构造简支处和连续处均为双柱墩下设钻孔灌注桩，桥台采用桩柱式桥台，桥梁全长106米。箱梁标准横断面如下所示。图1箱梁跨中标准断面图2箱梁中支点标准断面21.2设计规范⑴《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)⑷《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)⑸《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）1.3技术标准⑴桥面宽度：0.5m(护栏)+6m(行车道)+0.5m(护栏)=7m。⑵汽车荷载等级：公路-Ⅰ级。⑶设计车速：40km/h。⑷桥梁设计基准期：100年。⑸桥梁设计安全等级：一级，结构重要性系数γ0=1.1。⑹桥梁设计使用年限：100年。⑺抗震要求：地震动峰值加速度0.3g，抗震措施按8度设防。⑻环境类别：Ⅰ类。1.4（5×20）米普通钢筋混凝土现浇连续箱梁计算1.4.1箱梁纵向计算1.4.1.1材料参数主梁采用C40混凝土，钢筋混凝土容重取为263kNm/，C40混凝土弹性模量为432510Mpa.，抗压设计强度18.4Mpa，混凝土材料的收缩徐变特性全部按照规范规定取值。3混凝土强度等级轴心抗压强度标准值fck（MPa）轴心抗拉强度标准值ftk（MPa）轴心抗压强度设计值fcd（MPa）轴心抗垃强度设计值ftd（MPa）弹性模量E热膨胀系数比重（MPa）kN/m3C4026.82.418.41.653.25×1040.0000126表1混凝土材料参数表钢筋等级抗拉强度标准值fsk（MPa）抗拉强度设计值fsd（MPa）抗压强度设计值fsd’（MPa）弹性模量E热膨胀系数（MPa）HRB4004003303302.0×1050.000012表2普通钢筋参数表1.4.1.2计算模型本计算采用桥梁博士V3.0软件进行设计，采用杆系单元对结构进行分析计算，建立单梁模型。离散模型如图所示。主梁均采用梁单元模拟。边界条件：按结构实际支座布置情况模拟边界条件。图3主梁几何模型示意1.4.1.3计算荷载a.结构自重4自重由程序自行计算，未考虑横梁处的实心段，采用腹板、顶底板加厚形成的空心断面，钢筋混凝土容重计为：26kN/m3。b.二期恒载钢筋混凝土容重计为：26kN/m3，沥青混凝土容重按24kN/m3计算，桥面铺装（10cm混凝土、10cm沥青）、防撞护墙以均布力的形式施加于主梁单元上（二期均布荷载为:51.9kN/m）。c.混凝土收缩徐变环境相对湿度取70%，加载龄期取28天，混凝土收缩徐变效应按规范由程序自行计算。d.汽车活载公路—I级，按2车道计算，偏载系数1.15。结构基频f1=9.7Hz，f2=16.8Hz，冲击系数μ1=0.38，μ2=0.45。e.温度荷载按规范考虑均匀温度和温度梯度的影响。f.不均匀沉降计算时考虑5mm的不均匀沉降量。1.4.1.4计算采用施工阶段阶段1：浇注箱梁；阶段2：桥面铺装、防撞护墙；阶段3：后期徐变3650天。1.4.1.5结构验算及计算结果按照规范要求，对箱梁分别进行正常使用极限状态裂缝宽度验算(短期组合)、承载能力极限状态验算(基本组合)，得出以下控制结果。[a]正常使用极限状态计算结果：组合类型截面位置裂缝宽度(mm)短期组合边支点0.083边跨跨中0.182中跨跨中0.164中支点0.139表3正常使用极限状态裂缝宽度验算5图4正常使用极限状态裂缝宽度验算由上图表可知各控制截面裂缝宽度均小于0.2mm，满足规范要求。[b]承载能力极限状态计算结果：组合类型截面位置弯矩设计值(kN·m)截面抗力(kN·m)安全系数基本组合边支点-593-1.31e+042.21边跨跨中1.44e+041.61e+041.12中跨跨中1.12e+041.61e+041.44中支点-1.83e+04-2.64e+041.44表4承载能力极限状态抗弯验算图5最大弯矩对应抗力及最大弯矩图(kN·m)图6最小弯矩对应抗力及最小弯矩图(kN·m)由上图表可知各控制截面抗弯承载力满足规范要求。6[c]抗剪计算结果：最危险截面047732173758364dRVkNVkNK=...，，满足规范要求。[d]支座反力计算结果：支座节点号222426282102反力（KN）293059105530553059102900表5支座反力汇总表1.4.2箱梁横向计算1.4.2.1材料参数参照箱梁纵向计算采用的各项材料参数。1.4.2.2计算模型箱梁跨中断面顶板厚度25cm，底板厚度22cm，腹板厚度45cm，抗弯能力较弱。为此，截取1m跨中截面梁段，采用框架结构进行分析。梁段竖向支撑由两端主梁腹板剪切提供，为此，假定截取梁段的边界条件位于腹板中心，并且是简支体系，将弹性支承简化为简支刚性支撑体系。几何模型如下图所示。图7横向框架计算几何模型1.4.2.3计算荷载a.结构自重自重由程序自行计算，钢筋混凝土容重计为：26kN/m3。b.二期恒载钢筋混凝土容重计为：26kN/m3，沥青混凝土容重按24kN/m3计算，桥面铺装（10cm混凝土、10cm沥青）以均布荷载（5kN/m）形式施加于主梁单元，防撞护墙以集中力（9.62kN）的形式施加于主梁单元上。c.混凝土收缩徐变7环境相对湿度取70%，加载龄期取28天，混凝土收缩徐变效应按规范由程序自行计算。d.汽车活载计算箱形框架截面，实际上是计算桥面板的同时考虑框架的影响，由于在截面横向荷载的顺桥向分布宽度不断变化，所以用折线处理。由《公预规》第4.1.3条，计算车轮传递到板的荷载分布宽度，然后得出折线横向分布系数，如下表所示。X坐标（m）11.633.55.386横向分布系数5611262.211256表6折线横向分布系数e.温度荷载按规范考虑均匀温度和温度梯度的影响。1.4.2.4计算采用施工阶段阶段1：浇注箱梁；阶段2：桥面铺装、防撞护墙；阶段3：后期徐变3650天。1.4.2.5结构验算及计算结果[a]正常使用极限状态计算结果：按照规范要求，对箱梁分别进行正常使用极限状态裂缝宽度验算(短期组合)、承载能力极限状态验算(基本组合)，得出以下控制结果。图8正常使用极限状态裂缝宽度验算由上图可知各控制截面裂缝宽度最大为0.059mm，裂缝宽度均小于0.2mm，满足规范要求。[a]承载能力极限状态计算结果：8组合类型截面位置弯矩设计值(kN·m)截面抗力(kN·m)是否满足规范基本组合顶板支点-86.8350是顶板跨中52.2219是底板跨中32.4-165是底板支点-29.7-172是表7承载能力极限状态抗弯验算由上图可知各控制截面抗弯承载力满足规范要求。1.5结论经主梁纵、横向分析计算，全桥主要构件满足受力要求，主梁纵向受力分析中，正常使用极限状态裂缝宽度最大为0.183mm，虽然满足规范小于0.2mm要求，但是已经接近极限值，建议适当加强纵向配筋。