《主跨100米柔性系杆钢管砼拱桥计算书(MIDAS)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《主跨100米柔性系杆钢管砼拱桥计算书(MIDAS)（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、S342 惠山段直湖港大桥主桥结构计算书第 1 页 共 36 页设计计算书(主跨 100 米柔性系杆钢管砼拱桥)二六年五月S342 惠山段直湖港大桥主桥结构计算书第 2 页 共 36 页目 录一、设计说明 .3二、拱轴系数的确定 .52.1 悬链线拱轴线: .62.2 抛物线拱轴线: .72.3 结论: .7三、施工计算 .73.1、结构整体模型 .73.2、系杆、不同加载过程中桥墩计算 .93.3:成拱阶段主拱计算 .10四、全桥稳定性验算 .164.1 未设横撑模态 .164.2 设三道横撑模态 .17五、附计算过程应力、内力、位移图： .195.1 空钢管成拱 .195.2 浇筑下管砼
2、.215.3 张拉系杆 1 和 2.235.4 浇筑上管及缀板内砼 .265.5 成桥后变形情况 .285.5 成桥后墩身应力 .295.6 温度降低 35 度 .30六、整体计算(按梁单元布置了三个车道荷载 ).326.1：反力 .326.2：吊杆拉力(自重+汽车+ 温升 未加组合系数) .356.3：验算系杆截面(自重+汽车+温升 未加组合系数) .36S342 惠山段直湖港大桥主桥结构计算书第 3 页 共 36 页一、设计说明计算理论：弹性阶段未考虑非线性影响；采用应力叠加与内力叠加原理计算；计算模型：按实际材料类型采用空间实体单元模型模拟钢与砼的材料性质；运用砼弹性模量的变化模拟钢管砼
3、的加载过程以及组合截面形成过程；计算按不同工况分别进行内力、应力组合；横向采用杠杆法分配活载；恒载平均分配给双肋；计算软件：Midas/Civil6.7.1，计算单位：t.m结构形式：钢管混凝土哑铃形断面，截面总高度 2.5 米，钢管 1100*14Q345 钢板卷制形成；内充 C40 号混凝土；横向双肋，以 1100*14 空钢管形成五道横撑；桥面总宽度 15.75 米，拱肋双肋布置在桥面外，单片拱肋水平对称布置，桥面范围竖曲线线由吊杆调节形成；结构跨径：计算跨径 100 米，采用拱轴系数为 m=1.12 的悬链线拱轴线；设计荷载：公路-I 级；地震动峰值加速度：0.5g/m2，按 0.1g
4、/m2 设防；本主桥拱肋采用吊装，扣挂施工。系杆采用 R=1860MPa 成品钢绞线，每幅桥共 12 束(单根拱肋下 6 束)，为 OVMXG 15-22 可换索式钢绞线系杆锚。在吊装过程中不设临时系杆。加载顺序：（1） 上下管在工地制作成三段，用缀板焊接好，要求采用自动焊，分三段合拢，合拢段长度以控制吊装重量为主，边段长度采用 40 米，合拢段长度 20 米；此时为二铰拱，钢管重量由钢管自身承受，计算合拢时的稳定性及钢管应力；（2） 封拱，形成无铰拱，浇筑下管内混凝土，此时混凝土重量亦由钢管承受，待下管内混凝土达到强度达到 28 天再浇缀板内及上管内混凝土，此时混凝土重量由钢管及下管混凝土共
5、同承受；按应力叠加法求出钢管的叠加应力；（钢管一开始就参与受力，而管内混凝土则随着浇筑次序依次参与受力；后期桥面系恒载、活载等由钢管混凝土组合截面共同受力）（3） 计算合拢温度与钢管合拢温度是不相同的，本桥钢管可选在 15 度时合拢，但计算合拢温度可能要达到 28 度左右；设计计算温度降低由合拢计算温度与当地的日平均温度对比，设计采用温降 20 度，温升 10 度控制；拱肋混凝土收缩徐变按温度降低 15 度计算；非线性应力（日照引起的内外温差）对钢管混凝土极限承载力没有影响，拟不计入；一般为说,超静定拱温降受力不利,所以一般要降低合拢温度,最好在 15 度左右合拢.资料 1P177 表明: 钢
6、管砼温度应力值与拱肋自重产生的应力值相当 ,应当引起设计者的注意.（4） 加载桥面系；由于此时拱肋刚度已经较大，桥面只要按对称由边及中的过程对称加载就可以了；（5） 运营，加载车辆荷载；（拱脚附近未采用微膨混凝土工艺，主要是考虑到拱脚的环向应力作用下对钢管的拉应力S342 惠山段直湖港大桥主桥结构计算书第 4 页 共 36 页过大，在拱脚段不宜采用，其余段采用微膨混凝土）（6）验算在拱肋混凝土浇筑时拱顶是否需要配重平衡的问题：主要考虑拱肋的上拱变形值不宜太大；（7）计算中可按 2 米左右一节的直线形钢管代替，不影响计算精度，预制时按 1.5 米一节工厂预制；（天津彩虹桥除在吊杆两侧各设一道角钢
7、加劲箍外，其余每隔 2.5 米设置一道角钢加劲箍，以增加钢管壁的刚度）S342 惠山段直湖港大桥主桥结构计算书第 5 页 共 36 页二、拱轴系数的确定截面性质计算(采用 AutoCAD 面域的方法)及其它: 空钢管面积: 0.0911周长: 13.0415边界框: X: -0.5500 - 0.5500Y: -1.2500 - 1.2500质心: X: 0.0000Y: 0.0000惯性矩: X: 0.0605Y: 0.0149惯性积: XY: 0.0000旋转半径: X: 0.8150Y: 0.4040主力矩与质心的 X-Y 方向:I: 0.0149 沿 0.0000 -1.0000J:
8、0.0605 沿 1.0000 0.0000 核心混凝土:面积: 2.0469周长: 6.4658边界框: X: -0.5360 - 0.5360Y: -1.2360 - 1.2360质心: X: 0.0000Y: 0.0000惯性矩: X: 1.0175Y: 0.1384惯性积: XY: 0.0000旋转半径: X: 0.7050Y: 0.2600主力矩与质心的 X-Y 方向:I: 0.1384 沿 0.0000 1.0000J: 1.0175 沿 -1.0000 0.0000 全组合截面由CECS28：90钢管混凝土在变形计算时的刚度计算公式为：EA=EcAc+EgAg=3.3141*106*2.0469+2.1006*107*0.0911=8.6
