河堤綜合整治工程初步設(shè)計(jì)-橋梁計(jì)算書

河堤綜合整治工程初步設(shè)計(jì)橋梁計(jì)算書目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1 工程概況 12 設(shè)計(jì)規(guī)范 13 設(shè)計(jì)依據(jù) 14 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 15 工程建設(shè)條件 26 主要材料及計(jì)算參數(shù) 26.1混凝土 26.2普通鋼筋 26.3其他材料 27 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 27.1上部結(jié)構(gòu) 37.2上部結(jié)構(gòu)計(jì)算荷載取值 37.3下部結(jié)構(gòu) 38 現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析 38.1計(jì)算模型 38.2荷載組合 48.3驗(yàn)算結(jié)果 79 下部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析 129.1樁長計(jì)算 129.2支座計(jì)算 1410 結(jié)論 14橋梁計(jì)算書第5頁工程概況結(jié)構(gòu)采用1-11.5m鋼筋混凝土簡支空心板結(jié)構(gòu)。橋梁寬4.5m，橋梁典型橫斷面布置為：0.5m（護(hù)欄）+3.5m（人行道）+0.5m（護(hù)欄）=4.5m。（1）上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用1×11.5鋼筋混凝土簡支空心板結(jié)構(gòu)，單幅橋布置，標(biāo)準(zhǔn)梁寬為4.5m，梁高0.7m，箱梁結(jié)構(gòu)懸臂長0.3m，板內(nèi)孔徑0.4m，孔凈距0.3m，梁端寬0.75m。（2）下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）《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）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JDG3363—2019）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2019）設(shè)計(jì)依據(jù)（1）建設(shè)方與我公司簽訂的設(shè)計(jì)合同；（2）建設(shè)方提供的1：500現(xiàn)場地形圖；（3）《開州區(qū)竹溪鎮(zhèn)平溪村段河堤綜合整治工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告（四川省西南大地集團(tuán)有限公司）》2023.07（4）現(xiàn)場踏勘及建設(shè)方提供的物探資料；（5）其他相關(guān)資料。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年；（2）設(shè)計(jì)使用年限：50年；（3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)；（4）橋梁車輛荷載：公路-II級(jí)；（5）環(huán)境類別：Ⅰ類環(huán)境；（6）縱坡：0%；（10）橫坡：雙向2%；（11）場地設(shè)計(jì)抗震分組為第一組，場區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6度，地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g工程建設(shè)條件略，詳見地勘報(bào)告。主要材料及計(jì)算參數(shù)混凝土1、C40混凝土（用于主梁）彈性模量：3.25×104Mpa，剪切模量：1.3×104Mpa軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fcd=18.4Mpa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：ftd=1.65Mpa泊松比：0.2，線膨脹系數(shù):1.0×10-5/°C容重：γ=26.0KN/m32、C30混凝土（用于橋臺(tái)臺(tái)帽）彈性模量：3.0×104Mpa，剪切模量：1.2×104Mpa軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fcd=13.8Mpa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：ftd=1.39Mpa泊松比：0.2，線膨脹系數(shù):1.0×10-5/°C容重：γ=25.0KN/m3普通鋼筋設(shè)計(jì)采用HPB300鋼筋和HRB400兩種鋼筋：HPB300鋼筋其抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=250MPa，彈性模量Es=2.1×105MPa，其質(zhì)量應(yīng)符合GB1499.1－2017；HRB400鋼筋其抗拉、抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fsd=330MPa，彈性模量Es=2.0×105MPa，其質(zhì)量符合GB1499.2－2018的規(guī)定。HRB400鋼筋應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定普通鋼筋所有性能指標(biāo)。除特別說明外直徑≥20mm的鋼筋采用機(jī)械連接，接頭等級(jí)為Ⅰ級(jí)，且連接區(qū)段內(nèi)的接頭率不大于50%，并滿足規(guī)范（JGJ107-2016）要求。其他材料現(xiàn)澆箱梁采用盆式橡膠支座，盆式支座的選用應(yīng)滿足交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋梁板式橡膠支座規(guī)格系列》(JT/T663-2019)的要求。設(shè)計(jì)要點(diǎn)上部結(jié)構(gòu)1．上部結(jié)構(gòu)簡支空心板，鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)。2．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用MidasCivil2020及CDN程序進(jìn)行計(jì)算。3．設(shè)計(jì)參數(shù)1）混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，彈性模量為Ec=3.25×105MPa；2）混凝土：重力密度γ=25.0kN/m3；3）豎向梯度溫度效應(yīng)：考慮鋪裝層對(duì)梯度溫度的影響,按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定取值。上部結(jié)構(gòu)計(jì)算荷載取值1、永久作用：結(jié)構(gòu)自重：預(yù)應(yīng)力鋼筋砼26kN/m3一期自重：實(shí)際結(jié)構(gòu)建立計(jì)算模型，由程序自動(dòng)計(jì)算二期自重：按施工圖設(shè)計(jì)取值混凝土收縮及徐變：按照J(rèn)TG3362-2018取值2、可變作用：汽車荷載：人群荷載取3.5kPa3、偶然作用：地震作用：地震烈度6度，C類構(gòu)造設(shè)防。下部結(jié)構(gòu)1．主要設(shè)計(jì)參數(shù)：1）混凝土：重力密度γ=26kN/m3；現(xiàn)澆空心板結(jié)構(gòu)計(jì)算分析上部結(jié)構(gòu)計(jì)算均采用MidasCivil2020和MidasCDN程序進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算模型（1）模型建立主梁為1-11.5m鋼筋混凝土現(xiàn)澆簡支空心板，midas2020軟件對(duì)全橋建立了全橋模型進(jìn)行計(jì)算。模型成橋階段主梁共計(jì)15個(gè)節(jié)點(diǎn)14個(gè)單元，模型詳見圖：模型視圖（2）梁截面主梁采用空心板，梁高采用0.7m，截面見下圖：空心板斷面鋪裝為8cmC40混凝土，為二期荷載，不參與結(jié)構(gòu)受力。荷載組合自重自重系數(shù)：-1.04整體升降溫1:整體升溫，20.0℃；2:整體降溫，-20.0℃；變收縮收縮齡期：3.0天；理論厚度自動(dòng)計(jì)算：由程序自動(dòng)計(jì)算各構(gòu)件的理論厚度。公式為：h=a×Ac/u；u=L0+a×Li；--周長u的計(jì)算公式中L0為外輪廓周長，Li為內(nèi)輪廓周長，a為要考慮輪廓周長的比例系數(shù)。支座沉降簡支橋不考慮。荷載組合荷載工況序號(hào)工況名稱描述1恒荷載DL2徐變二次CS3收縮二次SS4人群MCRL5升溫T6降溫T17升溫溫梯TPG8降溫溫梯TPG1荷載組合列表： 基本1:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本2:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 基本3:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG); 基本4:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG1); 基本5:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL); 基本6:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG); 基本7:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG1); 基本8:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG); 基本9:基本；1.200(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG1); 基本10:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS); 基本11:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(MCRL); 基本12:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG); 基本13:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.400(TPG1); 基本14:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL); 基本15:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG); 基本16:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(TPG1); 基本17:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG); 基本18:基本；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.050(MCRL)+1.050(TPG1); 頻遇1:頻遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 頻遇2:頻遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG); 頻遇3:頻遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG1); 頻遇4:頻遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+0.800(TPG); 頻遇5:頻遇；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+0.800(TPG1); 準(zhǔn)永久1:準(zhǔn)永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL); 準(zhǔn)永久2:準(zhǔn)永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG); 準(zhǔn)永久3:準(zhǔn)永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.800(TPG1); 準(zhǔn)永久4:準(zhǔn)永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL)+0.800(TPG); 準(zhǔn)永久5:準(zhǔn)永久；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+0.400(MCRL)+0.800(TPG1); 撓度1:撓度；1.000(DL)+1.000(MCRL); 撓度2:撓度；1.000(MCRL); 撓度3:撓度；1.000(DL)+0.500(MCRL); 應(yīng)力1:標(biāo)準(zhǔn)；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL); 應(yīng)力2:標(biāo)準(zhǔn)；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(TPG); 應(yīng)力3:標(biāo)準(zhǔn)；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(TPG1); 應(yīng)力4:標(biāo)準(zhǔn)；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+1.000(TPG); 應(yīng)力5:標(biāo)準(zhǔn)；1.000(DL)+1.000(CS)+1.000(SS)+1.000(MCRL)+1.000(TPG1);驗(yàn)算結(jié)果正截面抗彎持久狀況正截面抗彎驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值，滿足規(guī)范要求；斜截面抗剪持久狀況斜截面抗剪驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條EQγ\s\do4(0)S≤R驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值，滿足規(guī)范要求；按第5.2.11條進(jìn)行抗剪截面驗(yàn)算，滿足規(guī)范要求；抗扭驗(yàn)算持久狀況抗扭驗(yàn)算(扭矩)包絡(luò)圖持久狀況抗扭驗(yàn)算(剪力)包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第5.1.2-1條公式EQγ\s\do4(0)S≤R驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)*作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)最大值≤構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值，滿足規(guī)范要求；按照《橋規(guī)》第5.5.3條進(jìn)行截面驗(yàn)算，滿足規(guī)范要求；裂縫寬度驗(yàn)算使用階段裂縫寬度驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.4條驗(yàn)算：最大裂縫寬度為EQW\s\do4(fk)=0.087mm≤裂縫寬度允許值0.200mm，滿足規(guī)范要求；撓度驗(yàn)算及預(yù)拱度按《橋規(guī)》第6.5.3條規(guī)定，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算的長期撓度值，由汽車荷載（不計(jì)沖擊系數(shù)）和人群荷載頻遇組合在梁式橋主梁產(chǎn)生的最大撓度不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600，在梁式橋主梁懸臂端產(chǎn)生的最大撓度不應(yīng)超過懸臂長度的1/300.結(jié)論：按照《橋規(guī)》第6.5.3條驗(yàn)算：8號(hào)節(jié)點(diǎn)汽車荷載（不計(jì)沖擊系數(shù)）和人群荷載頻遇組合最大撓度設(shè)計(jì)值fd=1.096≤最大撓度允許值fn=18.167，滿足規(guī)范要求；按《橋規(guī)》第6.5.5條規(guī)定，設(shè)置預(yù)拱度值。按《橋規(guī)》第6.5.5條公式，8號(hào)節(jié)點(diǎn)荷載頻遇組合總撓度fa=-6.342≤L/1600=6.813，滿足設(shè)置預(yù)拱度值，預(yù)拱度值C=5.794mm；混凝土邊緣壓應(yīng)力驗(yàn)算按《橋規(guī)》第7.2.4-1條公式，受壓區(qū)混凝土邊緣混凝土的壓應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：σtcc≤0.8fck’混凝土邊緣壓應(yīng)力驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論： 按照《橋規(guī)》第7.2.4-1條公式EQσ\s\do4(t,cc)≤0.8f\s\do4(ck)’驗(yàn)算：EQσ\s\do4(t,cc)=3.767MPa≤EQ0.8f\s\do4(ck)’=17.136MPa，滿足規(guī)范要求；受拉鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算按《橋規(guī)》第7.2.4-2條公式，受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)力應(yīng)符合下式規(guī)定：σtsi≤0.75fsk。結(jié)論：按照《橋規(guī)》第7.2.4-2條公式σtsi≤0.75fsk驗(yàn)算：EQσ\s\do4(t,si)=62.775MPa≤0.75fsk=300.000MPa，滿足規(guī)范要求中性軸主拉應(yīng)力驗(yàn)算按照《橋規(guī)》第7.2.5條，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中性軸處的主拉應(yīng)力（剪應(yīng)力）σttp應(yīng)符合下列規(guī)定：σttp≤ftk’中性軸主拉應(yīng)力驗(yàn)算包絡(luò)圖結(jié)論：按照《橋規(guī)》第7.2.5條公式EQσ\s\do4(t,tp)≤f\s\do4(tk)’驗(yàn)算：EQσ\s\do4(t,tp)=-0.404MPa≤EQf\s\do4(tk)’=2.086MPa，滿足規(guī)范要求。下部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析橋臺(tái)采用樁接蓋梁形式，支座與樁基軸線重合，蓋梁不受彎，故不對(duì)蓋梁進(jìn)行驗(yàn)算。支座驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)組合下，支反力最大結(jié)果如下。0號(hào)橋臺(tái)采用GBZY250×74,1號(hào)橋臺(tái)采用GBZYH250×74滑板支座，最大承載力452kN,，滿足設(shè)計(jì)要求。橋臺(tái)基礎(chǔ)驗(yàn)算（1）取最不利1號(hào)重力式橋臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)算各個(gè)作用力及基底截面參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：基底面積=5.1×4.05=20.655m2慣性矩I28.2328m4到橋臺(tái)前墻基礎(chǔ)邊緣抵抗矩W13.94213m3臺(tái)身混凝土自重及基礎(chǔ)以上土重G21.5×5.1×20=21