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1、厦深铁路工程长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计 算 说 明计算： 计算时间： 03 复核： 复核时间： 审核： 审核时间： 目 录纵梁计算.1.计算说明.1.1、结构体系.1.2、施工方法.2、模型及荷载.2.1、计算模型.2.2、计算荷载.3、支承反力结果.4、全梁弯矩包络图.5、计算成果.5.1 混凝土截面应力验算.5.2 混凝土正截面抗裂验算.5.3 结构极限强度验算.5.4 活载作用下的竖向挠度验算.5.5 恒载作用下的竖向挠度验算和预拱度设置.5.6 梁端竖向转角和工后徐变验算.5.7 使用阶段钢束应力验算结果.6、施工阶段应力验算.7、横向计算.长沙湾特大桥 40 米预应
2、力混凝土简支箱梁计算说明书11 计算说明计算说明1.1 结构结构体系体系本桥为双线有碴简支箱梁桥，桥梁全长 40m，支点间距 38.5m，桥面宽12.2m（线间距为 4.6m），采用预应力混凝土简支箱梁。由于设计受到中活载强度、工后徐变等多方面制约，梁高经过反复比选，最后确定为 3.2m 等高度梁。截面布置详见桥梁结构图。梁体圬工采用 C50 混凝土，纵向预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线，钢绞线公称直径 15.2mm，规格为 12-75 和 15-75，钢束张拉控制应力为1283.4MPa，普通钢筋采用 HRB335 和 Q235，各项材料弹性模量及强度数值依照铁路桥涵钢筋混凝土结构设计规范(
3、TB 10002.3-2005)1.2 施工方法施工方法采用满堂支架现浇法施工。2 模型及荷载模型及荷载2.1 计算模型计算模型计算软件采用桥梁博士 V3.1.0 版，采用平面梁单元建模，全桥共离散为 42个单元和 43 个节点，支点节点号为 2 和 42，其中 2 号节点设为固定铰支座，42 号节点设为滑动铰支座。计算模型如图 1 所示。图 2.1 桥梁有限元分析离散图2.2 计算荷载计算荷载1、自重及二期恒载结构自重按 26kN/m3计算，二期恒载为 184kN/m。长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计算说明书22、ZK 车辆荷载及动力作用双线按规范新建时速 200250 公里客运
4、专线铁路设计暂行规定规定。ZK 车辆荷载冲击系数值： 计算剪力时：10.9960.913 0.2L 计算弯矩时：21.4940.851 0.2L 对于本桥： 1.078913. 02 . 040996. 01，099. 1851. 02 . 040494. 12计算时为偏安全都取 1.099 计算3、双线中活载作用下按铁路桥涵设计基本规范规定，两线同时作用时，取折减系数 0.9。其中冲击系数 1+=1+*6/（30+L），=4*(1-h)2.0, L 为桥梁跨度。对于本桥：1+=1+2*6/（30+40）=1.1714、温度影响按铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1)办理：整体升降温 25
5、，纵向温度荷载按顶板升温 5考虑。对于单箱单室箱形截面，其横向计算按升温、降温两种情况考虑温度变化的影响力，其计算模式如下：5、混凝土收缩徐变：按规范（JTGD62-2004）附录 F 取用；6、制动力考虑其与冲击力组合，取一线竖向静活载的 10%计算。长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计算说明书33 全梁弯矩包络图全梁弯矩包络图下图中红色代表最小抗力；黄色代表最大内力（其中内力已按规范乘了安全系数，其中主力组合时为 2.0，附加力组合时为 1.8） 。图 3.1 主力组合弯矩包络图（中活载） 单位（kN.m）图 3.2 主力+附加力组合弯矩包络图（中活载） 单位（kN.m）图 3.3
6、 主力组合弯矩包络图（ZK 活载） 单位（kN.m）图 3.4 主力+附加力组合弯矩包络图（ZK 活载） 单位（kN.m）长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计算说明书44 支承反力结果支承反力结果表 4.1 支承反力表（kN）墩 号自重+二恒中活载ZK 活载主力（中活载）主力（ZK 活载）548750472036601347012410 558750472036601347012410说明：已计入 ZK 活载冲击系数 1.099 和中活载冲击系数 1.171。5 计算成果计算成果纵向计算内力组合组合（主力）：自重二期恒载预加力+收缩徐变+支座不均匀沉降组合（主+附）： 自重二期恒载预加
7、力+收缩徐变+支座不均匀沉降+制动力+温度变化5.1 混凝土截面应力验算混凝土截面应力验算运营荷载作用下混凝土压应力应满足主力组合： c 0.50fc；主力+附加力组合：c 0.55fc；混凝土拉应力 ct 0；，抗裂荷载作用下应满足混凝土主拉应力 tp 0.7fct；主压应力 cp 0.60fc5.1.15.1.1 混凝土截面正应力验算：混凝土截面正应力验算：表 5.1 中活载作用下正应力验算表（Mpa）主力组合主力+附加力组合位置上缘最 大应力上缘最 小应力下缘最 大应力下缘最 小应力上缘最 大应力上缘最 小应力下缘最 大应力下缘最 小应力跨中 截面9.65.58.42.59.65.08.
8、42.2长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计算说明书5支点 截面2.61.57.66.82.60.77.66.5表 5.2 ZK 活载作用下正应力验算表（Mpa）主力组合主力+附加力组合位置上缘最 大应力上缘最 小应力下缘最 大应力下缘最 小应力上缘最 大应力上缘最 小应力下缘最 大应力下缘最 小应力跨中 截面9.25.58.43.19.25.08.42.8支点 截面2.61.57.66.92.60.77.66.6（1）由计算得运营荷载作用下混凝土最大压应力 c主力组合 c=9.60.50fc=16.8；主力+附加力组合 c =9.60.55fc=18.4.（2）由计算得运营荷载作用下
9、混凝土未出现拉应力，即 ct0.下图图中红、黄、蓝、绿色分别代表上缘最大、最小应力值及下缘最大、最小应力值（正值代表压应力）图 5.1 主力组合正应力包络图（中活载）图 5.2 主力+附加力组合正应力包络图（中活载）长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计算说明书6图 5.3 主力组合正应力包络图（ZK 活载）图 5.4 主力+附加力组合正应力包络图（ZK 活载）5.1.25.1.2 混凝土截面主应力验算混凝土截面主应力验算 表 5.3 主应力验算表（Mpa） （压应力为正，拉应力为负）中活载作用ZK 活载作用主力组合主力+附加力组合主力组合主力+附加力组合位置 最大 压应力最大 拉应力最
10、大 压应力最大 拉应力最大 压应力最大 拉应力最大 压应力最大 拉应力 跨中 截面11.5-1.212.1-1.211.0-0.511.50.7支点 截面10.8-1.511.2-1.710.8-1.311.6-0.5（1）由计算得混凝土主拉应力 tp：主力组合最大值 tp =1.5Mpa，小于要求的 0.70fct=0.7*3.1=2.17MPa；主力+附加力最大值 tp =1.7Mpa，小于要求的 0.70fct=0.7*3.1=2.17MPa.（2）由计算得主压应力 cp：主力组合最大值 cp =11.5 Mpa，小于要求的 0.6fc=0.6*33.5=20.1，主力+附加力组合最大值 cp =12.1Mpa，小于要求的 0.6fc=0.6*33.5=20.1由此得主应力满足要求。长沙湾特大桥 40 米预应力混凝土简支箱梁计算说明书7下图图中红色代表最大主压应力，绿色代表最大主拉应力图 5.5 主力
