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1、黄茅坪连接悦来污水处理厂污水干管工程桥梁结构设计计算书设 计 ：校 核 ：审 核 ：核 定 ：目 录1. 设计内容及总体布置21.1设计内容21.2 桥梁总体布置22. 技术标准和规范32.1主要规范32.2技术标准32.3计算参数取值42.4计算荷载42.5施工阶段划分43. 主梁结构安全性验算53.1 计算软件及计算模型5模型图53.2 成桥内力分析53.2.1成桥阶段主梁恒载内力图53.2.2成桥阶段主梁活载内力图63.2.3支座反力73.3主梁结构安全性验算73.3.2正常使用极限状态裂缝宽度及挠度验算73.3.4承载能力极限状态正截面验算163.3.5承载能力极限状态剪扭验算173.
2、4主梁计算结论174.桥梁下部结构计算184.1桥墩计算184.2.桩基承载力计算234.3 下部计算结论241. 设计内容及总体布置1.1设计内容本册计算书内容为黄茅坪连接悦来污水处理厂污水干管工程桥梁结构验算。1.2 桥梁总体布置（1）结构形式黄茅坪连接悦来污水处理厂污水干管工程桥梁位于直线上，设计遵循安全、适用、经济、美观、环保、耐久的建设方针，上部结构采用（3x25.0）m跨径普通钢筋混凝土箱涵桥，全桥共一联布置，桥梁总长75.0m。桥型布置图（单位：mm）（2）横断面设计桥梁标准宽度4.0m，0.65m(花池+护栏)+2.7m(检修人行道)+0.65m(花池+护栏)=4.0m。 横断
3、面布置图（单位：mm）（3）结构设计桥梁结构为普通钢筋混凝土箱涵梁。梁截面采用单箱单孔截面，部分截面采用盖板涵结构形式。1）上部结构桥梁上部结构采用C40混凝土箱涵桥。主梁采用直腹式单箱单孔截面，梁截面顶宽4.0m，底宽2.6m，梁高1.8m。翼缘端部厚度为15cm，在根部加厚至30cm。主梁标准顶板段顶板厚30cm，底板厚30cm，边腹板厚40cm；主梁盖板段顶板翼缘、腹板及底板保存与标准段一直。全桥不设横梁，在第一跨和第三款设置检修孔，检修孔位置详见图纸。主梁采用支架现浇方式施工，桥面铺装采用3cm厚芝麻黑仿花岗石面透水砖铺装。2）下部结构下部结构采用花瓶墩+桩基础，桥墩采用C40普通钢筋
4、混凝土结构，墩柱采用花瓶墩，墩柱底部截面尺寸为1.0*0.8m,墩顶截面尺寸为2.6m*0.8m，桩基础采用C35混凝土，单墩单桩结构形式，桩基直径为1.5m。2. 技术标准和规范2.1主要规范1） 城市桥梁设计规范（CJJ112011）2） 公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）3） 公路圬工桥涵设计规范（JTG D612005）4） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 33622018）5） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）6） 城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）7） 公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)8） 公
5、路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）9） 城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ 22008）10） 钢结构焊接规范（GB 50661-2011）11） 公路工程技术标准（JTG B01-2014）2.2技术标准1桥梁分类重要中桥2检修人员及机械荷载检修人员及机械荷载按施工荷载考虑: 3.5kNm3管道自重0.82KN/m4管中污水荷载7.9KN/m（按满流考虑）5跨径布置3x25m6桥梁纵坡0.30%7标准路幅4.0m=0.65m花池+栏杆+2.7m检修道+0.65m花池+栏杆8桥梁净高5.0m9温度荷载箱梁体系温度升温取30，降温取20，箱梁混凝土浇筑、伸缩缝安装等施工温度取
6、20，日照温差按JTG D60-2015规定的温度场计算10风荷载重庆地区100年一遇的基本风压为0=0.45kN/m211地震设防类别场地地震基本烈度为6，设计基本地震加速度值为0.05g，按7构造设防。12设计基准期100年13设计使用年限100年14设计安全等级一级15环境类别类16最大裂缝宽度Wmax=0.2mm17防洪标准防洪标准GB50201-201418设计洪水频率100年（水位为204.22m）19可更换部件使用年限（栏杆、伸缩缝、支座等）15年2.3计算参数取值1) 总体计算原则： 结构重要性系数：1.12) 材料力学性能指标：梁体采用 C40砼，弹模34500MPa，容重按
7、26kN/m3考虑； 主梁普通钢筋均采用HRB400钢筋，箍筋采用HRB400钢筋。表 1-1.各项材料力学指标混凝土标号弹性模量（MPa）剪切模量（MPa）泊松比设计抗压强度（MPa）设计抗拉强度（MPa）线膨胀系数容 重（kN/m3）上部主梁C4034500138000.222.41.830.0000126桥墩C4032500130000.218.41.650.0000126桥面铺装24普通钢筋种类抗拉强度标准值fsk（MPa）强度设计值（MPa）弹性模量（MPa）Es抗拉fsd抗压fsdHRB4004003303302.01052.4计算荷载1) 恒载：一期恒载：钢筋混凝土=26kN/m
8、3；2) 二期铺装：芝麻黑仿花岗石面透水砖铺装3cm，=25kN/m3；3) 人行道栏杆1.0kN/m/侧；4) 花池及栏杆基础：钢筋混凝土=26kN/m3；5) 种植土密度=1200 Kg*m3；6) 砂垫层、管节包封、盖板，混凝土=25kN/ m3 ；7) 污水管0.82 kN/m，8) 污水（满流考虑）=1000 Kg*m3。9) 收缩徐变：函数按JTG D60-2015规范取值，环境年平均相对湿度RH取80%。10) 检修荷载：按人群荷载考虑。 11) 体系温度作用：整体升温30度，整体降温-20度。12) 温度梯度：梯度升温25度6.7度，6.7度0度；梯度降温-12.5度-3.35
9、度，3.,35度0度。13) 不均匀沉降：均不考虑沉降。2.5施工阶段划分表 1-2 施工顺序表施工步骤施工内容1施工主梁2施工桥面附属3收缩徐变3650天3. 主梁结构安全性验算计算书中采用Midas Civil V8.3.2进行分析计算，并以 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2015）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）为标准，按钢筋混凝土结构进行验算。3.1 计算软件及计算模型计算分析软件采用Midas Civil 2019 v2.1，结构采用平面梁单元进行模拟。模型中共有梁单元 90 个，节点99个。计算模型结果离散见下图。 模型图3.2 成
10、桥内力分析3.2.1成桥阶段主梁恒载内力图成桥阶段主梁恒载弯矩My图（单位：kNm）成桥阶段主梁恒载剪力Fz图（单位：kN）3.2.2成桥阶段主梁活载内力图活荷载作用下主梁弯矩My包络图（单位：kNm）活荷载作用下主梁剪力Fz包络图（单位：kN）3.2.3支座反力标准组合下的支座反力（单位：kN）3.3主梁结构安全性验算3.3.1 荷载组合按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)的荷载组合原则进行组合。3.3.2施工阶段应力验算进行施工阶段正截面法向应力验算时，法向应力可按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）第7.2.4条进行计算。按照公桥规第7.
11、2.4条规定，钢筋混凝土受弯构件正截面应力应符合下列规定：1 受压区混凝土边缘压应力 cct0.80fck2 受拉钢筋应力 sit0.75fsk按照公桥规第7.2.5条规定，钢筋混凝土受弯构件中性轴处的主拉应力（剪应力）tpt=Vktbz0ftk。本桥施工时要求混凝土强度达到标准强度的100%，故压应力允许值 0.80fck=0.8026.8Mpa=21.44Mpa，主拉应力允许值ftk2.40 MPa。下图所列为各施工阶段混凝土截面的应力验算。施工阶段混凝土正应力验算施工阶段混凝土主拉应力验算施工阶段受压区混凝土边缘最大压应力为6.0 MPa21.44 MPa。施工阶段主梁最大主拉应力为1.
12、4MPa2.40 MPa。由上图可见，施工阶段混凝土应力满足要求,但应根据新公桥规第7.2.6的规定配置箍筋。3.3.2正常使用极限状态裂缝宽度及挠度验算（1） 公桥规第6.4.1规定：钢筋混凝土构件和B类预应力混凝土构件，在正常使用极限状态下的裂缝宽度，应按作用（或荷载）短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算。根据第6.4.2条，计算的最大裂缝宽度不应超过0.20mm（I类和II类环境）。计算裂缝宽度见下表：单元位置顶/底组合 名称类型验算Sig_SS (N/mm2)W_tk (mm)W_AC (mm)1I2底频遇36MY-MAXOK000.21I2顶频遇39MY-MINOK000.21J3
13、底频遇36MY-MAXOK000.21J3顶频遇39MY-MINOK0.37260.00020.22I3顶频遇37MY-MINOK0.37260.00020.22I3底频遇38MY-MAXOK000.22J32顶频遇37MY-MINOK000.22J32底频遇38MY-MAXOK31.65740.0220.23I32顶频遇37MY-MINOK000.23I32底频遇38MY-MAXOK31.65740.0220.23J4顶频遇37MY-MINOK000.23J4底频遇38MY-MAXOK61.52270.04280.24I4顶频遇37MY-MINOK000.24I4底频遇38MY-MAXOK61.52270.04280.24J33顶频遇37MY-MINOK000.24J33底频遇38MY-MAXOK84.63840.05890.25I33顶频遇37MY-MI
