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1、-目录一、说明11.1 主要技术规11.2构造简述11.3 材料参数21.4 设计荷载31.5 荷载组合41.6 计算施工阶段划分41.7 有限元模型说明5二、主要施工过程计算结果52.1 拉横梁第一批预应力拉工况52.2 拉系梁第一批预应力工况62.3撤除现浇支架工况72.4 架设行车道板工况92.5 拉第二批横梁预应力束工况112.6 二期恒载加载工况13三、成桥状态计算结果163.1 组合一计算结果163.2 组合二计算结果173.3 组合三计算结果173.4 组合四计算结果183.5 组合五计算结果19四、变形结算结果21五、全桥稳定性计算结果23六、运营状态一根吊杆断裂状态计算结果2
2、46.1 各荷载组合作用下计算结果246.2持久状况承载能力极限状态验算276.3全桥稳定性计算结果27七、运营状态两根吊杆断裂状态计算结果287.1 各荷载组合作用下计算结果287.2持久状况承载能力极限状态验算317.3全桥稳定性计算结果32八、上构计算结论汇总338.1施工过程主要构件应力计算结果338.2成桥状态计算结果汇总338.3断一根吊杆状态计算结果汇总348.4断两根吊杆状态计算结果汇总358.5各状态稳定性结果汇总36九、主墩墩身及承台强度验算369.1 墩身强度验算379.2 承台强度验算39. z.-一、说明1.1 主要技术规 公路桥涵设计通用规JTG D602004(以
3、下简称通用规) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规JTG D622004以下简称桥涵规 斜拉索热挤聚乙稀高强钢丝拉索技术条件 GB/T18365-2001 公路桥梁抗风设计规JTG/T D60-01-2004 公路桥涵地基与根底设计规 JTG D63-20071.2构造简述1主桥上部构造本桥构造形式为Lp=72m下承式钢筋混凝土简支系杆拱桥。拱肋的理论计算跨径为72m，计算矢高14.4m，矢跨比1/5，理论拱轴线方程为：Y=-14.4/1296*(*-36)2+14.4 (坐标原点为理论起拱点)。主要构造构造为：1拱肋拱肋截面为矩形，高1.6m，宽1.2m，构造材料为钢筋混凝土。 2吊杆每
4、榀拱肋设13根厂制吊杆，吊杆间距为5.0m。吊杆采用PES7-55高强镀锌平行钢丝成品索，外包双层高密度聚乙烯PE护套，配套锚具为PESM7-55，吊杆标准强度fpk=1670MPa，破断力Nb=3535kN，吊杆拉采用单端拉，拉端设于吊杆底部，固定端设于拱肋端。吊杆力分两次拉，第一拉力为150KN,第二次拉力为380KN。3加劲纵梁及横梁加劲纵梁采用预应力混凝土构造，其截面为矩形实体截面，高140cm，宽120cm。预应力钢束采用的s15.20mm高强度低松弛钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，每根系梁布置10束10s15.20mm高强度低松弛钢绞线。全桥共设15道预应力混凝土横梁，其中
5、有2道端横梁、13道中横梁(吊杆处横梁)。端横梁采用单箱单室截面，中横梁采用T形截面，牛腿处搁置桥面板。端横梁宽220cm， 中横梁翼缘宽120cm，底宽60cm。中横梁共布置4根4s15.2mm高强度低松弛钢绞线，端横梁布6根6s15.2mm。桥面板：桥面板采用预制桥面板，板厚25cm。1.3 材料参数1混凝土系杆、端横梁、中横梁采用C50混凝土；拱肋、风撑采用C40混凝土；盖梁、主墩立柱以及引桥的墩、台盖梁、墩柱、耳、背墙采用C30混凝土；主墩承台、桩柱采用C25混凝土；主桥行车道板、引桥空心板分别采用C40和C50预制混凝；桥面铺装采用C40混凝土。(2) 预应力钢绞线系杆采用采用符合G
6、B/T5224-2003标准的s15.2高强度低松驰度钢绞线，标准强度fpk=1860MPa。(3) 吊杆吊杆采用芯为7mm镀锌高强钢丝束的成品拉索，型号为PES7-55。表1-1 材料计算参数表材料项 目参 数备注注C50系杆及横梁C40拱肋及风撑混凝土抗压设计强度fcd22.4MPa18.4 MPa抗拉设计强度ftd1.83MPa1.65 MPa抗压标准强度fck32.4MPa26.8 MPa抗拉标准强度ftk2.65MPa2.4 MPa抗压弹性模量Ec34500MPa32500 MPa抗弯弹性模量Ec29325MPa27625 MPa0.85Ec混凝土参数计算材料容重26kN/m325K
7、N/m3线膨胀系数1.010-51.010-5低松弛钢绞线s15.2标准强度fpk1860MPa控制拉应力con1395MPa0.75fpk弹性模量Ep195000MPa锚具及波纹管钢束管道摩阻系数0.25钢束管道偏差系数k0.0015单端锚具变形及回缩值l0.006m1.4 设计荷载1恒载 主梁自重预应力混凝土容重26KN/m3，混凝土按照25KN/m3，程序依据混凝土主梁截面面积自动进展加载。二期恒载桥面铺装：10cm现浇混凝土层和10cm沥青混凝土铺装层按照线性荷载分布到各纵梁上，容重按照24KN/m3 考虑。单侧护栏按照10.6kN/m加载于主梁上。端横梁上空心板荷载共四片13米跨径空
8、心板，边板边支点反力298.9KN,中板边支点反力325.5KN。 2汽车荷载汽车荷载等级为公路II级，按照单向1车道加载；冲击系数按公路桥涵设计通用规JTG D60-2004相关规定计算，程序中按照构造基频方法输入，本桥基频为7.2Hz。3人群荷载按2.5KN/m计算人群荷载。4附加力温度作用：混凝土体系升温20 oC、降温20 oC5风载：与活载组合的风力按桥面高度处风速25m/s计算。工程场地桥位地表粗糙度系数，阵风系数。1.5 荷载组合成桥状态分析，共考虑以下几种荷载组合：组合一：恒载+人群荷载+活载组合二：恒载+人群荷载+活载+温度荷载升温20 oC+静风荷载横向风，25m/s组合三
9、：恒载+人群荷载+活载+温度荷载降温20 oC+静风荷载横向风，25m/s组合四：恒载+人群荷载+活载+温度荷载升温20 oC+静风荷载纵向风，25m/s组合五：恒载+人群荷载+活载+温度荷载降温20 oC+静风荷载纵向风，25m/s1.6计算施工阶段划分表1-2 施工阶段划分表步骤名称构造组边界组荷载组激活钝化激活钝化激活现浇系梁系梁组支架端横梁-系梁临时支架弹性连接-自重安装第一批横梁横梁组-横梁所有预应力拉系杆第一批预应力-系梁第一批预应力支架现浇拱肋拱肋组风撑组-拉第二批系梁钢束-系梁第二批预应力挂索索组-吊索第一次拉-一索力150KN撤除支架-支架构造支座系梁临时支架弹性连接-架设行
10、车道板车道梁组-桥面板连接-拉横梁第二批预应力吊索第二次拉-二索力380KN二期恒载车道-栏杆荷载桥面铺装空心板荷载人群荷载1.7 有限元模型说明计算依据桥梁施工流程划分构造计算阶段，按设计的施工方法模拟计算步骤，采用MIDAS2006程序按平面杆系进展构造分析。全桥共离散为952个单元，1056个节点。构造计算模型如图。图1.1 全桥有限元模型图二、主要施工过程计算结果2.1 拉横梁第一批预应力拉工况图2.1 横梁上缘应力图(KN/ m2)图2.2 横梁下缘应力图(KN/ m2)2.2 拉系梁第一批预应力工况图2.3 系梁上缘应力图(KN/ m2)图2.4 系梁下缘应力图(KN/ m2)2.
11、3撤除现浇支架工况图2.5 系梁上缘应力图(KN/ m2)图2.6 系梁下缘应力图(KN/ m2)图2.7 横梁上缘应力图(KN/ m2)图2.8 横梁下缘应力图(KN/ m2)图2.9 拱肋上缘应力图(KN/ m2)图2.10拱肋下缘应力图(KN/ m2)2.4架设行车道板工况图2.11 系梁上缘应力图(KN/ m2)图2.12 系梁下缘应力图(KN/ m2)图2.13 横梁上缘应力图(KN/ m2)图2.14 横梁下缘应力图(KN/ m2)图2.15 拱肋上缘应力图(KN/ m2)图2.16 拱肋下缘应力图(KN/ m2)2.5拉第二批横梁预应力束工况图2.17横梁上缘应力图(KN/ m2
12、)图2.18横梁下缘应力图(KN/ m2)2.6第二次拉吊杆工况图2.19 系梁上缘应力图(KN/ m2)图2.20 系梁下缘应力图(KN/ m2)图2.21 横梁上缘应力图(KN/ m2)图2.22 横梁下缘应力图(KN/ m2)图2.23 拱肋上缘应力图(KN/ m2)图2.24 拱肋下缘应力图(KN/ m2)2.6 二期恒载加载工况图2.25 系梁上缘应力图(KN/ m2)图2.26 系梁下缘应力图(KN/ m2)图2.27 横梁上缘应力图(KN/ m2)图2.28 横梁下缘应力图(KN/ m2)图2.29 拱肋上缘应力图(KN/ m2)图2.30 拱肋下缘应力图(KN/ m2)各关键施
13、工阶段主要构件应力结果汇总如表2-1所示：表2-1 各施工阶段主要构件应力汇总表工况名称主要构件构件应力Mpa拉应力验算系杆横梁拱肋上缘下缘上缘下缘上缘下缘拉第一批横梁预应力筋ma*-0.441.011.070.7ftk=1.855满足要求min-3.44-3.41拉系杆第一批预应力ma*-2.980min-5.19-5.63撤除支架min-5.36-0.82-0.450.97-1.81-0.670.970.7ftk=1.855满足要求ma*-7.77-9.41-3.38-3.37-3.43-4.43架设行车道板min-4.47-1.56-0.481.19-2.31-0.411.190.7ftk=1.855满足要求ma*-7.53-9.54-3.63-2.36-4.06-4.77拉横梁第二批预应力ma*-4.47-1.560-0.01-2.31-0.41min-7.53-9.54-4.9-8.3-4.06-4.77
