最新2×40m预应力混凝土连续箱梁上部结构计算书.doc

精品资料2×40m预应力混凝土连续箱梁上部结构计算书.沙河大桥北引桥预应力混凝土箱梁第四联，2×40m1 结构离散纵向分析采用桥梁三维分析综合程序MIDAS进行结构分析，计算结构整体受力情况。按3跨一联进行计算，全桥共划分为80个单元，81个节点；结构按施工及运营状况共分为3个阶段。结构离散图见下图：图1.1-1 结构离散图2 荷载组合表1.2-1 总体计算荷载组合表组合荷载组合组合I永久作用+移动荷载+支座沉降组合II永久作用+移动荷载+支座沉降+整体升温+梯度升温组合III永久作用+移动荷载+支座沉降+整体降温+梯度降温上部结构纵向按全预应力混凝土构件进行设计，桥梁三维分析综合程序MIDAS对结构进行分析。3 计算参数 结构自重一期恒载：主梁采用C50混凝土，按 照实际断面尺寸计取，容重按26kN/m3计。表1.3-1 混凝土力学性能指标表力学性能指标C50弹性模量 E（MPa）34500轴心抗压标准强度fck（MPa）32.4抗拉标准强度ftk（MPa）2.65轴心抗压设计强度fcd（MPa）22.4抗拉设计强度ftd（MPa）1.83容重（kN/m3）26热膨胀系数(1/)0.00001二期恒载：考虑桥面铺装、防撞护栏及基座、其它附属设施构造等，按单元加载荷载为95.98kN/m。 汽车荷载荷载等级为公路一级，设计为双向四车道。结构总体计算横向分布系数定为3.45。 人群荷载人群荷载采用CH-RQ，设计为单向一车道。 温度梯度温差：分别按公路桥涵设计通用规范（JTG 60-2004）规定的温度场进行计算。下图示出截面正温差下的温度梯度情况，截面负温差下的温度梯度情况为正温差的一半。T1=14T2=5.5 支座不均匀沉降按中间墩沉降6mm、过渡墩沉降3mm考虑。 预应力钢绞线和波纹管主要指标表1.3-2 预应力钢筋和波纹管指标表力学性能指标钢绞线弹性模量 E（MPa）195000抗拉标准强度（MPa）1860抗拉设计强度 (MPa)1260张拉控制应力（MPa）139570%钢筋松弛率3锚具变形及钢束回缩值（mm）6孔道摩阻系数 U0.17孔道偏差系数 K0.00154 计算结果A. 持久状况承载能力极限状态验算按规范要求应进行持久状况承载能力极限状态验算，截面弯矩包络图与截面抵抗弯矩图见下图。图1.4-1 最不利组合截面弯矩包络图与截面抵抗弯矩图计算表明：上部结构各控制截面持久状况抗弯承载能力极限状态、抗剪承载能力极限状态基本满足规范要求，但建议适当加强墩顶附近主梁腹板箍筋，以适当增加安全富余。B. 持久状况正常使用极限状态验算a. 正截面抗裂验算按规范规定，结构在持久状况正常使用极限状态下，对于全预应力混凝土构件，正截面抗裂验算时，截面正应力不能出现拉应力，主梁荷载短期效应组合应力包络图见下图。图1.4-2 组合I主梁上缘荷载短期效应组合应力包络图图1.4-3 组合I主梁下缘荷载短期效应组合应力包络图图1.4-4 组合主梁上缘荷载短期效应组合应力包络图图1.4-5 组合主梁下缘荷载短期效应组合应力包络图图1.4-6 组合主梁上缘荷载短期效应组合应力包络图图1.4-7 组合主梁下缘荷载短期效应组合应力包络图计算表明：除端部失真，上部结构各控制截面正常使用极限状态正截面抗裂均基本满足规范全预应力构件设计要求。b. 斜截面抗裂验算按规范规定，全预应力混凝土构件在作用短期效应组合下，现浇构件主拉应力不大于混凝土抗拉强度标准值的0.4倍，对于C50混凝土为1.06MPa。经验算，构件在短期效应组合下，除端部失真产生的较大拉应力外，斜截面受力满足规范要求，短期荷载效应组合下的主应力包络图见下图。图1.4-8 主梁荷载短期效应控制组合主应力包络图c. 主梁挠度主梁中跨跨中挠度=7.965mm，长期增长系数=1.425，/ L 4.317×1.425/400001/4876（3524）<1/600，主梁刚度满足要求。C. 持久状况正截面和斜截面应力验算a. 混凝土正截面压应力验算按规范规定，在持久状况下，混凝土的最大压应力不大于混凝土抗压强度标准值的0.5倍，对于C50混凝土为16.2MPa。正应力包络图见下图。图1.4-9 组合I结构上缘应力包络图图1.4-10 组合I结构下缘应力包络图图1.4-11 组合结构上缘应力包络图图1.4-12 组合结构下缘应力包络图图1.4-13 组合结构上缘应力包络图图1.4-14 组合结构下缘应力包络图经验算，持久状况混凝土正截面最大压应力为14.39MPa（组合），持久状况混凝土正截面压应力满足规范要求。b. 混凝土斜截面压应力验算按规范规定，在持久状况下，混凝土的最大主压应力不大于混凝土抗压强度标准值的0.6倍，对于C50混凝土为19.4MPa。经验算，持久状况混凝土最大主压应力为14.39MPa。斜截面主压应力见下图。图1.4-15 主梁斜截面主压应力图D. 支座反力表1.4-1 支座反力支座位置竖向反力(kN)10墩最大值9813.8最小值6470.311墩最大值24015.3最小值18863.912墩最大值11921.3最小值8524.9