承德榆树林大桥下部结构检算计算书.docx

榆树林大桥下部结构检算计算书一、基本资料见设计图纸二、参考规范及书籍1、桥梁工程（上册）范立础 人民交通出版社2、公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）4、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 02485）三、计算书由于该桥为两联对称结构，所以取一联进行上部结构计算。一）、荷载横向分布系数计算（一）跨中及1/4处按铰接板法 利用等代刚度法将连续梁等代为简支梁，计算其荷载横向分布系数。经计算，其边跨、次边跨、中跨的刚度提高系数分别为1.49、2.08、2.05。三跨的刚度系数计算得 根据查铰接板荷载横向分布影响线竖标表，绘制荷载横向分布影响线，计算各跨各板的荷载横向分布系数（粗体）和横向影响系数，列表如下：（根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） 4.3.1进行布载）1、边跨 表1板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载10.0980.1640.2100.25820.1030.1580.2120.25430.1140.1420.2250.24840.1210.1240.2300.24350.1240.1030.2320.22660.1210.0880.2300.21070.1140.0780.2250.19480.1030.0700.2120.17690.0980.0680.2100.1722、次边跨 表2板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载10.0950.1780.2040.26920.1010.1720.2160.26830.1140.1540.2290.26340.1290.1280.2360.25050.1330.1000.2440.23660.1290.0820.2360.21270.1140.0700.2290.19080.1010.0630.2160.17090.0950.0580.2040.1583、中跨表3板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载10.0930.1760.2020.26220.1000.1710.2120.26430.1120.1520.2290.25640.1300.1280.2380.25350.1360.1010.2410.23660.1300.0850.2380.21870.1120.0700.2290.18680.1000.0620.2120.16690.0930.0580.2020.158（二）支座处按杠杆原理法计算，计算各跨各板的荷载横向分布系数（粗体）和横向影响系数，列表如下：（根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） 4.3.1进行布载） 表4板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载100.37500.375200.1250.2250.125300.4750.2750.47540.450.0250.3250.32550.1000.3500.17560.4500.3250.4257000.2750.0758000.225090000（三）各板荷载横向分布系数汇总取三跨中最大的荷载横向分布系数来统一计算各跨荷载，列表如下：表5板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载跨中支座跨中支座跨中支座跨中支座10.09800.1780.3750.21000.2690.37520.10300.1720.1250.2160.2250.2680.12530.11400.1540.4750.2290.2750.2630.47540.1300.450.1280.0250.2380.3250.2530.32550.1360.10.10300.2440.3500.2360.17560.1300.450.08800.2380.3250.2180.42570.11400.07800.2290.2750.1940.07580.10300.07000.2160.2250.176090.09800.06800.21000.1720（四）防撞护栏横向分布系数防撞护栏自重作为均布荷载作用于边梁，其集度为。其横向分布系数列于下表（跨中用铰接板法，支座用杠杆原理法）表6板号跨中支座1、90.3251.52、80.230-0.53、70.19804、60.180050.1760二）、上部结构恒载计算（一）、端跨1、一期恒载根据设计图纸工程数量表得：桥面板自重（）：1号、9号 2号8号 2、二期恒载根据设计图纸工程数量表得：表7铰缝（8条）（）10mm防水混凝土铺装（）一端封头（9个）（）接缝（半个）（）伸缩缝（半个）（）沥青混凝土铺装（）防撞护栏（一侧）（）（二）、中跨1、一期恒载根据设计图纸工程数量表得：桥面板自重（）：1号、9号 2号8号 2、二期恒载根据设计图纸工程数量表得：表8铰缝（8条）（）10mm防水混凝土铺装（）一端封头（9个）（）接缝（半个）（）伸缩缝（半个）（）沥青混凝土铺装（）防撞护栏（一侧）（）（三）简支体系上支座恒载反力（空心板+铰缝 ，每片梁一端视为一个支座） 表9板号端跨中跨1号、9号28号（四）连续体系上二期恒载引起支座反力1、防水混凝土+沥青铺装+封头+接缝按均布荷载计算作用于五跨连续体系上引起的支座反力为：表10墩台号每个墩台全部支座的反力（KN）每片梁对应支座的反力（KN）0号、5号337（一排支座）37.4（一排支座）1号、4号966（两排支座）107.3（两排支座）2号、3号832（两排支座）92.4（两排支座）2、防撞护栏引起的支座反力表11 墩台号板号0、5（KN）1、4（KN）2、3（KN）1、939.810593.52、81.579.96.783、78.726.422.34、67.912420.257.7323.519.8（五）恒载引起的支座反力汇总（简支体系恒载支座反力+连续体系恒载支座反力） 表12 墩台号板号0、5（KN）1、4（KN）2、3（KN）1、9239.3536.5510.12、8178.2395.6377.63、7185.3412.1393.14、6184.5409.73915184.3409.2390.6三）上部结构汽车活载引起支座反力计算根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） 4.3.1 计算得车道荷载为： 根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） 4.3.2 计算得汽车荷载冲击系数为：（结构基频为f1=）然后根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） 4.3.1进行布载计算（一）按0号台最不利布载（一、三、五跨布均布荷载，0号台支座处布集中荷载）支座反力列于下表 表13板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生17.3023.2114.415.6029.9114.427.7016.038.222.068.623.238.238.5024.0144.924.383.832.2144.9421.6137.310.27.626.399.127.399.1512.730.57.7027.5106.722.253.3621.6137.36.5026.399.127.5129.678.505.8024.383.816.422.987.705.2022.068.613.1097.305.0015.6012.70 （已计入冲击力，单位：KN）（二）按1号墩最不利布载（一、二、四跨布均布荷载，1号墩支座处布集中荷载）支座反力列于下表 表14板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生120.7061.2114.444.2080.5114.4221.7044.038.259.868.664.538.2324062.3144.965.683.885.5144.9455.8137.328.67.670.699.173.999.153530.521.7073.6106.760.953.3655.8137.318.6070.699.172.9129.6724016.4065.683.845.822.9821.7014.7059.868.637.30920.7014.3044.2036.20 （已计入冲击力，单位：KN）（三）按2号墩最不利布载（二、三、五跨布均布荷载，2号墩支座处布集中荷载）支座反力列于下表 表15板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生均布荷载产生集中荷载产生119.7058.9114.442.2077.2114.4220.7042.238.243.568.661.638.2323.0060.2144.963.183.882.2144.9453.8137.327.37.667.899.170.999.1533.530.520.7070.6106.758.353.3653.8137.317.7067.899.170.2129.6723.0015.7063.183.843.822.9820.7014.1043.568.635.60919.7013.7042.2034.50 （已计入冲击力，单位：KN）四）各墩台支座反力汇总 （一）0号台 表16板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力1239.37.3239.3137.6239.315.6239.3144.32178.27.7178.254.2178.290.6178.261.43185.38.5185.3168.9185.3108.1185.3177.14184.5158.9184.517.8184.5125.4184.5126.45184.343.2184.37.7184.3134.2184.375.56184.5158.9184.56.5184.5125.4184.5157.17185.38.5185.35.8185.3108.1185.339.38178.27.7178.25.2178.290.6178.213.19239.37.3239.35.0239.315.6239.312.7 （单位：KN）（二）1号墩 表17板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力1536.520.7536.5175.6536.544.2536.5194.92395.621.7395.682.2395.6128.4395.6102.73412.124.0412.1207.2412.1149.4412.1230.44409.7193.1409.736.2409.7169.7409.71735409.265.5409.221.7409.2180.3409.2114.26409.7193.1409.718.6409.7169.7409.7202.57412.124.0412.116.4412.1149.4412.168.78395.621.7395.614.7395.6128.4395.637.39536.520.7536.514.3536.544.2536.536.2 （单位：KN）（三）2号墩 表18板号单列车对称布载单列车非对称布载双列车对称布载双列车非对称布载恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力恒载支座反力活载支座反力1510.119.7510.1173.3510.142.2510.1191.62377.620.7377.680.4377.6112.1377.699.83393.123393.1205.1393.1146.9393.1227.14391191.139134.9391166.93911705390.664390.620.7390.6177.3390.6111.66391191.139117.7391166.9391199.87393.123393.115.7393.1146.9393.166.78377.620.7377.614.1377.6112.1377.635.69510.119.7510.113.7510.142.2510.134.5 （单位：KN）注：3号墩支座反力同2号墩，4号同1号，5号墩全部支座反力为0号台的二倍 二）、盖梁计算（1、5号墩）（一）、荷载计算1、上部结构恒载计算如上表表12 墩台号板号0、5（KN）1、4（KN）2、3（KN）1、9239.3536.5510.12、8178.2395.6377.63、7185.3412.1393.14、6184.5409.73915184.3409.2390.62、盖梁自重及内力计算见表19 盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算表表19截面编号自 重（KN）弯 矩（KNm）剪 力（KN）Q左Q右11 M1=6.78-16.71-16.7122 M2=30.21-40.15-40.1533M3=82.50-68.89-68.8944M4=168.00-103.17-103.1755M5=281.67-141.11+141.1166M5=211.57-114.07-114.073、活载计算见上表（二）、内力计算1、恒载加活载作用下各截面内力考虑盖梁与墩柱线刚度比为,盖梁按8.2.1规定刚构计算如下：（1）弯矩计算 M1-1=0 M2-2= M3-3= M4-4= M5-5= M6-6=1号墩各种荷载作用下各截面弯矩计算如下表20(1)表20(1) 荷载组合各截面弯矩单列车对称荷载单列车非对称荷载双列车对称荷载双列车非对称荷载22-679.53-898.50-712.76-925.8733-1857.43-2377.90-2072.96-2461.0744-3563.43-4641.90-4136.86-4813.3755-6031.43-7448.20-6290.96-7899.4766-4674.03-5904.74-5393.76-6202.12（单位：KNm）考虑墩柱支承对盖梁内力消减作用，取控制截面66 M6-6=5号墩各种荷载作用下各截面弯矩计算如下表20(2)表20(2) 荷载组合各截面弯矩单列车对称荷载单列车非对称荷载双列车对称荷载双列车非对称荷载22-600.75-969.20-624.18-988.1833-1644.75-2447.90-1923.58-2566.1844-3157.35-4964.20-3970.38-5084.7855-5557.75-7912.80-6811.18-8400.1866-4237.53-6291.07-5248.74-6576.71（单位：KNm）（2）1号墩盖梁内力汇总计算见表211号墩盖梁内力汇总表表21截面号内力1122334466弯矩M自重-8.14-36.25-99.00-210.60-253.88M荷载0-925.87-2461.07-4813.57-6202.12M计算-8.14-962.12-2560.07-5014.97-6456.00剪力Q自重左-20.05-48.18-82.67-123.80-136.81右-20.05-48.18-82.67-123.80-136.81Q荷载左0-916.7-1535.2-2352.3-3086.1右-916.7-1535.2-2352.3-3086.1-3086.1Q计算左-20.05-964.88-1617.87-2476.1-3222.91右-936.75-1583.38-2434.97-3209.9-3222.915号墩盖梁内力汇总计算见表225号墩盖梁内力汇总表表22截面号内力1122334466弯矩M自重-8.14-36.25-99.00-210.60-253.88M荷载0-988.18-2566.18-5084.78-6576.71M计算-8.14-1024.43-2665.18-5295.38-6830.59剪力Q自重左-20.05-48.18-82.67-123.80-136.81右-20.05-48.18-82.67-123.80-136.81Q荷载左0-978.40-1578.00-2518.60-3315.40右-978.4-1578.00-2518.60-3315.40-3315.40Q计算左-20.05-1026.58-1660.67-2642.40-3452.21右-998.45-1626.18-2601.27-3439.20-3452.21（单位：弯矩KNm 剪力KN ）以上二表盖梁内力为设计值，均采用公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）4.1.6规定的基本组合，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4。 （三）、截面承载力校核计算 采用40号混凝土，主筋32采用级（30MnSi）热扎螺纹钢筋，即C40:fcd=18.4MPa 32:fsd=280MPa。1、 弯矩作用下截面配筋验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）5.2.3验算最不利截面66截面对受压钢筋合力点求矩得 KNm Md=6830.9 KNm (5号墩) 同上，验算44截面可得 KNm Mj=5295.38KNm (5号墩) 各截面实际配筋均满足正截面抗弯承载力要求。2、 剪力作用下截面配筋验算盖梁其斜截面抗剪承载力计算应符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）5.2.7要求5号墩66截面验算：（1）求斜截面内混凝土合箍筋共同的抗剪承载力设计值Vcs b=900mm h0=1410mm fcu,k=38.4MPa P=2.091 代入得 VCS=2115.61KN（2）求与斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值Vsb :fsd=280MPa 代入得 VSb=4366.46KN10（3）斜截面抗剪承载力验算 (4) T形、矩形受弯构件其抗剪截面要求根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）5.2.9要求求得：综上盖梁剪力作用下截面配筋验算符合规范要求。盖梁各截面承载力校核如表23盖梁各截面承载力校核表表23 截面号受压区高度x（cm）计算弯矩Md极限弯矩Mu计算剪力Vd抗剪承载力Vu=VCS+VSB混凝土抗剪值VC11118.141947.4998.452590.81782.62223.31024.434234.01626.183964.62489.93335.32665.187201.22601.274366.23169.04435.55295.3810160.03439.206332.03726.15557.18681.8514310.7 6647.76830.5912750.03452.216482.14010.5(单位：弯矩KNm 剪力KN ）3、 最大裂缝宽度验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）6.4.3求得截面66最大裂缝宽度： 0.02取0.02 d=32mm代入求得 同上可求得盖梁截面满足最大裂缝宽度要求。三）、墩柱计算（一）、荷载与内力计算1、 恒载计算（1） 恒载支座反力计算见上表（2） 盖梁自重N2=（3） 墩柱自重 N3=(正常水位线下取浮重度)2、 活载计算（1）活载支座反力计算见上表（2）水平力计算 因该桥风荷载较小，只计算由于汽车荷载制动力产生的纵向水平力1) 汽车荷载制动力计算 汽车荷载制动力H 2) 采用集成刚度法进行水平力分配 桥墩支座抗推刚度桥台支座抗推刚度取桥墩支座摩阻系数为 桥台支座摩阻系数为各墩台悬臂刚度K0、K1、K2、K3、K4、K5计算如下： K0 K1 K2 K3 K4 K5墩台与支座串联后各刚度为： 各墩台分配制动力为： =14.42KN =19.07KN =17.44KN =18.31KN =9.8KN因0号、5号墩台最小摩阻力F0min=0.06=160.97KN F5min=0.2=536.56KN均大于制动力，故制动力不再重新分配。3、 荷载组合(以6号墩计算)墩柱底面活载组合内力表 表24截面内力荷载组合支座反力墩底竖向反力N墩底纵向水平力H墩底纵向弯矩My墩底横向弯矩Mx墩底弯矩核M水平力支座单联单列非对称2110.7572.25109.913.768.5217.41421.91464.4双列非对称2110.71129.75936.013.768.5429.31282.71375.9双联单列非对称5365.65805.827.4137.002843.82847.4双列非对称6480.86905.127.4137.002565.42569.1 双列对称6499.66923.927.4137.000137（单位：弯矩KNm 剪力KN ）（二）、截面配筋验算1、作用于墩柱底面的外力 Nmax=6923.9KN(双联双列对称组合) Mmax=2847.4KNm(双联单列非对称组合) N=5805.8KN2、截面配筋验算（1）截面轴心受压配筋验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）5.3.1规定：钢筋混凝土轴心受压构件，当配有螺旋箍筋时，其正截面抗压承载力计算应符合下列规定得墩柱底面19007.2KN 墩柱底面满足轴心受压承载力要求。（2）截面轴心受压配筋验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）5.3.9：沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其正截面抗压承载力计算应符合下列规定： 5.3.9-1 5.3.9-2对6号墩最不利截面墩柱底面截面11活载组合为双联单列非对称组合时进行截面承载力复核验算 1）求 取为1.0 取为1.0 2）设定值，计算值 设0.61 则查表C.0.2得A=1.5288 B=0.6661 C=0.5571 D=1.7636 混凝土C25: 主筋32采用级（30MnSi）热扎螺纹钢筋， 代入C.0.2-1得 该值与值相差小于2，则设定0.61为所求者。 3）代入规范公式进行正截面承载力复核验算 将A=1.5288 B=0.6661 C=0.5571 D=1.7636代入规范公式5.3.9-1与5.3.9-2进行校核 墩柱底面正截面承载力满足规范要求。四）、承台计算（一）、荷载与内力计算1、承台底面荷载与内力计算 由上知，取活载组合为双联单列非对称（最大弯矩组合）则有墩柱底面处内力： N=5805.8KN Mx=2843.7KNm My=129.0 KNm H=27.4KN 承台底面处内力为： N=5805.8+N承台+N覆土=5805.8+5*24*1.5(24-9.8)*1.2+(5*2.4-/4*1.42)*1*(19-9.8)*1.2 =6228.0KN Mx=2843.7KNm My=129.0+27.4*1.5=170.1 KNm H=27.4KN2、计算简图如上所示（二）、承台撑杆抗压与系杆抗拉承载力验算1、底面单桩竖向设计值计算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）8.5.1计算 2、承台撑杆抗压承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）8.5.3计算承台撑杆抗压承载力得： AS=109.96cm2 代入承载力公式8.5.3-1得 承台满足撑杆抗压承载力要求。3、承台系杆承台抗拉承载力计算验算验算由上得 AS=109.96cm2 代入8.5.3-6得 承台满足系杆抗拉承载力要求。（三）、承台斜截面抗剪承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）8.5.4计算承台斜截面抗剪承载力得： 取m=0.5 代入承载力公式8.5.4得 承台满足斜截面抗剪承载力要求。（四）、承台抗冲切承载力验算1、 墩柱向下冲切承载力验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）8.5.5进行承台冲切承载力验算得： 选择墩柱向下冲切的破坏锥体，夹角 混凝土C30: 代入8.5.5.5-1求得 (活载组合为最大轴力组合即双联双列对称布置活载)承台满足墩柱向下冲切承载力要求。2、 角桩向上冲切承载力验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）8.5.5进行承台冲切承载力验算得： 代入8.5.5.5-4求得