x30m連續(xù)梁下部結(jié)構(gòu)計算書.doc
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廣青公路二期(洛水至紅白鎮(zhèn)段)工程 鎣華大橋330m連續(xù)梁 下部結(jié)構(gòu)計算書1. 工程概況橋梁上部為330m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,主梁總寬度為12m,梁高為1.6m。主梁采用單箱雙室斷面,其中主梁懸臂長2.0m,標(biāo)準(zhǔn)斷面箱室頂板厚0.22m,底板厚0.2m,腹板厚0.45m,中支點及邊支點斷面箱室頂板厚0.37m,底板厚0.32m,腹板厚0.65m,兩斷面間設(shè)長2.5m的漸變段。混凝土主梁采用C50混凝土現(xiàn)場澆注,封端采用C45混凝土。主梁中墩采用兩根直徑1.6m圓柱,下接直徑1.8m樁基,左側(cè)中墩高7m,右側(cè)墩柱高8.5m。主梁邊墩采用蓋梁+直徑1.6m雙柱中墩,下接直徑1.8m樁基形式;中、邊墩橫橋向中心距均為5.6m。主梁邊支點采用普通板式橡膠支座,中墩與主梁固結(jié)。2. 設(shè)計規(guī)范城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則(CJJ1193);城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)(CJJ7798);公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003);公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D602004);公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D622004);公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTG D632007);公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則(JTG/T B02-01-2008);公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ0412000);3. 靜力計算3.1 計算模型由于主梁支撐中心與其中心線斜正交,且主梁平面基本為直線,因此建立平面桿系模型計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形。橋梁內(nèi)力及位移的計算均采用橋梁博士3.0有限元程序進(jìn)行,其中邊支點僅采用豎向支撐,中墩底部采用彈性支撐,其支撐剛度根據(jù)m法計算(m01.2105kN/m4,K水平2.4106kN/m,K彎曲1.1107kN.m/rad)。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)受力特點,其計算模型見下圖。主梁計算模型3.2 計算荷載3.2.1 結(jié)構(gòu)自重及二期恒載蓋梁結(jié)構(gòu)自重:混凝土容重按26kN/m3計;二期恒載:橋面鋪裝0.1811.042549.7kN/m;防撞護(hù)欄及掛板等每側(cè)6.5kN/m 二期恒載合計:62.7kN/m。3.2.2 汽車活載:汽車活載:采用公路級車道荷載,按3車道布載 汽車沖擊:正彎矩區(qū)0.273; 負(fù)彎矩區(qū)0.37; 偏載系數(shù):1.15; 車道折減系數(shù):0.8。3.2.3 其它荷載體系溫差: +30;30;橋面日照溫差: +14;-7(按規(guī)范模式加載);基礎(chǔ)沉降: 各墩柱取5mm;混凝土收縮、徐變: 按規(guī)范計算3.3 主梁預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束采用1375高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa,張拉控制應(yīng)力為1302MPa。主梁共布置三排鋼束,每排布置6束。預(yù)應(yīng)力鋼束的整體布置見下圖。主梁預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖 鋼束1輸入信息鋼束2輸入信息鋼束3輸入信息3.4 墩柱計算結(jié)果中墩采用C40混凝土現(xiàn)澆,按普通鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計。各工況下,墩柱受力情況見下表。左中墩墩頂內(nèi)力統(tǒng)計表項目恒載+預(yù)應(yīng)力收縮、徐變系統(tǒng)溫度溫度梯度制動力升溫降溫正溫差負(fù)溫差軸力(kN)415516-50.550.5-98.549.2511.4彎矩(kN.m)-1115-4421360-1360600-300314項目支點沉降汽車活載123正溫差負(fù)溫差Mmin軸力(kN)66-175138-98.549.25580彎矩(kN.m)-384143.5505600-300-1305左中墩墩底內(nèi)力統(tǒng)計表項目恒載+預(yù)應(yīng)力收縮、徐變系統(tǒng)溫度溫度梯度制動力升溫降溫正溫差負(fù)溫差軸力(kN)452516-50.550.5-98.549.2511.4彎矩(kN.m)825559-10001000-103.551.75242項目支點沉降汽車活載1234MmaxMmin軸力(kN)66-175138-28.888.5675彎矩(kN.m)-71.5-24723187.5248-219右中墩墩頂內(nèi)力統(tǒng)計表項目恒載+預(yù)應(yīng)力收縮、徐變系統(tǒng)溫度溫度梯度制動力升溫降溫正溫差負(fù)溫差軸力(kN)41358-17.7517.75-9547.512.6彎矩(kN.m)1395603-18151815-705352.5262項目支點沉降汽車活載1234MmaxMmin軸力(kN)-30.75138-172.565575462.5彎矩(kN.m)290.5-610-1324511505-1310右中墩墩底內(nèi)力統(tǒng)計表項目恒載+預(yù)應(yīng)力收縮、徐變系統(tǒng)溫度溫度梯度制動力升溫降溫正溫差負(fù)溫差軸力(kN)46058-17.7517.75-9547.512.6彎矩(kN.m)-1075-6821225-1225197.5-98.75194項目支點沉降汽車活載1234MmaxMmin軸力(kN)-30.65138-172.565364111彎矩(kN.m)-111.5-107.5221.5-2.455222-297中墩各控制截面配筋驗算見下表:中墩控制截面配筋驗算表控制截面基本組合(kN,kN.m)短期組合(kN,kN.m)長期組合(kN,kN.m)計算配筋實際配筋計算裂縫NMNMNM左墩頂5076 -5590 4693 -5034 4519 -4642213235320.142左墩底4758 3273 4791 3160 4764 3085 構(gòu)造配筋35320.089右墩頂502968794623615244505701323235320.179右墩底4860 -3889 4906 -3684 4873 -3595 構(gòu)造配筋35320.104說明:墩柱斜截面抗剪強(qiáng)度由地震偶然組合(E2)控制,故此處不進(jìn)行驗算。從上表可以看出,墩柱配筋滿足規(guī)范要求。4. 結(jié)構(gòu)抗震驗算4.1 計算模型建立空間桿系模型,采用Midas/Civil 2006軟件進(jìn)行抗震相關(guān)計算分析。其中主梁、橫梁、墩柱、樁基、系梁均采用空間梁單元模擬,為簡化計算,主梁邊支撐僅考慮板式橡膠支座剛度,不再考慮邊墩蓋梁、墩柱、樁基與支座的剛度耦合。利用節(jié)點彈性支撐模擬樁土相互作用,其順橋向、橫橋向及豎向約束剛度采用m法計算(其中m021.2105kN/m4,Cz7.5106kN/m2)。計算模型見下圖。結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)通過加速度反應(yīng)譜分析得到,其中模態(tài)組合采用CQC法。墩柱屈服彎矩、極限承載力及順橋向橫橋向容許位移通過靜力彈塑性分析得到,其中采用FEMA鉸模擬墩柱塑性鉸特性。330m連續(xù)梁計算模型4.2 計算參數(shù)根據(jù)公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則(JTG/T B02-01-2008),本橋抗震設(shè)防類別按B類考慮。根據(jù)鎣華大橋地質(zhì)勘察報告,橋址處場地抗震設(shè)防烈度為度,設(shè)計地震分組為第二組,設(shè)計基本地震加速度為0.15g,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40S。設(shè)防目標(biāo):E1地震作用下,一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用;E2地震作用下,應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷,經(jīng)臨時加固后可維持應(yīng)急交通使用。根據(jù)抗震規(guī)范6.1.3,本橋為規(guī)則橋梁;根據(jù)抗震規(guī)范表6.1.4,本橋E1、E2作用均可采用SM/MM分析計算方法。當(dāng)抗震分析采用多振型反應(yīng)譜法,水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜S由下式(規(guī)范5.2.1)確定:其中 式中:Tg特征周期(s); T結(jié)構(gòu)自振周期(s);水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜最大值;Ci抗震重要性系數(shù);Cs場地系數(shù);Cd阻尼調(diào)整系數(shù);A水平向設(shè)計基本地震加速度峰值。反應(yīng)譜擬合的相關(guān)參數(shù)見下表:反應(yīng)譜擬合相關(guān)參數(shù)表項目TgCiCsCdAE1地震0.40.431.01.00.15gE2地震0.41.31.01.00.15gE1地震作用加速度反應(yīng)譜E2地震作用加速度反應(yīng)譜4.3 E1地震驗算地震偶然荷載作用下(E1)結(jié)構(gòu)內(nèi)力見下圖。地震偶然荷載作用下(E1)順橋向最不利彎矩對應(yīng)軸力地震偶然荷載作用下(E1)順橋向最不利彎矩地震偶然荷載作用下(E1)橫橋向最不利彎矩對應(yīng)軸力地震偶然荷載作用下(E1)橫橋向最不利彎矩地震偶然荷載組合(E1)下中墩各控制截面配筋驗算見下表:中墩控制截面配筋驗算表控制截面順橋向組合內(nèi)力(kN,kN.m)橫橋向組合內(nèi)力(kN,kN.m)計算配筋實際配筋NMNM順橋向橫橋向左墩頂4244324952804216構(gòu)造配筋構(gòu)造配筋3532左墩底4546221755853207構(gòu)造配筋構(gòu)造配筋3532右墩頂4245305149153134構(gòu)造配筋構(gòu)造配筋3532右墩底4625211452982338構(gòu)造配筋構(gòu)造配筋3532說明:墩柱斜截面抗剪強(qiáng)度由地震偶然組合(E2)控制,故此處不進(jìn)行驗算。從上表可以看出,墩柱配筋滿足規(guī)范要求。4.4 E2地震驗算4.4.1 E2地震作用下墩柱容許位移驗算4.4.1.1 墩柱有效抗彎剛度計算由公式(B.0.1-2),墩柱截面屈服曲率y為:通過彈塑性分析得到鉸的基本鉸屬性,計算墩柱截面順橋向及橫橋向屈服彎矩My。墩柱截面順橋向彎矩-位移曲線墩柱截面橫橋向彎矩-位移曲線因此墩柱塑性鉸區(qū)域截面順橋有效抗彎剛度:7700/(0.002773.250107)=0.0855(m4)墩柱塑性鉸區(qū)域截面有限剛度系數(shù)0.0855/(1.64/64)=0.266墩柱塑性鉸區(qū)域截面橫橋有效抗彎剛度:6125/(0.002773.250107)=0.0680(m4)墩柱塑性鉸區(qū)域截面有限剛度系數(shù)0.0680/(1.64/64)=0.211。4.4.1.2 墩柱等效塑性鉸長度計算根據(jù)上式,左墩柱等效塑性鉸長度為0.5m,右墩柱等效塑性鉸長度為0.6m。4.4.1.3 E2作用下位移計算在E2地震作用下,墩柱順橋向及橫橋向最大位移見下圖。E2地震作用下順橋向位移(Xmax3.0cm)E2地震作用下橫橋向位移(Ymax2.5cm)4.4.1.4 墩柱容許位移計算根據(jù)規(guī)范7.4.8條建立彈塑性分析模型計算墩柱順橋向及橫橋向容許位移。墩柱順橋向荷載位移曲線(u15.3cm)墩柱橫橋向荷載位移曲線(u13.3cm)4.4.1.5 墩柱容許位移驗算E2地震作用下,墩頂?shù)捻槝蛳蚝蜋M橋向水平位移按抗震規(guī)范第6.7.6條計算,dC。場地特征周期Tg0.4S,順橋向結(jié)構(gòu)自振周期T0.58Tg ,查表6.7.6 c=1;橫橋向結(jié)構(gòu)自振周期T0.69Tg。查表6.7.6 c=1E2地震作用下墩頂位移驗算表 (規(guī)范7.4.6條)方向E2作用墩頂位移 (cm)d(cm)u(cm)是否滿足順橋向3.03.015.3滿足橫橋向2.52.513.3滿足4.4.2 E2地震作用墩柱斜截面抗剪承載力驗算4.4.2.1 墩柱順橋向剪力設(shè)計值墩頂、底順橋向潛在塑性區(qū)域極限彎矩圖因此,順橋向墩柱塑性鉸區(qū)域抗剪承載力設(shè)計值: 2514kN4.4.2.2 墩柱橫橋向剪力設(shè)計值墩頂、底橫橋向潛在塑性區(qū)域極限彎矩圖因此,橫橋向墩柱塑性鉸區(qū)域抗剪承載力設(shè)計值: 2894kN4.4.2.3 墩柱斜截面抗剪承載力驗算由上述計算可知,墩柱塑性鉸區(qū)域斜截面抗剪承載力由橫橋向控制,其承載力驗算見下表。墩柱塑性鉸區(qū)域斜截面抗剪承載力驗算表Vc0(kN)0.0023Vs是否滿足備注289421036000.85(210+3600)32392894,滿足2根16HRB335鋼筋,間距10cm4.4.3 E2地震作用樁基強(qiáng)度驗算E2地震作用下,樁基內(nèi)力按規(guī)范6.8.5條及其條文說明計算,由上述計算可知,樁基配筋由橫向彎矩控制。E2地震作用下樁基最大內(nèi)力E2地震作用下,樁基承載力驗算見下表。樁基配筋驗算表組合內(nèi)力計算配筋實際配筋N(kN)M(kN.m)46861019856325632樁基箍筋加密區(qū)采用2根16HRB335鋼筋,間距為10cm,對應(yīng)樁基斜截面抗剪承載力可滿足規(guī)范要求。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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