T梁—xxx河50mT梁计算书

1K269+522.5青根河1号大桥计算书一、工程概括青根河桥位于共和至玉树（结古）公路K269+522.5桩号处，桥梁跨径布置为2×35+3×35+50+2×40m，桥梁总长为305m，其中50m跨径为简支结构，本计算书针对50mT梁做计算分析。1、主要技术标准(1)设计荷载：公路-Ⅰ级。(2)半幅桥面宽度：0.39m防撞护栏+9.91m行车道+0.44m防撞护栏=10.74m。(3)地震动参数：根据《中国地震动参数区划图》(GB1306-2001)，本段地震动峰值加速度系数(g)为0.15，地震基本烈度为Ⅶ度。(4)环境类别：Ⅱ类。(5)构件类型:A类预应力混凝土构件(6)结构安全等级：一级2、技术规范(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)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)(4)《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)(5)《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2010）二、结构概况1、上部结构尺寸跨径50m预应力简支T梁桥由五片梁（三片中梁和两片边梁）组成，T梁顶设置10cmC50混凝土和9cm厚沥青混凝土桥面铺装。T梁采用预制安装，预制梁顶板宽度1.7m，T梁高2.8m，悬臂端部厚度为20cm，根部厚度为30cm。跨中腹板厚度为22cm，支点附近腹板厚度为40cm，腹板厚度过渡段距梁端支座中心线1.5～4m。T梁施工采取单片梁预制安装，各片T梁之间采用56cm现浇湿接缝连接，在每个支点处设置一道端横隔板，中间设置三道中横隔板，具体跨中、支点横断面图及T梁立面图、平面图如图2.1、图2.2、图2.3、图2.4、图2.5、图2.6所示。未尽事意，详见施工图纸。2图2.1跨中横断面图(cm)图2.2支点横断面图(cm)图2.3T梁立面图(cm)图2.4T梁平面图(cm)3图2.5边梁截面(cm)图2.6跨中截面(cm)图2.7预应力钢束布置图(cm)梁位边梁中梁钢束号N1N2N3N4N1N2N3N4股数1111112×1211111111三、设计采用的主要材料计算参数1、主要材料(1)混凝土：T梁采用C50混凝土，Ec＝34500MPa，G=1.38×104mPa(2)钢绞线：低松弛高强度钢绞线应符合GB/T5224-2003或ASTMA416-2003的规定。单根钢绞线直径Φs15.2mm，钢绞线面积140mm2，fpk=1860MPa，弹性模量EP=1.95×105MPa。(3)R235，HRB335钢筋应分别符合GB13013-1991和GB1499-98的规定。2、计算参数(1)结构重要性系数1.1(2)相对湿度：70%(3)管道摩擦系数：u=0.25管道偏差系数：k=0.0015(4)钢筋回缩和锚具变形为：一端6mm(5)梯度温度：正负温差按9cm沥青铺装层考虑，T1=15.2℃，T2=5.74℃4四、上部结构MIDASCIVIL静力计算主梁上部结构分析采用空间梁格模型，运用MIDASCIVIL2010V7.8.0软件进行计算。1、空间梁格计算模型50m预应力混凝土简支T梁桥每片梁划分46个单元，5片主梁共计230个单元，各片纵梁之间在横隔板处以I和工字截面梁单元模拟横向联结，其余位置处以矩形截面梁单元模拟横向联结，纵桥向间距为1.5m。具体结构离散图如图4.1、4.2所示。主梁支座处边界条件的边界约束如表4.1和图4.3所示。主梁预应力钢束布置图见图4.4图4.1空间梁格50m简支T梁有限元离散模型(一)图4.2空间梁格50m简支T梁有限元离散模型(二)555553551549547556554552550548图4.3边界条件约束示意图5图4.4预应力钢束布置示意图表4.1边界约束表节点DxDyDzRxRyRz5471010005480010005491010005500010005511010005520010005531010005540010005551110005560110002、基本计算资料(1)、计算荷载·永久作用1)结构重力：一期恒载C50混凝土（26kN/m3）按实际断面计算重量。二期恒载为桥面铺装和防撞护栏。其中：桥面铺装为9cm厚沥青混凝土(24kN/m3)，10cm厚混凝土调平层组成。桥面混凝土铺装(kN/m)沥青混凝土铺装(kN/m)单侧护栏(kN/m)26.8523.26.0边梁分配中梁分配边梁分配中梁分配对边梁偏心(m)4.955.654.284.880.66·公路Ⅰ级荷载2)汽车荷载：预制梁长为49.84m，计算跨径为48.72mPk=160+4×L=160+4×48.72=354.88kN6qk=10.5kN/m3)冲击系数计算：跟据以上建立的结构模型，把恒载重量转化成节点质量后，利用midascivil2010V7.8.0进行结构动力分析，结构第一～三阶模态如图4.5～图4.7图4.5结构振型第一模态图4.6结构振型第二模态图4.7结构振型第三模态通过结构动力特性计算，本桥结构基频为2.33Hz。冲击系数为：μ=0.1767ln(f)－0.0157=0.1344)预应力预应力钢绞线采用公称直径为15.2mm低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860MPa，钢束控制张拉应力为0.75fpk=11395MPa。5）混凝土收缩徐变作用按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)计算。具体收缩、徐变随时间的变化曲线如图4.8、图4.9所示。7图4.8徐变系数随时间变化曲线图4.9收缩应变随时间变化曲线6)温度(梯度温度)作用T梁截面上下缘温度变化参考规范《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)第4.3.10条取用。根据沥青铺装厚度内插。升温：T1=15.2OC，T2=5.74OC；降温：T1=-7.6OC，T2=-2.87OC。3、荷载组合主要荷载组合如下：1)组合Ⅰ：恒载(自重+二期+预应力+收缩徐变)2)组合Ⅱ-1：恒载+汽车荷载工况13)组合Ⅱ-2：恒载+汽车荷载工况24)组合Ⅲ-1：恒载+汽车荷载工况1+梯度升温85)组合Ⅲ-2：恒载+汽车荷载工况2+梯度升温6)组合Ⅳ-1：恒载+汽车荷载工况1+梯度降温7)组合Ⅳ-2：恒载+汽车荷载工况2+梯度降温汽车荷载加载工况示意：图4.10偏载布载图(汽车荷载工况1)图4.11对称布载图(汽车荷载工况2)4、定义施工阶段施工阶段施工天数工作内容说明18预制主梁养护至设计强度（蒸汽养护）张拉预应力束2浇筑湿接缝桥面铺装架设主梁、浇筑湿接缝、桥面铺装、防护栏安装3365010年砼收缩徐变4成桥后加车辆、加温度梯度荷载五、梁验算按A类预应力混凝土构件进行验算。1、施工阶段正截面砼法向应力验算'7.0cktccf；'7.0tktctfMPafck412.204.329.07.07.0'9MPaftk67.165.29.07.07.0'-3.9-3.9-3.7-3.6-3.5-3.6-3.5-3.6-3.6-3.5-3.3-3.0-2.9-2.7-2.6-2.7-2.8-2.8-2.9-3.0-3.2-3.3-3.4-3.4-3.4-3.4-3.3-3.2-3.0-2.9-2.8-2.8-2.7-2.6-2.7-3.5-3.0-3.3-3.7-3.6-3.6-3.6-3.6-3.6-3.6-2.9-8.3-8.3-8.4-8.5-8.6-8.5-8.6-14.2-14.2-14.5-14.9-15.1-15.5-15.7-15.7-15.7-15.7-15.6-15.6-15.5-15.3-15.0-14.8-14.7-14.7-14.8-15.0-15.3-15.5-15.6-15.6-15.7-15.7-15.7-15.7-14.5-15.1-14.9-8.4-12.7-10.7-9.5-10.7-9.5-12.7-15.5图5.1预制边梁上下缘应力图-1.5-1.8-2.7-2.8-1.8-2.7-2.8-5.1-5.2-5.2-5.2-5.2-5.3-5.6-5.9-6.2-6.2-6.4-6.6-6.8-7.0-7.1-7.2-7.2-7.1-7.0-6.8-6.6-6.4-6.2-6.2-5.9-5.6-5.3-5.1-5.2-5.2-5.2-1.5-4.9-4.3-5.1-4.9-4.3-5.1-5.2-7.6-7.7-7.8-7.7-7.7-7.7-7.6-10.5-10.6-10.7-10.7-10.6-10.6-10.4-10.1-9.8-9.5-9.5-9.2-8.9-8.6-8.3-8.2-8.2-8.3-8.6-8.9-9.2-9.5-9.5-9.8-10.1-10.4-10.6-10.5-10.7-10.7-10.6-7.5-8.6-8.0-9.7-8.6-8.1-9.7-10.6图5.2成桥边梁上下缘应力图-4.0-3.7-3.6-3.6-3.7-3.7-3.7-3.7-3.6-3.5-3.2-3.1-2.9-2.8-2.9-3.0-3.0-3.1-3.2-3.4-3.5-3.6-3.6-3.6-3.6-3.5-3.4-3.2-3.1-3.0-3.0-2.9-2.8-2.9-3.1-3.2-3.5-3.6-3.7-3.7-3.7-3.7-3.6-3.6-3.7-3.9-7.8-7.9-8.1-8.1-8.9-10.1-12.0-13.4-13.7-14.1-14.2-14.6-14.8-14.9-14.9-14.9-14.8-14.8-14.6-14.4-14.2-14.0-13.8-13.8-14.0-14.2-14.4-14.6-14.8-14.8-14.9-14.9-14.9-14.8-14.6-14.2-14.1-13.7-13.4-12.0-10.1-8.9-8.1-8.1-7.9-7.8图5.3预制中梁上下缘应力图-3.1-2.6-3.4-3.5-4.0-4.4-4.8-5.0-5.1-5.1-5.2-5.5-5.8-6.1-6.4-6.6-6.6-6.9-7.2-7.4-7.5-7.6-7.6-7.6-7.6-7.5-7.4-7.2-6.9-6.6-6.6-6.4-6.1-5.8-5.5-5.2-5.1-5.1-5.0-4.8-4.4-3.9-3.5-3.3-2.6-3.0-7.6-7.2-7.2-7.1-7.1-7.3-8.0-8.5-8.6-8.5-8.4-8.3-8.2-8.0-7.7-7.3-7.0-6.9-6.7-6.4-6.1-5.9-5.7-5.7-5.9-6.1-6.4-6.7-6.9-7.0-7.4-7.7-8.0-8.2-8.3-8.4-8.5-8.6-8.6-8.0-7.4-7.1-7.1-7.2-7.2图5.4成桥中梁上下缘应力图通过以上应力图可以看出，施工阶段混凝土法向应力满足规范要求。2、受拉区预应力钢筋的应力验算MPafpkppe1209186065.065.0梁号钢束验算施工阶段预应力筋应力(MPa)使用阶段预应力筋应力(MPa)控制张拉应力(MPa)使用阶段容许应力(MPa)边梁N1OK1284116113951209N2OK1273115913951209N3OK1262115813951209N4OK1273117013951209中梁N1OK1284116813951209N2OK1273116613951209N3OK1262116713951209N4OK12731179139512093、持久状况正常使用极限状态正截面A类预应力构件抗裂验算（1）A类预应力混凝土构件短期效应组合正截面抗裂验算10MPaftkpcst855.165.27.07.00.2-1.5-1.80.2-1.6-1.8-3.8-3.9-3.7-3.9-4.3-4.5-4.7-4.9-5.1-5.1-5.6-5.8-6.0-6.1-6.2-6.