德州岔河大桥计算书90m90m斜拉桥.doc

1、德州市新河路岔河大桥工程1岔河大桥计算书一技术标准1道路等级：城市主干道（双向六车道） 。2荷载标准：计算荷载 汽车超-20 级；验算荷载 挂车-120；人群荷载 3.0kN/m2。3桥面布置：引桥：1.5m（人行道）+25m（车行道）+ 1.5m（人行道）=28m 。主桥：3m（人行道）+25m（车行道）+ 3m（人行道）=31m 。4地震基本烈度：7 度，本桥提高 1 度按 8 度设防，重要性修正系数 1.7。5道路竖曲线：3%双向人字坡，竖曲线半径 6000m。二设计规范及标准1 城市桥梁设计准则 JTJ 001-972 城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77-983 公路桥涵设计通用规范

2、JTJ 021-894 公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范 JTJ 023-855 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ 024-856 公路工程抗震设计规范 JTJ 004-897 公路斜拉桥设计规范 （试行） JTJ 027-968 公路桥涵施工技术规范 JTJ 041-2000三计算模型及基本参数1结构说明（1） 引桥上部结构：为三跨预应力混凝土等截面连续梁（30m+30m+30m） 。主梁截面为分离式双箱型式，半幅箱梁为单箱双室截面，两幅巷梁通过中间桥面板连成整体。梁高 1.7m。截面尺寸：顶板厚 20cm，底板厚2045cm，腹板厚 4060cm。支点处设置横梁，端横梁厚 100

3、 cm，中德州市新河路岔河大桥工程2横梁厚 150cm。跨中设一道 30cm 的横隔板。箱梁混凝土 C50。箱梁预应力采用 15.2 高强度低松弛钢绞线。下部结构：桩柱式桥墩和埋置式桥台。基础采用 150cm 钻孔灌注桩，桥墩和桥台均为单排桩。墩身和台身混凝土 C30，桩混凝土 C25。（2） 主桥上部结构：由于采用双索面斜拉桥的型式，主梁采用双主梁（型）截面，预应力混凝土结构，混凝土标号 C50。梁高 2.3m，顶板厚度28cm，肋宽 2m，桥面宽度 31m。为了加强桥面横向抗弯刚度，沿纵桥向每隔 4m 设置一道内横梁，横梁腹板厚度 26cm。在梁端和中支点处各设置一道大横梁，梁肋厚度 15

4、0cm 和 100cm。梁上索距 8m。主塔为钻石型的钢筋混凝土结构，混凝土 C50。塔高 75m，两侧塔柱在桥面以上向内 1：4 倾斜，在塔顶合龙；在中塔柱和下塔柱的折点处设置一道下横梁，梁高 3m；桥面以上约 30m 高度设置一道上横梁，梁高 3m，以提高塔的横向刚度。上、中塔柱为空心箱式截面，下塔柱为实心矩形截面。上塔柱为锚索区，受力及构造复杂，所以纵桥向塔柱壁厚 120cm，横桥向 60cm；中塔柱为传力构件，受力比上塔柱简单，所以纵桥向塔柱壁厚 80cm，横桥向 60cm。上、下横梁均采用空心箱型截面，以减少自重。下部结构：主桥主墩基础采用 150cm 钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长 6

5、3m，选择第 25 层为桩尖持力层，共布 38 根工程桩。锚墩为桩柱式，基础采用 150cm 钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长 45m，每半幅桥墩 4 根桩。（3） 桥面系5cm 钢筋混凝土铺装和 8cm 沥青混凝土铺装。引桥人行道 2x1.5m，主桥人行道 2x3m。2主要材料及标准(1) 混凝土：主桥主梁及引桥箱梁均采用 C50 级混凝土；主塔采用C50 级混凝土；其余桥墩立柱和桥台采用 C30 级混凝土；主墩承台采用德州市新河路岔河大桥工程3C25 级混凝土，其它承台采用 C25 级混凝土；钻孔桩均采用水下强度为C25 级的混凝土。混凝土技术标准必须符合 JTJ023-85 和 JTJ041-

6、89 有关规定。(2) I、II 级普通钢筋，技术标准必须符合 GB13013-91 和GB1499-98 的有关规定。(3) 钢板、型钢采用 Q235-A 钢，技术标准必须符合（GB/T700-88）的有关规定，预埋索管采用无缝钢管，技术标准必须符合（GB/T8162-87）的有关规定；选用的焊接材料应符合（GB10045-88）或（GB5117-95）的要求，并与桥梁采用的钢材材质和强度相适应。(4) 预应力钢筋采用 32 高强精轧螺纹粗钢筋，技术标准须符合预应力高强螺纹粗钢筋设计施工暂行规定 （交通部公路规划设计院编） 。(5) 预应力钢绞线采用 j15.20 高强度低松弛钢绞线（标准强

7、度1860MPa） ，技术标准必须符合国标预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-95） 。配套锚具必须采用技术标准符合预应力筋用锚具、夹具和连接器 （GB/T14370-93）规定的 I 类夹片式群锚锚具。(6) 本桥斜拉索采用热挤聚乙烯高强平行钢丝拉索，拉索钢丝采用 7 镀锌高强钢丝（II 类松弛） （标准强度 1670MPa） 。拉索的技术要求须符合 GB/T18365-2001斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术要求 。四下部结构计算1引桥(1) 桥墩水平抗推刚度计算桥墩的水平抗推刚度考虑桩的影响。立柱：计算高度 L=5.5m，立柱为圆截面，直径 D=130cm，一根立柱的 4441.06

8、3.1mDIMPaE410.3德州市新河路岔河大桥工程4考虑到实际结构弹性模量比计算试块弹性模量大 30%（试验研究结果） ，所以 MPaE44109.30.31立柱抗弯刚度 271098.285kNmEII桩：150cm 钻孔桩，桩长 55m，一根桩的 444.6.13DIMPaE41085.2Pa41075.33桩抗弯刚度 2723.6kNmEII土侧系数 m=10000kN/m，桩计算宽度 mb5.41.9.01变形系数 32.0故，半幅桥的桥墩抗推刚度 Kp=28571kN/m。(2) 桥台的水平抗推刚度计算桥台的水平抗推刚度主要考虑桩的影响。故，半幅桥的桥台抗推刚度 Ka=16666

9、7kN/m。(3) 墩台水平温度作用影响（温差 30）由于上部为三跨连续梁（3x30m） ，所以半幅桥墩顶水平温度力为。kNKFtpt 1290.2/30285715温度力小于支座摩阻力 528.6kN，梁和滑动支座不发生相对位移，所以桥墩处可设置固定支座。桥台和锚墩的温度作用力由程序计算。(4) 墩台汽车制动力90m 范围一列汽车总重量=200x4+550=1350kN 。德州市新河路岔河大桥工程5一联桥梁汽车制动力=10%x1350x3x0.8=324kN。一辆重车 550kN，一联桥梁汽车制动力=30% x550x3x0.8=396kN 。所以，每个桥墩（半幅桥）的汽车制动力=396/2

10、=200kN。桥台和锚墩设滑动支座，故汽车制动力为零。(5) 桥台主动土压力台高 H=4m，半幅桥桥台宽度 B=14m，土计算容重 =18kN/m ，台后填土的内摩擦角 =30，=0。主动土压力系数 =0.301,土压力 kNHBE8.604130.45.2122 水平力 kNx.86竖向力 y17台底弯矩 。mkNM4.536.1734.5(6) 墩台地震作用引桥一联箱梁（半幅桥梁）的总质量 Gt=2414.6t。（i）纵桥向地震作用由于两个桥墩都设固定支座，所以纵向地震作用由两个桥墩共同承担。桥墩的自振频率： HzGKftp7.031285/21自振周期 3.fT动力放大系数 82.045

11、.2.9.T综合影响系数 ，水平地震系数3.0ZC.hK故，一个桥墩（半幅桥梁）的纵向地震作用。kNGKEthzihtp12/德州市新河路岔河大桥工程6桥台的水平地震荷载： kNGKCEauhzihau 6.279350.07.1对基底的弯矩： mM.41629地震时的台后主动土压力： BtgKCHEhziAea 31214302.507.130sinco485.022 tgkN6.1对基底弯矩： mkNMea 94.61(7) 桩基础计算桩基础按摩擦桩计算。桩基础强度以地震组合控制。桥台桩强度计算：一根桩：配 24 根 25 钢筋，计算长度 6m，极限抗力： 。mtMtNRR298,31德州

12、市新河路岔河大桥工程7桥墩桩强度计算：一根桩：配 24 根 28 钢筋，计算长度 9.4m，极限抗力： 。mtMtNRR418,53(8) 引桥墩柱强度计算一根立柱：配 24 根 28 钢筋，计算长度 5.5m，极限抗力： 。mtMtNRR312,496五上部结构计算1引桥德州市新河路岔河大桥工程8（1） 计算项目编号 作用名称1 结构自重和二期恒载2 活载3 预应力二次力4 混凝土收缩徐变5 基础不均匀沉降6 桥面板日照温差和降温（2） 作用组合组合号 组合作用1 恒载+汽车+人群2 恒载+ 基础沉降+桥面板日照温差+汽车+ 人群3 恒载+ 基础沉降+桥面板降温+汽车+ 人群（3） 计算施工

13、工况施工阶段 1：混凝土支架施工，张拉预应力。施工阶段 2：拆除支架，桥面系施工。施工阶段 3：竣工后三年。（4） 计算基本参数A 材料：a） C50 混凝土：E=3.5e4MPa ，容重 2.6t/m3，线膨胀系数 1.0e-5。b）预应力钢绞线：标准强度 1860MPa，E=1.95e5MPa，容重 7.85t/m3，控制张拉应力 1395MPa， （k=0.0015，u=0.25 ，松弛系数 3%，锚具回缩 12mm） 。B 基础不均匀沉降：-1cm。C 桥面板日照温差：+5。D 汽车横向分布系数= 。325.103德州市新河路岔河大桥工程9E 混凝土收缩徐变系数：一般大气环境。F 二期

14、恒载：g=15.8t/m。（5） 计算模型a） 主梁采用平面梁单元模型。b）计算程序采用桥梁博士 2.9 版 。c） 按半幅桥梁计算。（6） 计算结果见附录2主桥（1） 计算项目编号 作用名称1 结构自重和二期恒载2 活载3 预应力二次力4 混凝土收缩徐变5 基础不均匀沉降6 桥面板日照温差和降温7 塔、梁和索温差8 拉索作用力（2） 作用组合组合号 组合作用1 恒载+汽车+人群2 恒载+ 基础沉降+桥面板日照温差+汽车+ 人群3 恒载+ 基础沉降+桥面板降温+汽车+ 人群4 恒载+ 基础沉降+塔梁和索温差+汽车+ 人群德州市新河路岔河大桥工程10（3） 计算施工工况施工阶段 1：下塔柱施工。

15、施工阶段 2：上、中塔柱施工。施工阶段 3：主梁支架施工，张拉预应力束。施工阶段 413：张拉斜拉索。施工阶段 14：桥面系施工。施工阶段 15：竣工后三年。（4） 计算基本参数A 材料：a） C50 混凝土：E=3.5e4MPa ，容重 2.6t/m3，线膨胀系数 1.0e-5。b）预应力钢绞线：标准强度 1860MPa，E=1.95e5MPa，容重 7.85t/m3，控制张拉应力 1395MPa， （k=0.0015，u=0.25 ，松弛系数 3%，锚具回缩 12mm） 。c） 斜拉索：标准强度 1670MPa，E=2e5MPa，容重 7.85t/m3。B 基础不均匀沉降：锚墩-1cm，主墩-2cm 。C 桥面板日照温差：+5。D 塔、梁和索温差：10。E 汽车横向分布系数=2.25。F 混凝土收缩徐变系数：一般大气环境。G 二期恒载：g=15.5t/m。（5） 计算模型1）塔和梁采用平面梁单元，索采用桁单元。2）计算程序采用桥梁博士 2.9 版 。3）按全宽断面计算。4）按线弹性理论计算，考虑拉索垂度影响。（6） 拉索空间几何计算