桥梁承载能力验算

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1、1.工程概况本工程为崇明东滩防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥、3 号涵桥、东旺东路饮水河桥的修缮工作。其中防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥要进行主梁更换，预制梁为10m16m的预应力空心板梁，具体形式如下表所示：防汛桥预制板梁具体形式如下表所示：长度（ m）重量（ KN）数量（片） 边板梁13 170 6 中板梁13 136 6 望海桥预制板梁具体形式如下表所示：长度（ m）重量（ KN）数量（片） 边板梁13 165 4 中板梁13 131 12 边板梁16 205 2 中板梁16 163 6 东旺沙闸桥预制板梁具体形式如下表所示： 长度（ m）重量（ KN）数量（片） 边板梁10.5

2、110 10 中板梁10.5 83 20 白滧桥预制板梁具体形式如下表所示：长度（ m）重量（ KN）数量（片） 边板梁10 105 8 中板梁10 79 24 边板梁16 205 2 中板梁16 163 6 预制板梁由上海隧道构件场预制，用运梁车（具体形式如下图所示） 运载到现场进行拼装。 3 号涵桥桥面板为 5.6 米预制实心混凝土板梁，由施工单位自己现场预制加工吊装。 东旺东路饮水河桥不更换板梁只对桥身有裂缝处进行碳纤维加固。 本方案对运梁车所经过的桥涵进行结构安全性验算，编制合理的运梁方案。参考资料：桥梁工程、东滩相关桥涵检测报告、预制板梁相关图纸。板梁荷载平均分配到 1、2、3、4号

3、车轮上炮车重 3T牵引车重 9吨1.35米（板梁长度 -3）米1.35米3.3 米30KN12345运梁车荷载分布图2.运梁方案根据计算结果可知， 运载防汛桥板梁时一次最多可以运载一片边梁和一片中梁，途经桥梁的承载能力余量可以达到7%（虽然边梁承载能力不足但车辆可靠中间行驶）；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16 米的边板梁和一片16米的中板梁， 途经桥梁的承载能力余量可以达到20%以上；运载东旺沙闸桥板梁时一次最多可运载一片中板梁和一片边板梁，途经桥梁的承载能力余量可达到30%以上；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16 米边板梁和一片 16 米中板梁，途经桥梁的承载能力余量可达到20

4、%以上。为了安全起见， 运梁车在通过桥梁时要减速慢行，车速不得超过5km/h，由于途经桥梁边梁恒载较大，汽车荷载承载能力较低，梁车要靠中间行驶。对于途经所有一跨的涵桥， 由于建造年限较长，承载力未知因素较多， 为了安全起见要铺设路基箱。运载时车辆要配备专人导航严格按照指定的行车路线行车，防止车辆经过没进行验算的桥梁时出现桥梁破坏事故。具体路线见第三节运梁路线图，计算书见第四节。3.运梁路线图由地形图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3 号桥；运载望海桥板梁的梁车途径 5 号桥、1 号涵桥、 2 号涵桥、 4 号涵桥、 6 号涵桥、 8 号涵桥、 10号涵桥、白滧桥（白滧桥虽然为要更换主梁的待修缮桥梁

5、，但其原因是一片边板梁有较大裂缝，其他板梁基本完好， 在承载力验算时均可满足要求，因此梁车通过时靠中间行驶即可）；运载东旺沙闸桥板梁的梁车途径5 号桥、1 号涵桥、 2 号涵桥、 4 号涵桥、6 号涵桥、 8 号涵桥、 10 号涵桥、 12 号涵桥、团旺西河桥、闸港桥；运载白滧桥板梁的梁车途径5 号桥、 1 号涵桥、 2 号涵桥、 4 号涵桥、 6 号涵桥、 8 号涵桥、 10 号涵桥。4.计算书4.1.运载防汛桥梁车荷载验算由运梁路线图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3 号桥，验算 3 号桥的承载力时先以装载两片梁（一片边梁和一片中梁）计算，如承载能力不足，在以一片梁计算。桥梁形式： 3 号桥桥

6、梁跨径组合为16+16+16=48m，桥面总宽 6.5m，桥面横向布置为： 0.25m（栏杆）+6m（行车道） +0.25m （栏杆） =6.5m。桥梁上部结构：该桥由 6 片钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高85cm，8cm 钢筋混凝土铺装。桥面各孔受力相同，选择进行荷载试验的一号孔作为验算对象。验算荷载：结构重力：混凝土容重取26KN/m3；桥面铺装： 8cm 厚的钢筋混凝土铺装， 容重取 26KN/m3，计算得 2.1KN/m2；栏杆和基座：按图纸计算每侧3.4KN/m；汽车参数：汽车一次托运两片板梁，板梁加汽车总重426KN，汽车每侧共 5 个车轮，从后往前依次排号为15号车轮，其中 1

7、号、2 号间距 1.35m；2 号、3号间距 10m；3 号、4 号间距 1.35m；4 号、5 号间距 3.3m。根据车辆形式，荷载在车轮上分布为： 1 号、2 号车轮集中荷载为91.5KN；3 号、4 号轮集中荷载为106.5KN；5 号车轮集中荷载为30KN。具体如上图所示按照桥规要求，综合考虑结构重力、二期恒载、活载等多种效应的组合，验算桥梁的承载能力。计算跨径取15.5m。桥梁正常使用条件下承载能力极限值、横向分布系数均取检测单位给出的检测数值。跨中弯矩的影响线形式如下图所示：x1234( 1 )( 2 )( 3 )根据影响线的形式，车轮集中荷载布置如下图所示：运两片梁计算得出跨中最

8、大弯矩如下表所示： 项目边梁中梁106.5106.5301215.5 )恒载内力（ KN.m）430 404 梁车荷载内力（ KN.m）293.344266.152 梁体抗力（由检测单位给 出 KN.m）923 921 梁车作用下梁体产生的 最大内力（ KN.m） 1.2 恒载+1.4 梁车荷载926.6816857.4128承载力富余量不足（靠中间行驶）7% 运 1 片边板梁计算得出跨中最大弯矩如下表所示： 项目边梁中梁 恒载内力（ KN.m）430 404 梁车荷载内力（ KN.m）199.004180.557 梁体抗力（由检测单位给 出 KN.m）923 921 梁车作用下梁体产生的 最

9、大内力（ KN.m） 1.2 恒载+1.4 梁车荷载794.6056737.5798承载力富余量14% 20% 注：梁车荷载内力由公式：)()1 (yPqmSkjki 计算得出，其中 式中：S梁车作用下梁体所求截面产生的最大弯矩；）（1汽车荷载的冲击系数，汽车在过桥时慢行（时速5 千米/h 以内） 可取 1 多车道桥涵的汽荷载折减系数取1 im对于所计算主梁的横向分布系数，根据检测报告中梁取0.323，边梁 取 0.356 kq车道荷载的均布荷载标准值此处取0 j使结构产生最不利效应的同号影响线的面积；kP车道荷载的集中荷载标准值；y所加载影响线中一个最大影响线峰值；其中yPqkjk可用结构力

10、学求解器根据结构内力影响线按规范布载求出。 其余几座类似桥梁不在详细叙述计算过程，只给出计算参数及最后结果。 4.2.运载望海桥梁车荷载验算由运梁路线图可知运载望海桥板梁的梁车途径5 号桥、1 号涵桥、2 号涵桥、4 号涵桥、 6 号涵桥、 8 号涵桥、 10号涵桥、白滧桥，以运载一片16 米边梁和一片 16 米中梁验算这些桥的承载力。4.2.1. 5 号桥承载能力验算桥梁形式：桥梁跨径组合为16+16+16=48m，桥面总宽 9.55m，计算跨径取15.5m。桥面横向布置为： 0.5m（栏杆） +7m（行车道） +0.5m（栏杆） =8m。桥梁上部结构： 该桥由 8 片钢筋混凝土空心板梁组成

11、， 梁板高 85cm， 宽 99cm,10cm钢筋混凝土铺装。各孔受力相同，选择进行荷载试验的一号孔作为验算对象。验算荷载：结构重力：混凝土容重取26KN/m3；桥面铺装：10cm厚的钢筋混凝土铺装， 容重取 26KN/m3， 计算得 2.1KN/m2；栏杆和基座：按图纸计算每侧3.4KN/m；计算结果如下表所示： 项目边梁中梁 恒载内力（ KN.m）367 337 梁车荷载内力（ KN.m）332.504301.682 横向分布系数0.356 0.323 梁体抗力（由检测单位给 出 KN.m）1160 1160 梁车作用下梁体产生的 最大内力（ KN.m） 1.2 恒载+1.4 梁车荷载90

12、5.9056826.7548承载力富余量21% 28% 4.2.2. 1 号涵桥承载能力验算桥梁形式：桥梁跨径为5.6m，计算跨径为5.3m。桥面总宽 9.55m，桥面横向布置为： 0.25m（栏杆） +9.05m（行车道） +0.25m（栏杆） =9.55m。桥梁上部结构： 该桥由九片长为 5.6m 的钢筋混凝土空心板梁组成， 梁板高 50cm， 宽 99cm，8cm 钢筋混凝土铺装。验算荷载：结构重力：混凝土容重取26KN/m3；桥面铺装：8cm 厚的钢筋混凝土铺装， 容重取 26KN/m3，计算得 2.1KN/m2；栏杆和基座：按图纸计算每侧3.4KN/m；计算结果如下表所示：项目边梁中

13、梁 恒载内力（ KN.m）39.4 38 梁车荷载内力（ KN.m）62.6662.66 横向分布系数0.26 0.26 梁体抗力（由检测单位给 出 KN.m）175.1 175.1 梁车作用下梁体产生的 最大内力（ KN.m） 1.2 恒载+1.4梁车荷载135.004133.324承载力富余量22% 23% 4.2.3. 2 号涵桥承载能力验算桥梁形式：桥梁跨径为4.6m，计算跨径为 4.3m。桥面总宽 9.5m，桥面横向布置为：0. 35m（栏杆）+8.8m（行车道） +0.35m （栏杆） =9.5m。桥梁上部结构：该桥由 10片钢筋混凝土板梁组， 9cm 钢筋混凝土铺装。验算荷载：结

14、构重力：混凝土容重取26KN/m3；桥面铺装：9cm 厚的钢筋混凝土铺装， 容重取 26KN/m3， 计算得 2.34KN/m2；栏杆和基座：按图纸计算每侧3.64KN/m；计算结果如下表所示：项目边梁中梁 恒载内力（ KN.m）26 23.5 梁车荷载内力（ KN.m）48.0647.7 横向分布系数0.267 0.265 考虑桥面铺装后梁体抗 力（由检测单位给出 KN.m）142.7 142.7 梁车作用下梁体产生的 最大内力（ KN.m） 1.2 恒载+1.4 梁车荷载98.48494.98承载力富余量30% 33% 4.2.4. 4 号涵桥承载能力验算桥梁形式：桥梁跨径为4.6m，计算

15、跨径为4.3m。桥面总宽 9.52m，桥面横向布置为： 0. 36m（栏杆） +8.8m（行车道） +0.36m（栏杆） =9.52m。桥梁上部结构： 该桥由 10 片钢筋混凝土实心板梁组成， 板梁高 25cm， 两块边板梁宽 70cm，中间板宽 100cm，8cm钢筋混凝土铺装。验算荷载结构重力：混凝土容重取26KN/m3；桥面铺装：8cm 厚的钢筋混凝土铺装， 容重取 26KN/m3，计算得 2.1KN/m2；栏杆和基座：按图纸计算每侧3.64KN/m；计算结果项目边梁中梁 恒载内力（ KN.m）22 23.5 梁车荷载内力（ KN.m）48.0647.7 横向分布系数0.267 0.26

16、5 梁体抗力（由检测单位给 出 KN.m）138.7 138.7 梁车作用下梁体产生的 最大内力（ KN.m） 1.2 恒载+1.4 梁车荷载93.68494.98承载力富余量32% 31% 4.2.5. 6 号涵桥承载能力验算桥梁形式：桥梁跨径为4.6m，计算跨径为 4.3m。桥面总宽 9.9m，桥面横向布置为： 0. 45m（栏杆） +9m（行车道） +0.45m（栏杆） =9.9m。桥梁上部结构：该桥由 9 片钢筋混凝土空心板梁组成，板梁高50cm，梁宽 99cm， 8cm 钢筋混凝土铺装。验算荷载结构重力：混凝土容重取26KN/m3；桥面铺装：8cm 厚的钢筋混凝土铺装， 容重取 26KN/m3，计算得 2.1KN/m2；栏杆和基座：按图纸计算每侧3.64KN/m；计算结果项目边梁中梁 恒载内力（ KN.m）27.6 25.9 梁车荷载内力（ KN.m）48.0647.7 横向分布系数0.267 0.265 梁体抗力（由检测单位给 出 KN.m）189.9 189.9 梁车作用下梁体产生的 最大内力（ KN.m） 1.