高明鎮(zhèn)安置點(diǎn)項(xiàng)目-市政配建道路工程-橋梁工程預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T梁結(jié)構(gòu)計(jì)算報(bào)告書

高明鎮(zhèn)安置點(diǎn)項(xiàng)目-市政配建道路工程--橋梁工程預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T梁結(jié)構(gòu)計(jì)算報(bào)告書高明鎮(zhèn)安置點(diǎn)項(xiàng)目-市政配建道路工程--橋梁工程施工圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算報(bào)告書目錄1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范 11.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 11.2 規(guī)范及規(guī)程 11.3 設(shè)計(jì)荷載 21.4 主要材料及其性能 31.4.1 混凝土 31.4.2 鋼筋 31.4.3 預(yù)應(yīng)力鋼束錨具及波紋管 32 主橋縱向計(jì)算方法及原則 42.1 計(jì)算方法概述 42.2 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 42.2.1 正截面抗裂驗(yàn)算 42.2.2 斜截面抗裂驗(yàn)算 42.3 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 42.3.1 混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算 42.3.2 鋼絞線拉應(yīng)力驗(yàn)算 52.4 短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 52.5 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 52.6 荷載組合 53 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T梁縱向上部結(jié)構(gòu) 63.1. 橋梁有限元分析模型 63.2 正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 73.3 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 83.4 短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算 93.5 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算 103.6支承反力匯總 11第11頁(yè)共sectionpages11頁(yè)高明鎮(zhèn)安置點(diǎn)項(xiàng)目-市政配建道路工程，本項(xiàng)目在配套道路4，中心樁號(hào)AK0+232.0處設(shè)置橋梁一座--高明橋，高明橋上跨高明河，橋梁跨徑為1-16m預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土矮T梁，梁高90cm，橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)荷載荷載等級(jí)：汽車荷載采用城-B級(jí),人群荷載采用4.0kn/m2。（2）橋梁橫斷面布置（3）抗震要求設(shè)防烈度7度(地震動(dòng)峰值加速度為0.1g)。（5）橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。（6）橋梁設(shè)計(jì)使用年限橋梁設(shè)計(jì)使用年限為100年。（7）橋梁設(shè)計(jì)安全等級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γo＝1.1。（8）環(huán)境類別本工程環(huán)境類別為I類。規(guī)范及規(guī)程本次橋梁設(shè)計(jì)遵循的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程如下：（1）《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》2019年版（CJJ11-2011）；（2）《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ166-2011）；（3）《城市橋梁橋面防水工程設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ139-2010）；（4）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）；（5）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）；（6）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）；（7）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3363-2019）；（8）《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）；（9）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）；（10）《公路橋梁伸縮裝置通用技術(shù)條件》（JT/T327-2016）；（11）《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG∕T3360-01-2018）；（12）《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD81-2017）；（13）《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTG/TB07-01-2006）；（14）《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T3310-2019）。（15）《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ2-2008）；(16)國(guó)頒《道路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》(GB50162-92)；(17)國(guó)頒《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》(公路工程部分)；設(shè)計(jì)荷載（1）結(jié)構(gòu)類型按照A類預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）恒載預(yù)應(yīng)力混凝土容重：26kN/m3；橋面鋼筋混凝土鋪裝容重：26kN/m3；橋面瀝青混凝土鋪裝容重：24kN/m3；（3）汽車活載設(shè)計(jì)車道數(shù)：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）表4.3.1-4取；多車道橫向折減系數(shù)：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）表4.3.1-5取用；汽車沖擊力：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）第4.3.2條計(jì)；汽車制動(dòng)力：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）第4.3.5條計(jì)；縱向平面計(jì)算偏載系數(shù)：1.15。（4）混凝土收縮徐變年平均相對(duì)濕度：60%；計(jì)算天數(shù)：3650d。（5）基礎(chǔ)不均勻沉降基礎(chǔ)不均勻沉降按5mm考慮。（6）預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼絞線均采用鍍鋅金屬波紋管成孔，μ＝0.2，K＝0.0015；預(yù)應(yīng)力松馳損失終極值：按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）第6.2.6條計(jì)算；一端錨具變形及鋼束回縮值：（7）溫度線膨脹系數(shù)α：砼結(jié)構(gòu)α＝0.00001；體系溫度變化范圍：最高有效溫度34℃，最低有效溫度-10℃。施工溫度按10~20℃左右考慮，結(jié)構(gòu)以整體升溫20℃，整體降溫20℃進(jìn)行驗(yàn)算。梯度溫度：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）第4.3.12條計(jì)算如下表所示。梯度溫差表項(xiàng)目T1（℃）T2（℃）A（mm）升溫145.5300降溫-7-2.75300主要材料及其性能混凝土全橋混凝土材料性能表砼強(qiáng)度等級(jí)彈性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fck(MPa)軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)值ftk(MPa)軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)fcd(MPa)軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)ftd(MPa)熱膨脹系數(shù)C5034500138000.232.42.6522.41.830.00001鋼筋全橋鋼筋材料性能表鋼筋等級(jí)彈性模量(MPa)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk(MPa)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)fsd(fpd)(MPa)抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd’(MPa)熱膨脹系數(shù)ΦS15.2鋼絞線1.95x1051860186012600.000012HPB300鋼筋2.1x1053002702700.000012HRB400鋼筋2.0x1054003303300.000012預(yù)應(yīng)力鋼束錨具及波紋管本項(xiàng)目所采用的錨具及波紋管主要有以下幾種，其參數(shù)如下表所示。錨具及波紋管型號(hào)表項(xiàng)目15.2mm鋼絞線波紋管內(nèi)徑（mm）圓錨15-12～9-1090主橋縱向計(jì)算方法及原則計(jì)算方法概述總體縱向計(jì)算采用平面桿系結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，根據(jù)橋梁施工流程劃分計(jì)算階段。并按A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對(duì)主梁在施工階段、使用階段進(jìn)行抗裂、應(yīng)力、極限承載能力驗(yàn)算。正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算正截面抗裂驗(yàn)算新《公橋規(guī)》第6.3條規(guī)范：正截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合下列要求：對(duì)于A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用（或荷載）頻遇效應(yīng)組合下σst-σpc≤0.7ftk考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證一定的富余值，故項(xiàng)目要求A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件正截面拉應(yīng)力應(yīng)小于1MPa。但在荷載準(zhǔn)永久效應(yīng)組合下σst-σpc≤0斜截面抗裂驗(yàn)算新《公橋規(guī)》第6.3條規(guī)定：斜截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合下列要求：對(duì)于A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，在作用（或荷載）頻遇效應(yīng)組合下現(xiàn)場(chǎng)澆注構(gòu)件σtp≤0.5ffk持久狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算1）新《公橋規(guī)》第7.1.5條規(guī)定：使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的壓應(yīng)力，應(yīng)符合下列要求：受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力未開裂構(gòu)件σkc+σpt≤0.5fck2）新《公橋規(guī)》第7.1.6條規(guī)定：使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的主壓應(yīng)力，應(yīng)符合下列要求：σcp≤0.6fck鋼絞線拉應(yīng)力驗(yàn)算新《公橋規(guī)》第7.1.5條規(guī)定：對(duì)于未開裂構(gòu)件σpe+σp≤0.65fpk短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算新《公橋規(guī)》第7.2.8條規(guī)范：預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合壓應(yīng)力σcct≤0.70fck’拉應(yīng)力當(dāng)σctt≤0.70ftk’時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.2%的縱向鋼筋；當(dāng)σctt=1.15ftk’時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率不小于0.4%的縱向鋼筋；當(dāng)0.70ftk’≤σctt<1.15ftk’時(shí)，預(yù)拉區(qū)應(yīng)配置其配筋率按以上兩者直線內(nèi)插取用，拉應(yīng)力σctt不應(yīng)超過(guò)1.15ftk’承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算對(duì)該縱向主梁承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算主要包含兩個(gè)內(nèi)容，即正截面抗彎承載能力驗(yàn)算和斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算。并根據(jù)《通規(guī)》4.1.6，分別按照基本組合和偶然組合對(duì)各項(xiàng)內(nèi)力進(jìn)行組合，從而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。荷載組合頻遇效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合；準(zhǔn)永久效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合；標(biāo)準(zhǔn)組合：作用取標(biāo)準(zhǔn)值，汽車荷載考慮沖擊系數(shù)；基本組合：永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合；偶然組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁縱向上部結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)為1-16m預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土矮T梁，橋梁寬12m，采用8片梁，2片邊梁，6片中梁；邊梁寬65+60cm，中梁寬60+60cm，梁肋寬35cm，梁高90cm，懸臂厚18cm，濕接縫寬32.86cm。T梁標(biāo)準(zhǔn)斷面3.1橋梁有限元分析模型結(jié)構(gòu)分析采用橋梁計(jì)算程序橋梁博士V3.6，結(jié)構(gòu)采用平面桿系模擬，節(jié)點(diǎn)數(shù)25，單元數(shù)24。計(jì)算模型及邊界條件如下。橋梁博士計(jì)算模型預(yù)應(yīng)力鋼絞線型號(hào)及張拉控制應(yīng)力 按照新《公橋規(guī)》第6.1.3條規(guī)定，鋼絲、鋼絞線的張拉控制應(yīng)力值σcon≤0.75fpk，故允許值為0.75fpk＝0.75×1860＝1395Mpa。下表所列為鋼絞線的張拉控制應(yīng)力。 鋼絞線張拉控制應(yīng)力表鋼束號(hào)鋼束束數(shù)編束根數(shù)張拉控制應(yīng)力（Mpa）1101139521011395 由上表可見，所有預(yù)應(yīng)力束的張拉控制應(yīng)力均滿足要求鋼束模型幾何形狀3.2正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 3.2.1短期效應(yīng)組合圖3.1所示為短期效應(yīng)組合下縱梁截面上下緣的最小正應(yīng)力，圖3.2所示為短期效應(yīng)組合下縱梁圖3.1中紅、藍(lán)分別代表上緣最小正應(yīng)力及下緣最小正應(yīng)力。圖3.1短期效應(yīng)組合正應(yīng)力圖（Mpa）圖3.2中所示為截面最大主拉應(yīng)力。圖3.2短期效應(yīng)組合主應(yīng)力圖（Mpa）表3.1短期效應(yīng)組合抗裂驗(yàn)算表項(xiàng)目荷載效應(yīng)（Mpa）允許值（Mpa）正應(yīng)力上緣最小0.946-1.85下緣最小-1.55-1.85主應(yīng)力最小-0.357-1.33由表3.1可見，本橋在短期效應(yīng)組合下的抗裂驗(yàn)算滿足要求。3.2.2長(zhǎng)期效應(yīng)組合圖3.3所示為長(zhǎng)期效應(yīng)組合下縱梁截面上下緣的最小正應(yīng)力。圖3.3中紅、藍(lán)分別代表上緣最小應(yīng)力及下緣最小應(yīng)力。圖3.3長(zhǎng)期效應(yīng)組合正應(yīng)力圖（Mpa）表3.2長(zhǎng)期效應(yīng)組合抗裂驗(yàn)算表項(xiàng)目荷載效應(yīng)（Mpa）允許值（Mpa）正應(yīng)力上緣最小1.920下緣最小5.470由表3.2可見，本橋在長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的抗裂驗(yàn)算滿足要求。3.3持久狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算按照新《公橋規(guī)》第7.1條規(guī)定，持久狀況預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算時(shí)其應(yīng)力值取標(biāo)準(zhǔn)組合值。圖3.3所示為紅、藍(lán)分別代表標(biāo)準(zhǔn)組合下上緣最大正應(yīng)力及下緣最大正應(yīng)力。圖3.4中標(biāo)準(zhǔn)組合下縱梁截面的最大主壓應(yīng)力，圖3.5所示為標(biāo)準(zhǔn)組合下縱梁截面的主拉應(yīng)力。圖3.3標(biāo)準(zhǔn)組合正應(yīng)力圖（Mpa）圖3.4中所示為截面最大主壓應(yīng)力。圖3.4標(biāo)準(zhǔn)組合主應(yīng)力圖（Mpa）圖3.5標(biāo)準(zhǔn)組合主拉力圖（Mpa）表3.3持久狀況混凝土應(yīng)力驗(yàn)算表項(xiàng)目荷載效應(yīng)（Mpa）允許值（Mpa）正應(yīng)力上緣最大8.7516.2下緣最大10.616.2主壓應(yīng)力最大10.819.4由表3.3可見，本橋在持久狀況下混凝土的應(yīng)力滿足要求。表3.4持久狀況預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算表鋼束號(hào)最大應(yīng)力（Mpa）允許值（Mpa）是否滿足1-1180-1210是2-1180-1210是由表3.4可見，本橋在持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力滿足要求。3.4短暫狀況構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算按照新《公橋規(guī)》第7.2.8條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：壓應(yīng)力σcct≤0.70fck’，拉應(yīng)力σctt≤0.70ftk’。本橋施工時(shí)混凝土強(qiáng)度已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的90%，故壓應(yīng)力允許值0.70fck’＝0.70×0.90×32.4＝20.41Mpa，拉應(yīng)力允許值0.70ftk’＝0.70×0.90×2.65＝1.67Mpa。表6.4.1所列為施工階段混凝土的最大、最小正應(yīng)力。表3.4施工階段混凝土應(yīng)力表（Mpa）施工階段號(hào)上緣最大上緣最小下緣最大下緣最小14.88-0.8818.8-0.12524.13-0.6117.8-0.22534.22-0.41417.3-0.3144.29-0.27717.0-0.37654.340.61915.3-0.42964.380.59613.8-0.47373.46-0.1119.14-1.09由表3.4可見，施工階段混凝土應(yīng)力滿足要求。3.5承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算3.5.1正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算圖3.6所示為基本組合下全橋最大彎矩及其對(duì)應(yīng)的抗力，圖3.7所示為基本組合下全橋最小彎矩及其對(duì)應(yīng)的抗力。圖3.6中紅、藍(lán)分別代表最大彎矩對(duì)應(yīng)抗力及最大彎矩。圖3.6最大彎矩對(duì)應(yīng)抗力及最大彎矩（kNm）圖3.7中紅、藍(lán)分別代表最小彎矩對(duì)應(yīng)抗