金州濱海大橋復核報告(120+120m獨塔斜拉橋)

1、.1、審查報告提要 受大連市金州區(qū)金渤海岸度假區(qū)管委會的委托，本公司對中鐵大橋勘測設計院有限公司所設計的大連市金州濱海大橋工程施工圖（以下簡稱施工圖）進行了計算復核、圖紙審查。1.1 本次審查的主要工作：1.1.1主橋部分（1）平面桿系結(jié)構(gòu)靜力分析。（2）空間桿系結(jié)構(gòu)靜力分析。（3）主梁應力、剛度驗算（4）索塔應力、剛度驗算及拉索錨固區(qū)應力分析（5）抗震驗算（6）結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗算。（7）其他主要受力構(gòu)件驗算算，包括橋面板、橫隔梁、承臺和樁基礎等。1.1.2引橋部分（1）橋梁整體結(jié)構(gòu)分析。（2）主梁驗算。（3）墩、基礎驗算。（4）其他受力構(gòu)件的驗算。1.2 計算復核的主要結(jié)論通過對施工圖的計算

2、復核及圖紙審查，主要結(jié)論如下：1.2.1 主橋部分1、采用獨塔混凝土斜拉橋、箱形截面塔柱、箱形斷面主梁等總體布置方案是合理的。主梁和索塔剛度，索塔順、橫橋向受力、橋面板和橫隔梁受力、橋梁在地震荷載下的受力、橋梁在成橋狀態(tài)的整體穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。2、主梁在持久狀況的應力驗算中壓應力滿足規(guī)范要求，在短期效應的抗裂驗算下拉應力偏大。3、大部分斜拉索的應力和應力幅均滿足規(guī)范要求，而部分斜拉索的安全系數(shù)略小于2.5。4、索塔錨固區(qū)的在部分區(qū)域出現(xiàn)超出規(guī)范取值的拉應力。5、樁基礎平面布置方式不合理，造成承臺受力較大，浪費工程量。6、根據(jù)設計圖紙樁尖嵌入微風化基巖不小于3倍樁徑要求，樁尖進入微風化的石灰

3、巖僅需4.5m就足夠了，采用17.5m的樁長過長，其嵌巖深度遠超出3倍樁徑的要求，而且從承臺底面以下均為單軸抗壓強度很高的石灰?guī)r和輝綠巖，造成基礎浪費較多，而且施工工期長。7、主梁預應力筋采用聯(lián)接器不太合理，分段澆筑造成工期長，并且聯(lián)接器會削弱梁的截面；采用滿布支架逐段現(xiàn)澆的施工方法不太合理，造成模板用量大，工程造價高。1.2.2 引橋部分1、主梁、墩、基礎、支座等主要受力構(gòu)件均滿足設計要求。2、主梁截面箱室過大，不甚合理。3、主梁縱向預應力鋼筋遠離腹板，布置不合理。4、主梁縱向預應力束與橫隔梁鋼筋沖突。5、擴大基礎設計過于保守。6、樁基嵌入微風化巖層深度取用3倍樁徑偏大，給施工帶來困難。2、

4、橋梁概況2.1 橋址自然情況 橋址位于大連市金州區(qū)大魏家鎮(zhèn)后石村西南（坦克部隊訓練場內(nèi)），地貌單元為構(gòu)造剝蝕低丘地，坡面平緩，沿大橋走向大致為中間高，兩側(cè)低。2.2 主要材料2.2.1 瀝青混凝土2.2.2 水泥混凝土：1）橋面鋪裝：圖紙未交待。2）主塔、箱梁、預應力箱梁：C503）墩柱、橋臺、搭板、承臺、擴大基礎：C304）灌注樁：C302.2.3 鋼筋：1）預應力鋼筋：低松弛預應力鋼絞線j15.24，整根鋼絞線公稱截面為139mm2，標準強度Rby=1860Mpa。 2）鋼筋：R235，HRB3353)32mm預應力高強精軋螺紋粗鋼筋，750MPa，采用YGM型錨具。2.2.4 斜拉索。7

5、MM平行鋼絲索，抗拉強度1670MPa。2.3 技術(shù)標準2.3.1 道路等級：級公路2.3.2 橋梁設計荷載：公路級2.3.3 設計行車速度：60km/h2.3.4 行車道數(shù)：雙向兩車道，兩側(cè)預留非機動車道2.3.5 橋梁橫斷面：1.75m（人行道）+12m（行車道）+1.75m（人行道）=15.5m，斜拉橋考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)造需要。2.3.6 橋梁橫坡度：主橋橫坡雙向2，引橋4.0%2.3.7 地震基本烈度：場地地震基本烈度為度，按度設防。2.3.8 其他指標均按交通部頒布公路工程技術(shù)標準（JTJB01-2003）執(zhí)行2.4 橋梁結(jié)構(gòu)2.4.1上部結(jié)構(gòu)：主橋為獨塔混凝土斜拉橋，采用塔梁墩固結(jié)體系，結(jié)

6、構(gòu)成對稱布置，具體布置為：120+120=240m。橋面寬度18.4m。主梁采用倒梯形斷面的箱梁，梁高2.0m。主塔為混凝土結(jié)構(gòu)，塔高72.30m。扇形索面布置，梁上標準索距8m，塔上標準索距2.0m。引橋全長660米，共分為六聯(lián)等截面預應力混凝土連續(xù)梁。連續(xù)梁橋采用單箱單室結(jié)構(gòu)，箱高均為2米，外側(cè)懸臂擦長3.75米，懸臂端部厚20cm，根部厚50cm，頂、底板厚25cm，腹板厚60cm。2.4.2下部結(jié)構(gòu)：橋墩墩形均為花瓶式板式墩，為了使板墩造型生動活潑，墩身表面進行了刻槽處理。標準中墩厚1.6m，底寬4.5m，頂部漸變到7.0m。邊墩頂部厚2.6m，底部厚1.6m，橫橋向尺寸同中墩。 橋臺

7、采用重力式U型橋臺。 全橋13#、23#、24#墩及25#橋臺采用樁基礎，樁徑1.5m，其余墩臺均采用擴大基礎。3、設計復核依據(jù)3.1大連市金州濱海大橋工程施工圖設計（第一冊，第二冊，第三冊），中鐵大橋勘測設計院有限公司，2005年7月3.2公路工程技術(shù)標準 JTG B01-20033.3公路橋涵設計通用規(guī)范 JTJ D60-20043.4公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 JTJ D62-20043.5公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范 JTJ 024-853.6公路工程抗震設計規(guī)范 JTJ004-893.7公路斜拉橋設計規(guī)范（試行）JTJ 027-963.8 中鐵大橋勘測設計院工程聯(lián)系單，主

8、題為“關(guān)于大連橋涉及索力等基本數(shù)據(jù)”。4、主橋的復核計算4.1 計算復核的基本參數(shù)及計算模型4.1.1 荷載4.1.1.1 結(jié)構(gòu)自重 主梁和索塔混凝土容重按26KN/m3計，根據(jù)業(yè)主提供的數(shù)據(jù)，二期恒載按55KN/m計。4.1.1.2 汽車荷載、人群荷載及非機動車荷載 汽車：根據(jù)施工圖設計說明中的汽車荷載采用超-20，按2004年頒布的公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）及公路工程設計標準(JTG B01-2003)規(guī)定，本計算復核采用的汽車荷載等級為公路I級。 人群：3.5KN/m2 非機動車：按3.5KN/m2計（施工圖中未明確） 本計算復核對主梁、索塔和拉索的內(nèi)力和應力計算，

9、分別按不計非機動車荷載和計算非機動荷載兩種情況進行。4.1.1.3 其他荷載 體系溫差： -19°C，+38.1°C 索梁溫差： ±15°C 塔身日照溫差：±5°C 橋面日照溫差：按公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定取值。 混凝土收縮、徐變：按公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004）規(guī)定計算。 基礎沉降：按瞬時沉降1cm計算。 風荷載：根據(jù)施工圖主橋上部結(jié)構(gòu)設計說明提供的數(shù)據(jù)，基本風速按37m/S計算。4.1.2 荷載組合及容許應力汽車荷載的計算車道數(shù)m車道數(shù)×沖擊系數(shù)×

10、;偏載系數(shù)。當考慮非機動車道荷載時，汽車偏載系數(shù)取1.1；當不考慮非機動車道荷載時，汽車偏載系數(shù)取1.2。根據(jù)空間模型進行模態(tài)分析計算結(jié)構(gòu)的基頻，可得汽車沖擊系數(shù)為1.05。4.1.2.1 持久狀況的應力驗算組合：1.0自重+1.0預應力+1.0砼收縮徐變+1.0基礎變位+1.0汽車+1.0人群（1.0非機動車）1.0溫度（含體系溫差、索梁溫差、橋面日照溫差和索塔日照溫差）上述系數(shù)中當砼收縮徐變和基礎變位有利時取0.0。按照本組合驗算，混凝土壓應力c0.5fck=0.5*32.4=16.2Mpa4.1.2.2 抗裂驗算組合：短期效應組合：1.0自重+1.0預應力+1.0砼收縮徐變+1.0基礎變

11、位+0.7汽車(不計沖擊)+ 1.0人群（1.0非機動車）0.8（橋面日照溫差索塔日照溫差）+1.0（體系溫差索梁溫差）上述系數(shù)中當砼收縮徐變和基礎變位有利時取0.0。在短期效應組合下，“規(guī)范”要求：按A類預應力混凝土構(gòu)件計算，混凝土拉應力： t0.7ftk=0.7*2.65=1.85Mpa本工程長期效應組合抗裂驗算不控制設計，所以本文不再給出長期效應組合下的計算結(jié)果。4.1.2.3 自重預應力汽車人群（非機動車） 不考慮收縮徐變、溫度影響力等的影響，按1.0自重+1.0預應力+1.0汽車+1.0人群（1.0非機動車）進行組合計算。目的為參考老規(guī)范JTJ 021-89的第一種荷載組合。4.1.

12、3 計算模型本橋的結(jié)構(gòu)受力具有平面桿系結(jié)構(gòu)的受力特性，因此，順橋向整體結(jié)構(gòu)的分析采用平面桿系結(jié)構(gòu)進行。模型中的單元包括主梁、索塔、斜拉索、樁基礎等。單元和節(jié)點編號見圖4.1.1。4.2 主梁的計算復核主梁應力計算時有效截面的折減系數(shù)取為0.9。收縮徐變值以6000天的計算結(jié)果作為主梁應力的設計控制時間。分別按不計非機動車荷載和計入非機動車荷載兩種情況進行計算復核。以下給出各種荷載組合下主梁的上、下緣正應力包絡圖，其中負值為拉應力，正值為壓應力。4.2.1不計非機動車道荷載時的主梁應力驗算1、 活載（汽車人群）應力包絡圖如圖4.2.1.1所示。圖4.2.1.1 活載（汽車人群）應力包絡圖（Mpa

13、）2、 持久狀況組合的應力計算結(jié)果如圖4.2.1.2所示。4.2.1.2 持久狀況的應力包絡圖（Mpa）3、 抗裂驗算組合的應力計算結(jié)果如圖4.2.1.3所示。 4.2.1.3 抗裂驗算的應力包絡圖（Mpa）4、 自重預應力汽車人群 組合下的應力計算結(jié)果如圖4.2.1.4所示。 4.2.1.4 自重預應力汽車人群 組合下的應力包絡圖（Mpa）4.2.2計入非機動車道荷載時的主梁應力驗算非機動車道按3.5KN/m2計算。1、 活載（汽車人群非機動車）應力包絡圖如圖4.2.2.1所示。圖4.2.2.1 活載（汽車人群非機動車）應力包絡圖（Mpa）2、 持久狀況組合的應力計算結(jié)果如圖4.2.2.2所

14、示。4.2.2.2 持久狀況的應力包絡圖（Mpa）3、抗裂驗算組合的應力計算結(jié)果如圖4.2.2.3所示。4.2.2.3 抗裂驗算的應力包絡圖（Mpa）4、自重預應力汽車人群 組合的應力計算結(jié)果如圖4.2.2.4所示。4.2.2.4自重預應力汽車人群 組合的應力包絡圖（Mpa）4.2.3 主梁剛度驗算主梁在汽車（不計沖擊）荷載作用下的最大位移為152<L/500=240，滿足規(guī)范要求。4.2.4主梁計算復核結(jié)論通過上述對主梁的各種計算，得到以下結(jié)論：（1）主梁剛度滿足規(guī)范要求。（2）主梁由汽車荷載引起的應力較大，在S13S6號斜拉索之間應力較大。無論是否計算非機動車的荷載，在各種荷載組合下

15、，主梁應力遠遠超過容許應力，不滿足規(guī)范要求。4.3斜拉索的計算復核 根據(jù)公路斜拉橋設計規(guī)范（試行）JTJ 027-96的規(guī)定，參考老規(guī)范公路橋涵設計通用規(guī)范JTJ 021-89的荷載組合進行驗算。 組合一：1.0自重+1.0預應力+1.0汽車+1.0人群（1.0非機動車）組合二：1.0自重+1.0預應力+1.0砼收縮徐變+1.0基礎變位+1.0汽車+1.0人群（1.0非機動車）1.0溫度（含體系溫差、索梁溫差、橋面日照溫差和索塔日照溫差）根據(jù)整體分析模型的計算結(jié)果求得斜拉索的設計內(nèi)力，據(jù)此進行斜拉索的應力驗算，見下表4.3.14.3.2。4.3.1不計非機動車道荷載時 表4.3.1 不計非機動

16、車道荷載時的拉索應力 （單位：MPa）索號組合一最大應力組合二最大應力應力幅S13638.5668667.0835131.7 200S12650.7668671.583587.1 200S11610.1668623.983562.6 200S10644.3668652.183564.0 200S09632.8668640.083575.0 200S08669.1668680.383586.4 200S07663.8668678.8835102.0 200S06647.4668668.8835114.9 200S05668.8668693.1835119.3 200S04628.5668652.

17、0835115.2 200S03667.1668686.8835101.4 200S02626.8668640.283576.9 200S01574.3668596.283554.4 2004.3.2 計入非機動車道荷載時 表4.3.2 不計非機動車道荷載時的拉索應力 （單位：MPa）索號組合一最大應力組合二最大應力應力幅S13652.8668681.3835157.1 200S12662.1668682.8835103.5 200S11621.2668635.083575.2 200S10656.5668664.383576.6 200S09646.5668653.783588.8 200S

18、08684.4668695.6835101.7 200S07681.2668696.3835120.3 200S06666.5668687.9835135.8 200S05688.3668712.6835141.1 200S04647.0668670.5835135.9 200S03683.1668702.8835119.0 200S02638.4668651.983589.0 200S01581.8668603.783562.7 200 由上表看到，在組合二下，所有拉索的應力滿足規(guī)范要求，應力幅也滿足規(guī)范要求。但在組合一下，部分拉索的安全系數(shù)偏低。4.4索塔的計算復核4.4.1索塔順橋向應力

19、驗算為了減少篇幅，本文只給出索塔在6000天徐變后的各種組合下應力包絡圖，分別按不計非機動車道和計入非機動車道兩種情況進行驗算。結(jié)果如圖4.3.1.14.3.1.4。4.4.1.1 不計非機動車荷載時 圖4.3.1.1短期效應的抗裂驗算 圖4.3.1.2持久狀況應力驗算 應力包絡圖(MPa) 應力包絡圖(MPa)4.4.1.2 計入非機動車荷載時圖4.3.1.3短期效應的抗裂驗算 圖4.3.1.4持久狀況的應力驗算應力包絡圖(MPa) 應力包絡圖(MPa) 4.4.2索塔橫橋向應力驗算4.4.2.1計算荷載 結(jié)構(gòu)自重：主梁和索塔混凝土容重按26KN/m3計，根據(jù)業(yè)主提供的數(shù)據(jù)，二期恒載按55K

20、N/m計。 汽車：根據(jù)施工圖設計說明中的汽車荷載采用超-20，按2004年頒布的公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）及公路工程設計標準(JTG B01-2003)規(guī)定，本計算復核采用的汽車荷載等級為公路I級。 人群：3.5KN/m2非機動車：按3.5KN/m2計（施工圖中未明確）風荷載：取設計基本風速為37.0 m/s4.4.2.2荷載組合及容許應力一、持久狀況的應力驗算組合：1.0自重+1.0預應力+1.0汽車+1.0人群1.0非機動車+1.0風荷載按照本組合驗算，混凝土壓應力c0.5fck=0.5*32.4=16.2Mpa二、短期效應的抗裂驗算組合：1.0自重+1.0預應力+0

21、.7汽車(不計沖擊)+ 1.0人群1.0非機動車0.75風荷載在短期效應組合下，“規(guī)范”要求：按A類預應力混凝土構(gòu)件計算，混凝土拉應力：t0.7ftk=0.7*2.65=1.85Mpa本工程長期效應組合抗裂驗算不控制設計，所以本文不再給出長期效應組合下的計算結(jié)果。4.4.2.3計算模型計算模型采用空間桿系結(jié)構(gòu)，在成橋狀態(tài)下對索塔進行了橫向分析。模型圖同動力分析時的計算模型。4.4.2.4計算結(jié)果一、索塔應力驗算索塔根部截面的持久狀況應力驗算結(jié)果和短期效應組合下應力結(jié)果分別見表4.4.2.1、表4.4.2.2。從表中數(shù)據(jù)可以看出，截面應力滿足規(guī)范要求。 表4.4.2.1 索塔持久狀況應力驗算表

22、（單位：Mpa）截面位置恒載應力（1）活載應力（2）風荷載應力（3）(1)+(2) +(3)50號砼容許壓應力索塔外側(cè)6.50-2.07/2.69-7.14-2.71/2.0516.2索塔內(nèi)側(cè)6.09-2.07/2.697.5911.61/16.3716.2 表4.4.2.2：索塔短期效應組合應力驗算表 （單位：Mpa）截面位置恒載應力（1）活載（0.7汽人群）應力（2）0.75風荷載應力（3）(1)+(2) +(3)50號砼容許拉 應力索塔內(nèi)側(cè)6.50-1.64/2.14-5.36-0.50/3.281.85索塔外側(cè)6.09-1.64/2.145.6910.14/13.921.85二、索塔橫

23、梁應力驗算索塔橫梁截面的持久狀況應力驗算結(jié)果和短期效應組合下應力結(jié)果分別見表4.4.2.3、表4.4.2.4。從表中數(shù)據(jù)可以看出，截面應力滿足規(guī)范要求。 表4.4.2.3 索塔持久狀況組合應力驗算表 （單位：Mpa）截面位置恒載應力活載應力風荷載應力預應力組合容許壓應力上橫梁端部上緣-0.110-1.70/1.700.07-1.74/1.6616.2上橫梁端部下緣0.070-1.66/1.661.790.20/3.5216.2上橫梁跨中上緣1.94001.673.6116.2上橫梁跨中下緣-1.93001.31-0.6216.2下橫梁端部上緣-0.04-0.08-3.17/3.171.40-1

24、.89/4.4516.2下橫梁端部下緣0.040.08-3.42/3.423.530.23/7.0716.2下橫梁跨中上緣1.621.5301.454.6016.2下橫梁跨中下緣-1.74-1.6103.660.3116.2 表4.4.2.4：索塔短期效應組合應力驗算表 （單位：Mpa）截面位置恒載應力活載應力風荷載應力預應力組合容許拉應力上橫梁端部上緣-0.110-1.28/1.280.07-1.32/1.241.85上橫梁端部下緣0.070-1.25/1.251.790.61/3.111.85上橫梁跨中上緣1.94001.673.611.85上橫梁跨中下緣-1.93001.31-0.621

25、.85下橫梁端部上緣-0.04-0.08-2.38/2.381.40-1.09/3.671.85下橫梁端部下緣0.040.08-2.57/2.573.531.07/6.211.85下橫梁跨中上緣1.621.5301.454.601.85下橫梁跨中下緣-1.74-1.6103.660.311.854.4.3索塔錨固區(qū)應力驗算4.4.3.1 計算節(jié)段的選取索塔錨固區(qū)取為拉索錨固點上下各72cm，共1.44m，節(jié)段內(nèi)配有14根32精扎螺紋鋼筋。根據(jù)各索力大小及其傾角，邊索所在的索區(qū)受力最為不利，故只對該節(jié)段進行受力分析。根據(jù)塔柱水平受力的特點，用平面應力模型計算錨索區(qū)的應力分析。 4.4.3.2有限

26、元計算由于索塔截面對稱，所以可以采用一半模型進行計算。采用6節(jié)點三角形平面應力單元對模型進行剖分。單元剖分如圖4.4.3.1所示。 圖4.4.3.1 拉索錨固區(qū)平面應力分析模型有限元剖分圖由于是直束加固，考慮損失后的有效力可按集中力加在模型上。最大索力的水平分力為：H4850*cos26.4849°4341KN計算分兩種工況：工況一： 只有預應力，沒有索力；工況二：預應力索力兩種工況主拉應力、主壓應力如圖4.4.3.2圖4.4.3.5。 圖4.4.3.2 工況一主拉應力云圖（單位:pa） 圖4.4.3.3工況一主壓應力云圖（單位:pa） 圖4.4.3.4 工況二主拉應力云圖（單位:p

27、a） 圖4.4.3.5 工況二主壓應力云圖（單位:pa）第二工況下，對稱面附近的Y方向正應力云圖如圖4.4.3.6和圖4.4.3.7所示。圖4.4.3.6 左側(cè)Y方向正應力云圖（單位:pa） 圖4.4.3.7 右側(cè)Y方向正應力云圖（單位:pa）4.4.3.3 結(jié)論以上各圖均不計應力集中點的應力。由圖4.4.3.6和圖4.4.3.7可知壓應力儲備平均0.8Mpa，圖4.4.3.5中有部分區(qū)域主拉應力在2.5Mpa以上。所以，塔柱壓應力略顯不足，局部拉應力過大。4.4.4 索塔剛度驗算 汽車荷載（不計沖擊）作用下塔頂?shù)淖畲笪灰茷?5mm<H/250=282mm（承臺以上部分索塔按懸臂結(jié)構(gòu)考慮

28、），滿足規(guī)范要求。4.5地震響應分析4.5.1計算模型本橋的動力分析模型采用“魚脊式”空間桿系結(jié)構(gòu)，計算模型見圖4.5.1。圖4.5.1 成橋階段動力分析模型圖4.5.2模態(tài)分析圖4.5.2給出了成橋階段的前12階模態(tài)及相應的固有頻率。 f1=0.4550 f2=0.6470 f3=0.8936 f4=0.9112 f5=1.1161 f6=1.2341 f7=1.3521 f8=1.5638 f9=1.6363 f10=2.0474 f11=2.1928 f12=2.19431圖4.5.2 成橋階段前12階模態(tài)及固有頻率4.5.3 響應譜分析地震響應譜按公路工程抗震設計規(guī)范（JTJ 004-

29、89）的規(guī)定輸入。場地土按類場地土考慮，結(jié)構(gòu)綜合影響系數(shù)Cz=0.30，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)按最高等級取Ci=1.3。模型在各方向的位移分析結(jié)構(gòu)見圖4.5.3。從圖中可以看出，成橋階段索塔最大水平位移為=58mm<=205mm；主梁最大豎向位移為=30mm<=240mm其中為正常使用時的容許變位，因此，8度地震輸入時，本橋具有足夠的剛度。順橋向地震輸入 橫橋向地震輸入 豎向地震輸入塔最大水平位移：27mm 塔最大水平位移：58mm 主梁豎向位移30mm圖4.5.3 模型各方向地震譜輸入時的位移響應譜4.5.4索塔地震影響力分析地震對索塔的影響主要為橫橋向地震譜輸入時塔柱的受力較大，此時索

30、塔根部截面的應力驗算結(jié)果見表4.5.4。從表中數(shù)據(jù)可以看出，截面應力滿足規(guī)范要求。因此，本橋索塔在8度地震輸入時具有足夠的安全度。 地震荷載不控制其他構(gòu)件的設計。 表4.5.4 地震荷載作用下的塔根應力驗算表 （單位：MPa）結(jié)構(gòu)狀態(tài)恒載應力（1）地震荷載應力（2）(1)+(2)成橋狀態(tài)7.76±7.050.7114.814.6 橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定計算4.6.1計算模型計算模型采用空間桿系結(jié)構(gòu)，本文計算了成橋狀態(tài)線彈性穩(wěn)定安全系數(shù)。模型中人群和非機動車道荷載按照滿布加載，汽車荷載按照公路級加載，并考慮了風荷載的作用。模型圖同動力分析時的計算模型，見圖4.6.1。4.6.2計算結(jié)果主橋

31、線彈性穩(wěn)定承載力安全系數(shù)為23.944，大于規(guī)范規(guī)定的4，滿足要求。其失穩(wěn)模態(tài)見圖4.6.2。圖4.6.1成橋狀態(tài)的失穩(wěn)模態(tài)4.7 橫隔梁的計算復核4.7.1橫隔梁尺寸及計算模型橫梁立面圖計算模型見圖4.7.1，斷面尺寸見圖4.7.2。圖4.7.1橫隔梁立面圖圖4.7.2 跨中截面4.7.2橫隔梁的應力驗算橫隔梁的應力驗算分兩種工況：工況一為預應力張拉錨固時，此時梁上無二期恒載，預應力筋無二期損失；工況二驗算正常使用狀態(tài)的應力。計算結(jié)果見表4.7.1： 表4.7.1橫隔梁驗算結(jié)果 （單位：Mpa）跨中截面工況一工況二應力驗算抗裂驗算應力驗算抗裂驗算上緣1.291.292.762.45下緣2.9

32、42.941.411.74從表中可以看出：截面無拉應力出現(xiàn)，最大壓應力為，小于C50砼的容許壓應力4.7.3 橫隔梁的極限承載力驗算橫隔梁跨中截面承載能力極限狀態(tài)的最大計算彎矩，跨中截面極限承載力為。因為，所以滿足規(guī)范要求。4.7.4 橫隔梁的計算復核結(jié)論1、 橫隔梁的應力滿足規(guī)范要求2、 橫隔梁的極限承載力滿足規(guī)范要求4.8橋面板的計算復核4.8.1 計算模型橋面板的構(gòu)造尺寸及計算模型見圖4.8.1。圖4.8.1橋面板構(gòu)造尺寸及計算模型4.8.2 橋面板的計算結(jié)果橋面板的計算彎矩及極限承載力見表4.8.1。根據(jù)表中結(jié)果可知：橋面板在支點及跨中出計算彎矩均小于極限承載彎矩，因此，按受彎構(gòu)件計算

33、時，橋面板的配筋滿足規(guī)范要求。 表4.8.1 橋面板驗算結(jié)果 單位：KN.m截面位置支點跨中計算彎矩117.9684.3極限承載彎矩-217.05100.354.9 承臺計算復核4.9.1承臺驗算圖示1、作用荷載由整體模型結(jié)果得橋墩作用于承臺作用力：恒載下： =113283.8KN =1670.9 KNm活載（汽車）下： =2320.7KN =27507.0 KNm活載（人群）下： =2635.4KN =30716.3 KNm組合得：（1.2+1.4） =142879.0KN =83517.7 KNm2、求承臺底面單樁豎向力設計值：根據(jù)公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-

34、2004）（以下簡稱規(guī)范）公式（8.5.1）,順橋向1、2、3排樁單樁豎向立設計值為：=21836.91 KNm =17859.88 KNm =13882.84 KNm3、按“撐竿系桿體系”計算撐竿的抗壓承載力和系桿的抗拉承載力1） 根據(jù)規(guī)范公式（8.5.3-1） 1.0×25072.3125072.31 KN =143177.2 KN滿足，即撐竿抗壓承載力滿足要求。2） 根據(jù)規(guī)范公式（8.5.3-6）12319.51 KN280×63×（2×804.2+490.9）/100037032.87 KN滿足，即系桿抗拉承載力滿足要求。4、承載的斜截面抗剪承載

35、力驗算： 根據(jù)規(guī)范公式（8.5.4） 65510.73 KN 65568.06 KN滿足公式（8.5.4），即斜截面抗剪承載力滿足要求。5、承臺的沖切承載力驗算：1） 橋墩向下沖切承臺承載力驗算：bx=2.2m by= 4.5m ax=1.8m ay= 0.2=0.735m =ax/=0.49 =ay/=0.2=1.2/(+0.2)=1.74 =1.2/(+0.2)=3.0 =1.39Mpa =3.675m故： =142879.0 KN =129384.1 KN 不滿足公式（8.5.5-1），即橋墩向下沖切承載力不滿足要求。2） 角樁向上沖切承載力驗算： bx=2.1m by=2.1m ax=

36、1.8m ay= 0.2=0.735m =ax/=0.49 =ay/=0.2=0.8/(+0.2)=1.16 =0.8/(+0.2)=2.0故： =21836.91 KN =10610.0 KN 不滿足公式（8.5.5-4），即角樁向上沖切承載力不滿足要求。3）邊樁向上沖切承載力驗算： 同理： =21836.91 KN =29588.56 KN滿足公式（8.5.5-7），即邊樁向上沖切承載力滿足要求。6、承臺局部承壓承載力驗算1） 截面尺寸驗算：=1.767 915.904 =3 =1.0 =13.8Mpa=21836.91 KN =95107.79 KN滿足公式（5.7.1-1），即局部承壓

37、屆滿尺寸滿足要求；2） 局部承壓承載力驗算：根據(jù)公式（5.7.2-1），不考慮配置間接鋼筋的局部承載力： =21836.91 KN=65843.86KN滿足公式（5.7.2-1），即承臺局部承壓承載力滿足要求。4.10 樁的計算復核4.10.1 單樁軸向受壓容許承載力的驗算 83049KN>11182KN?？梢?，單樁軸向受壓容許承載力富余量較大。4.10.2 樁身強度計算復核 最大彎矩及其對應的軸力為：,而，滿足規(guī)范要求。最小軸力及其對應的彎矩為：，而，滿足規(guī)范要求。5 引橋的計算復核5.1 計算復核的基本參數(shù)及計算模型 5.1.1 荷載5.1.1.1 永久荷載（1） 自重：箱梁砼重力密

38、度：26kN/m3。（2） 預應力（3） 砼收縮及徐變（4） 各墩可能產(chǎn)生的最不利的基礎沉降組合，沉降數(shù)值按瞬時沉降5mm計。5.1.1.2 可變荷載（1） 汽車：公路級車道數(shù)： 雙向2車道車道折減系數(shù)：按通用規(guī)范表4.3.1-4采用：2車道采用1.0汽車沖擊系數(shù)：根據(jù)跨度組合確定，取1.25汽車偏載系數(shù)：1.10計算車道數(shù)：n=車道數(shù)×車道折減系數(shù)×(1+沖擊系數(shù))×汽車偏載系數(shù)（2） 溫度：季節(jié)溫差：溫度范圍為-19.0+38.1，計算溫度+15+20，所以季節(jié)溫差的計算值為-40和+20。橋面日照：按公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定取值。

39、5.1.2 荷載組合5.1.2.1預應力混凝土梁（1）承載能力極限狀態(tài)組合：1.2（自重+預應力次內(nèi)力）+1.0砼收縮徐變+0.5基礎變位+1.4（汽車+0.8溫度）上述系數(shù)中當自重為有利時取1.0，預應力次內(nèi)力為有利時“規(guī)范”規(guī)定1.0，本文參照“規(guī)范”該條的條文說明，偏于安全地取0.5；混凝土收縮徐變和基礎變位有利時取0.0。按照本組合驗算主梁正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力。計算結(jié)果中分別給出了極限承載力包絡圖Mu、Vu和按上述組合計算的設計內(nèi)力包絡圖Md、Vd。只要滿足MuMd，VuVd即滿足規(guī)范要求。（2）應力驗算組合：1.0自重+1.0預應力+1.0砼收縮徐變+1.0基礎變位+1

40、.0汽車+1.0溫度上述系數(shù)中當砼收縮徐變和基礎變位有利時取0.0。按照本組合驗算主梁混凝土壓應力c、主壓應力cp及主拉應力tp。并要求滿足下列條件：c0.5fck=0.5*32.4=16.2Mpacp0.6fck=0.6*32.4=19.4Mp對主拉應力的具體數(shù)值沒有限制，但如果tp0.5ftk=0.5*2.65=1.32Mpa，箍筋可僅按構(gòu)造要求設置，否則箍筋間距應滿足下式要求： sv=fskAsv/(tpb)應力驗算中“規(guī)范”未對混凝土拉應力作出限制，本文按拉應力2.0Mpa控制。（3）抗裂驗算組合：短期效應組合：1.0自重+1.0預應力+1.0砼收縮徐變+1.0基礎變位+0.7汽車(不

41、計沖擊) +1.0（人群）+0.8溫度梯度長期效應組合：1.0自重+1.0預應力+1.0砼收縮徐變+1.0基礎變位+0.4汽車(不計沖擊) +0.4（人群）)+0.8溫度梯度上述系數(shù)中當砼收縮徐變和基礎變位有利時取0.0。在短期效應組合下，“規(guī)范”要求：混凝土拉應力： t0.7ftk=0.7*2.65=1.85Mpa混凝土主拉應力： tp0.5ftk=0.5*2.65=1.32Mpa在長期效應組合下，“規(guī)范”要求主梁混凝土不得出現(xiàn)拉應力。本工程的預應力混凝土梁長期效應組合抗裂驗算均不控制設計，所以本文不再給出長期效應組合下的計算結(jié)果。5.2 箱梁縱向受力分析 以下的計算模型中，1，2為節(jié)點編號

42、，為單元編號。圖表中的單位均為：彎矩（KN.m），剪力和軸力（KN）。 在計算箱梁縱向受力鋼筋面積時，直徑小于或等于12mm的鋼筋均不計入。5.2.1 3X30m連續(xù)梁的計算結(jié)果本聯(lián)為雙向兩車道?？紤]車道折減、偏載效應、汽車沖擊效應，本聯(lián)的計算車道數(shù)為：N=2×1×1.10×1.252.75由計算結(jié)果看到，所有截面的極限承載力、剛度驗算、應力及抗裂均滿足規(guī)范要求。（1） 計算模型（2） 計算結(jié)果 截面上緣裂縫寬度截面下緣裂縫寬度撓度計算結(jié)果：橋跨編號活載下?lián)隙茸畲笾担╩m）L/600（mm）結(jié)論14.4850合格23.4250合格34.4850合格5.2.2 4X

43、30m連續(xù)梁的計算結(jié)果本聯(lián)為雙向兩車道?？紤]車道折減、偏載效應、汽車沖擊效應，本聯(lián)的計算車道數(shù)為：N=2×1×1.10×1.252.75由計算結(jié)果看到，所有截面的極限承載力、剛度驗算、應力及抗裂均滿足規(guī)范要求。（1） 計算模型（2） 計算結(jié)果 截面上緣裂縫寬度撓度計算結(jié)果橋跨編號活載下?lián)隙茸畲笾担╩m）L/600（mm）結(jié)論14.4350合格23.5750合格33.5750合格44.4350合格5.3 橫隔梁驗算5.3.1 預應力端橫隔梁驗算（1） 橫隔梁計算模型如下圖所示端橫隔梁計算模型圖（2）驗算截面尺寸截面滿足要求。（3）計算結(jié)果 由計算結(jié)果可知，預應力端橫

44、梁的承載能力、應力及抗裂驗算均滿足規(guī)范要求。5.3.2 預應力端橫隔梁驗算（1） 橫隔梁計算模型如下圖所示中橫隔梁計算模型圖（2）驗算截面尺寸截面滿足要求。（3）計算結(jié)果 由計算結(jié)果可以看出，承載能力極限狀態(tài)驗算滿足規(guī)范要求，應力及抗裂驗算計算結(jié)果滿足規(guī)范要求。5.4 橋面板驗算取1.2m長的一段標準箱梁進行框架分析，其中橋面板的單元號為120號。承載能力極限狀態(tài)包絡圖中給出了按承載能力極限狀態(tài)組合的彎矩設計值和極限彎矩值。從圖中可以看出，所有截面的極限承載力均滿足規(guī)范要求。對于使用階段下橋面板混凝土的應力計算結(jié)果，但滿足規(guī)范要求?？沽羊炈阒薪o出了短期效應組合下橋面板截面上下緣混凝土拉應力的驗

45、算結(jié)果，從圖中可以看出，短期效應組合下，截面上下緣混凝土拉應力滿足“規(guī)范”要求。（1）計算模型（2）極限承載力驗算（3）正常使用階段的應力驗算 （5）抗裂驗算5.5 支座驗算 匝道名稱支座編號規(guī)格單支座支反力（KN）單支座承載力（KN）最大變形（mm）容許變形（mm）結(jié)論3x300GPZ()3500DX3286.6 350035.77100合格1GPZ()7000GD6592.4 70000.000.00合格2GPZ()7000SX6508.4 700033.26100合格3GPZ()3500DX3263.6 350071.30100合格4x300GPZ()3500DX1256.83 3500

46、68.72100合格1GPZ()7000SX1215.35 700034.42100合格2GPZ()7000GD5396.35 70000.000.00合格3GPZ()7000SX5347.25 700035.07100合格4GPZ()3500DX5313.80 350070.91100合格所有支座轉(zhuǎn)角均遠小于0.02rad。（注：固定支座地震力下的最大水平力為1398.6KN<0.1X14000=1400KN。）5.6 下部結(jié)構(gòu)驗算5.6.1 荷載組合根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范，墩樁順橋向、橫橋向計算時的荷載組合如下：承載能力極限狀態(tài)：基本組合，偶然組合。正常使用極限狀態(tài)：短期效應組合并

47、考慮長期效應組合的影響。5.6.2 墩、擴大基礎及樁復核計算5.6.2.1結(jié)構(gòu)概況南北引橋除23#、24#墩及25#橋臺采用樁基礎外，其余墩臺均采用擴大基礎。橋墩為花瓶式板式墩，橋臺采用重力式U型臺。5.6.2.2 墩順橋向內(nèi)力計算（1）中間墩樁（非制動墩）（摩阻力控制）經(jīng)計算比較，11#橋墩為該類順橋向受力最不利橋墩，其計算軸力為14851.1KN，計算彎矩為17197.6KN·m。計算配筋量為78.8cm2<156 cm2，計算裂縫寬度0.102mm，滿足規(guī)范要求。（2）中間墩樁（制動墩）（地震力控制）計算可知，制動力不控制設計，地震力控制制動墩的設計，地震力作用下受力最不

48、利的為19#橋墩，Q=1398.6KN，計算軸力為10216KN，計算彎矩為14490.1KN，計算配筋量為128.8cm2<156 cm2,滿足要求。（3）公共墩樁（使用階段滿布活載控制）計算可知，施工過程中該類橋墩受力最不利的為8#墩，計算軸力為6094.4KN，計算彎矩為10359.8KN，計算配筋量為117.3cm2<156 cm2, 計算裂縫寬度0.182mm，滿足要求。計算可知，使用過程中該類橋墩受力最不利的仍為8#墩，計算軸力為14000.8KN，計算彎矩為15403.8KN，計算配筋量為41.1cm2<156 cm2, 計算裂縫寬度0.082mm，滿足要求。5

49、.6.2.3 墩橫橋向內(nèi)力計算（地震力控制） 通過數(shù)據(jù)對比分析可得恒載+地震荷載控制橋墩橫向受力。選取12#橋墩進行橫橋向計算。其計算軸力Nj=11462.6KN，計算彎矩為8223.12KN·m，遠遠小于截面的承載能力，橋墩橫橋向設計滿足要求。5.6.2.4 擴大基礎計算 因引橋部分擴大基礎尺寸構(gòu)造一致，所以選取9#橋墩處擴大基礎進行驗算，基礎尺寸為8.9m×6m，A=53.4m2，I=160.2m4，基礎為剛性擴大基礎，計算軸力Nj=18303.4KN，計算彎矩為6019.2KN·m，計算結(jié)果如下： max=N/A+M/W=455.62Kpa，min=N/A-M/W=229.90Kpa，滿足規(guī)范要求。 恒載無偏心，荷載組合后e0=0.329W/A=3，滿足規(guī)范要求。 抗傾覆穩(wěn)定性K0=y/e0=3/0.329=9.12>1.5，滿足規(guī)范要求?？够品€(wěn)定性Kc=0.4×18303/391=18.7241.3，滿足規(guī)范要求。地震力作