275+40+40+275米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁計算說明書

1、27.5+40+40+27.5米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁計算說明書NN地鐵三號線27.5+40+40+27.5米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁計算說明計算：計算時間：復(fù)核：復(fù)核時間：審核：審核時間：1橋梁設(shè)計1設(shè)計依據(jù)11.2結(jié)構(gòu)形式及尺寸11.3施工方法12縱向計算（線間距3.8227.131m米）22.1縱向計算荷載2主力2主+附力32.2混凝土應(yīng)力和抗裂驗算42.2.1混凝土截面正應(yīng)力驗算42.2.2混凝土斜截面抗裂驗算52.2.3混凝土正截面抗裂驗算62.2.4混凝土截面剪應(yīng)力驗算72.3強(qiáng)度計算72.3.1正截面抗彎強(qiáng)度計算72.3.2斜截面抗剪強(qiáng)度計算83箱梁環(huán)框計算（線間距4.52米）83.1

2、環(huán)框計算荷載9主力93.1.2附加力103.2無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算103.3有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算11附錄1二期包載計算（線間距3.8227.133mm）131橋梁設(shè)計1.1設(shè)計依據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范(GB50157-2003)。鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范(TB10002.1-2005)。鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計規(guī)范(TB10002.3-2005)。鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(TB10002.4-2005)。鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(TB10002.5-2005)。鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范(GB50111-200日。NN區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(DGJ32/J12-2005)。

3、鐵路橋梁盆式橡膠支座(TB/T2331-2004)。鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范(TB10005-2010)。1.2結(jié)構(gòu)形式及尺寸主梁為變寬度，寬度9.022m12.331m,采用斜腹板單箱單室與單箱雙室截面?？缰辛焊?.8m，中支點梁高2.8m,梁高變化采用直線過渡；箱梁頂板尺寸考慮縱向預(yù)應(yīng)力頂板鋼束的構(gòu)造要求，以及局部受力，采用變厚度25cm50cm底板厚度由跨中25cm變至支點55cm腹板厚度45cm65cm每個墩(臺)頂設(shè)置一道橫隔梁，B58、B5dB60中橫梁厚度2.5m,B57、B61端橫梁厚度1.5m。梁縫為100mm詳見主梁構(gòu)造圖。梁體坊工采用C50混凝土；該橋只設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力鋼

4、束，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，鋼絞線公稱直徑15.2mm規(guī)格為13-4s15.2、11-4s15.2、10-4s15.2三種；普通鋼筋采用HRB33馴HPB235各材料彈性模量及強(qiáng)度數(shù)值依照鐵路橋涵鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(TB10002.3-2005)。支座采用盆式橡膠支座。1.3施工方法采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，施工單位也可采用其它施工方式，但需要征得業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理單位同意。連續(xù)梁位丁曲線上時，采用曲梁曲做，施工單位根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束平面布置圖、預(yù)應(yīng)力鋼束立面布置圖、預(yù)應(yīng)力鋼束折點示意圖、預(yù)應(yīng)力鋼束曲線要素表進(jìn)行定位和下料，鋼束彎折半徑根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束曲線要素確定。為滿足連續(xù)梁橋兩端預(yù)應(yīng)

5、力張拉要求，連續(xù)梁橋左側(cè)一跨簡支梁橋和右側(cè)橋臺臺帽以上部分待連續(xù)梁橋兩端預(yù)應(yīng)力張拉完成后再施工。2縱向計算（線間距3.8227.131m米）計算軟件采用Midas/Civil2010V780版，采用空間梁單元建模，本橋為在緩和曲線上的變寬連續(xù)梁橋，模型仿真按實際曲線變化建立梁單元。全橋按照截面變化規(guī)律，以梗脅、變高、跨中等關(guān)鍵變化截面對稱劃分單元，共分94個單元，115個節(jié)點，并設(shè)置雙支座模擬支座受力，以求解支座反力其中，3、25、54、81、103號節(jié)點為邊、中支點，39、67號節(jié)點為跨中節(jié)點計算模型如圖2-1所示。61645565&5圖2-1橋梁有限元分析離散圖2.1縱向計算荷載2

6、.1.1 主力1、自重及二期包載結(jié)構(gòu)自重按26kN/ni計算，根據(jù)NN地鐵三號線二期包載計算方法確定二期包載為88.04494.662kN/m，詳細(xì)計算過程見附錄3。2、地鐵車輛荷載及動力作用地鐵列車荷載根據(jù)下圖(NNm鐵三號線為四動兩拖六輛車編組，見圖2-2,圖示為兩輛車，圖中下排數(shù)字單位為mm計算，并考慮動力系數(shù)的影響。動力系數(shù)值為1+其中H為按鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范(TB10002.1-2005)4.3.5條計算值乘以0.8確定，即1+0.8=1+0.8Xa(_)=1+0.8X2X(6)=1.13730L3040圖2-2地鐵列車荷載模式3、基礎(chǔ)變位單墩不均勻沉降取1cm計算，考慮單墩及隔墩

7、最不利情況組合。4、收縮徐變混凝土的收縮應(yīng)變的徐變系數(shù)終極值按鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范(TB10002.1-2005)規(guī)定辦理。徐變系數(shù)的計算參照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTGD62-2004)辦理。預(yù)應(yīng)力梁二期包載加載齡期不小丁60天，徐變齡期計算至1500天。2.1.2主+附加力組合1、制動力考慮其與沖擊力組合，取一線豎向靜活載的10咐算。2、溫度影響整體升溫按17.8C計算，降溫按-12.4C計算；日照溫差按頂板升溫5C計算。2.2混凝土應(yīng)力和抗裂驗算2.2.1混凝土截面正應(yīng)力驗算計算結(jié)果如圖2-32-10所示，圖中右側(cè)紅色方框線對應(yīng)的數(shù)值即改圖中的最大數(shù)值，壓應(yīng)力為負(fù)，拉

8、應(yīng)力為正，單位為Mpa圖2-3主力組合作用下混凝土截面上緣最大正應(yīng)力圖（最大-8.68Mpa）圖2-4主力組合作用下混凝土截面上緣最小正應(yīng)力圖（最大-7.27Mpa）圖2-5主力組合作用下混凝土截面下緣最大正應(yīng)力圖（最大-10.35Mpa）圖2-6主力組合作用下混凝土截面下緣最小正應(yīng)力圖（最大-8.5Mpa）圖2-7主+附組合作用下混凝土截面上緣最大正應(yīng)力圖（最大-8.73Mpa）圖2-8主+附組合作用下混凝土截面上緣最小正應(yīng)力圖（最大-7.32Mpa）圖2-9主+附組合作用下混凝土截面下緣最大正應(yīng)力圖（最大-10.36Mpa）虹圖2-10主+附組合作用下混凝土截面下緣最小正應(yīng)力圖（最大-8.

9、5Mpa）2.2.2混凝土斜截面抗裂驗算計算結(jié)果如圖2-112-14所示，圖中右側(cè)紅色方框線對應(yīng)的數(shù)值即改圖中的最大數(shù)值，壓應(yīng)力為負(fù)，拉應(yīng)力為正，單位為Mpa圖2-11主力組合作用下混凝土截面主拉應(yīng)力圖（最大0.73Mpa）圖2-12主力組合作用下混凝土截面主壓應(yīng)力圖（最大-10.4Mpa）圖2-13主+附組合作用下混凝土截面主拉應(yīng)力圖（最大0.77Mpa）圖2-14主+附組合作用下混凝土截面主壓應(yīng)力圖（最大-10.12Mpa）2.2.3混凝土正截面抗裂驗算正截面抗裂驗算詳細(xì)計算過程參見附件一，下面只列出幾個控制截面的驗算結(jié)果。驗算選取中支點截面（對應(yīng)節(jié)點號為25、54和81）和各跨跨中截面（

10、對應(yīng)節(jié)點號依次為15、39、67和91）驗算，計算結(jié)果見表2-1。表2-1正截面抗裂驗算結(jié)果截面位置b(kN/m2)bc(kN/m2)2丫fct(kN/m)安全系數(shù)15-7151.55412661.3546-4438.62452.391125-3904.74755741.6413-3924.16632.475439-10890.743414742.6817-4454.28771.762754-5207.07597737.5015-3662.03912.189267-10665.486916103.9579-4433.28031.925681-3947.30296308.1105-4950.86

11、932.852391-6203.481613650.2103-3203.79592.71692.2.4混凝土截面剪應(yīng)力驗算圖中右側(cè)紅色方框線對應(yīng)的數(shù)值即該圖中的2.25Mpa和計算結(jié)果見圖2-152-16,最大數(shù)值。可見最不利組合作用下截面最大最小剪應(yīng)力分別為和J頑劉I-5J2371*-OTlLa-laLB9674+000-ZX15D7DO+OM-2.05Mpa，小丁0.17fc=5.7Mpahh一.一.iik_.iL.Wi.,.血！jJ!'Wil.一.血_.lEfllL必血一圖2-15主力組合作用下混凝土截面剪應(yīng)力圖M2.2SSb*OCKI*部卜L血,（孔但土_L.3936Ehi+D

12、0QSJale-OCJltDJXXKCn-HDCXi-l.lWOle-*-ZSliSe*圖2-16主+附組合作用下混凝土截面剪應(yīng)力圖2.3強(qiáng)度計算強(qiáng)度計算包括正截面抗彎強(qiáng)度和斜截面抗剪強(qiáng)度，詳細(xì)計算過程參見附件一，下面只列出幾個控制截面的強(qiáng)度計算結(jié)果。2.3.1正截面抗彎強(qiáng)度計算正截面強(qiáng)度計算選取中支點截面（對應(yīng)節(jié)點號為25、54和81）和各跨跨中截面（對應(yīng)節(jié)點號依次為15、39、67和91）驗算，計算結(jié)果見表2-2。計算彎距和強(qiáng)度以下緣受拉為正。表2-2正截面抗彎強(qiáng)度計算結(jié)果截面位置主+附組合計算彎距(kN.m)強(qiáng)度(kN.m)安全系數(shù)151.64E+043.22E+041.9625-3.7

13、4E+04-1.33E+053.57391.74E+047.92E+044.5554-4.95E+04-2.15E+054.35673.08E+047.77E+043.5181-4.56E+04-1.87E+054.11911.94E+044.83E+042.482.3.2斜截面抗剪強(qiáng)度計算取7、19、35、70、75、90和100號截面進(jìn)行驗算，計算結(jié)果見表2-3表2-3斜截面抗剪強(qiáng)度計算結(jié)果截面位置主+附組合計算剪力(kN)強(qiáng)度(kN)安全系數(shù)7-1316.551-3654.27482.7756192544.3116784.97742.666735-629.3473-3118.43024.

14、95570576.68462478.0764.2971753625.67868380.47052.311490-999.8556-2071.30752.07161003409.34767777.79532.28133箱梁環(huán)框計算(線間距4.52米)環(huán)框計算沿橋縱向取1m寬板厚計算，計算軟件采用Civil2010V780版,無接觸網(wǎng)立柱和有接觸網(wǎng)立柱時的計算模型如圖3-1和圖3-2所示圖3-1無接觸網(wǎng)立柱計算模型節(jié)點示意圖圖3-2有接觸網(wǎng)立柱計算模型節(jié)點示意圖3.1環(huán)框計算荷載主力1、橋面包載1）聲屏障及附屆：結(jié)構(gòu)高度4.0m（從軌頂計算，全封閉）聲屏障自身重2600kg/m（26kN/m）（雙

15、側(cè)）。（已含原電纜托架H型鋼、電纜以及托架重量、ALC護(hù)欄板重量，風(fēng)、雪荷載計算時已經(jīng)考慮）2）橋面鋪裝：3.8227.131m線間距：2.0kN/m22.0X（9.02212.331）=18.04424.662KN/m3）單線軌道：22kN/m=4) 接觸網(wǎng)立柱荷載：最不利荷載為65kN的集中力與130kN/m的彎距。2、活載取活載軸重160kN,縱向影響范圍1.0m計算。特種荷載分布長度：L=(0.52-0.176)X2=0.688m特種荷載分布集度：q=80一=116.28kN/m0.6881.0考慮動力系數(shù)特種荷載最終分布集度：q=116.28X1.137=132.21kN/m(其中1

16、+u=1.137)3.1.2附加力1、溫度荷載整體升溫按17.8C計算，降溫按-12.4C計算。考慮日照升溫溫差和寒潮降溫溫差，具體按鐵路橋涵鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(TB10002.3-2005)附錄B辦理。3.2無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算最不利荷載下彎距如圖3-3所示圖3-3無接觸網(wǎng)立柱最不利荷載作用截面彎距圖(kN-m)無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算結(jié)果顯示22號截面為最不利，該截面的計算和配筋結(jié)果見表3-1。表3-1無接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算結(jié)果最不利截面號22最不利彎距值（kN.m）169.1需配鋼筋總面積（mnf）1608、一一一，八一一2實配鋼筋面積（mm）2212實配鋼筋后裂縫

17、寬度（mm）0.17643.3有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算最不利荷載下彎距如圖3-5所示ITnI圖3-4有接觸網(wǎng)立柱最不利荷載作用截面彎距圖（kN-m）站臺銜接處跨中截面環(huán)框計算結(jié)果顯示：22和60號截面均可能為最不利，他們的計算和配筋結(jié)果見表3-3和表3-4。表3-2有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算結(jié)果最不利截面號22最不利截面彎距值（kN.m）324.1需配鋼筋總面積（mn2881實配鋼筋面積（mnf）6773實配鋼筋后裂縫寬度（mm）0.1149表3-3有接觸網(wǎng)立柱跨中截面環(huán)框計算結(jié)果最不利截面號60最不利截面彎距值（kN.m）170需配鋼筋總面積（mnf）4375實配鋼筋面積（mnf）67

18、73實配鋼筋后裂縫寬度（mm）0.137附錄i支座反力計算計算結(jié)果見附表1,計算圖示見附圖1。附表127.5+40+40+27.5m連續(xù)梁支座反力計算結(jié)果節(jié)點荷載FZ(kN)1066（全部）2183.2561081076（全部）2143.8891871086（全部）6132.3304531096（全部）6033.4859361106（全部）7187.095541116（全部）7338.2803881126（全部）7344.3805681136（全部）7403.659431146（全部）2568.1857091156（全部）2705.547308附圖1支座反力計算圖示附錄2連續(xù)梁變形驗算由分析可知：邊跨最大豎向位移發(fā)生在93節(jié)點85號單元處，最大位移為1.5cm<L/800=3.4cm（邊跨），驗算合格。由分析可知：中跨最大豎向位移發(fā)生在77節(jié)點71號單元處，最大位移為0.9cm<L/700=5.7cm（中跨）,驗