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书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
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目 录
第一章 概述 1
一、工程概况 1
二、咨询依据及内容 1
三、主要规范和技术标准 2
第二章 结构计算分析 3
一、主桥整体计算 3
二、主桥基础验算 9
三、挂孔及引桥空心板验算 11
四、引桥桥墩及基础验算 14
第三章 图纸部分意见 16
一、设计说明 16
二、图纸部分 16
第四章 结论及建议 19
一、总体评价 19
二、主要结论 19
三、建议 19
第五章 附表 21
一、主桥现浇箱梁及斜腿验算结果 21
二、挂孔及引桥20m空心板边板计算结果 34
三、挂孔及引桥20m空心板中板计算结果 39
第一章 概述
受湖北省国营西大垸农场的委托,中交第二公路勘察设计研究院有限公司承担“潜江市总干渠关山大桥施工图设计咨询”任务。本桥由林同炎李国豪土建咨询有限公司负责设计,并于2008年1月提供了《施工图设计》文件,地质勘探依据为2005年5月17日湖北建科岩土工程有限责任公司提供的《湖北省潜江市总干渠关山大桥两阶段施工图设计工程地质综合勘察报告》。本册文件为该桥施工图设计的咨询报告。
一、工程概况
潜江市总干渠关山大桥位于潜江市西大垸农场管理区境内、关山分场和田阳分场西侧、总干渠K36+900处,桥梁与河道交角90°。北接北排路,南接总干渠南堤张金至西大垸堤顶公路。桥梁所跨总干渠属潜江市内荆河人工渠道,河道顺直,水流平缓,河床断面规整,有通航要求。桥位处覆盖层较厚,主要为砂砾,地质条件比较简单。新桥属潜江市“渡改桥”项目,它的建成将对方便当地群众生产、生活需要,改善潜江市西南偏远地区交通落后面貌,促进当地经济发展有着重要意义。
主桥为预应力箱梁、V型墩,跨中挂孔为20m预应力空心板梁,边跨也采用20m预应力空心板梁。全桥由20m+33.06m+49.82m+33.06m+20m共5跨组成,全长为161.94m。主跨下构为由两斜腿构成的V型墩、腿座、承台及桩基;边跨下构为桩柱式墩;桥台为肋板台配桩基础,桥型总体布置图详见图1-1。
图1-1 桥型总体布置图
二、咨询依据及内容
1、咨询依据:
(1)潜江市总干渠关山大桥施工图设计咨询合同书;
(2)《潜江市总干渠关山大桥施工图设计》文件(林同炎李国豪土建咨询有限公司 2008年1月);
(3)《湖北省潜江市总干渠关山大桥两阶段施工图设计工程地质综合勘察报告》(湖北建科岩土工程有限责任公司 2005年5月17日)
2、咨询内容
(1)桥型及孔跨布置情况;
(2)航道的通航要求;
(3)文件编制深度;
(4)结构的应力、强度、刚度、耐久性以及构造细节等。
三、主要规范和技术标准
1、主要规范
(1)《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)
(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)
(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)
(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)
(5)《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)
(6)《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61—2005)
(7)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)
(8)《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》(交公路发[2007]358号)
2、技术标准
(1)设计荷载:公路—II级,人群3.5KN/㎡;
(2)桥梁宽度:12m(净—9+2×1. 5m(人行道));
(3)坡 度:桥面纵坡3.5%,桥面横坡1.0%;
(4)竖 曲 线:R=3000米,变坡点在桥中点处;
(5)抗震等级:地震动峰值加速度0.05g,对应烈度Ⅵ度;
(6)通航要求:V级航道。
第二章 结构计算分析
一、主桥整体计算
1、计算原理
主桥上构采用平面杆系有限元进行计算,全桥共划分162单元。其中1-72为主梁单元,73~86、139~162单元为空心板挂孔单元。87~138单元为斜腿及底座单元。全桥分10个施工阶段进行验算。结构离散图见图2-1,具体施工阶段见表2-1。
图2-1 结构离散图
表2-1 各施工阶段工况表
施工阶段
工况
1
2#、3#墩底座施工
2
支架斜腿施工
3
支架立模箱梁混凝土浇筑
4
拆支架,箱梁预应力张拉
5
边跨空心板吊装
6
边跨加载验算
7
中跨空心板吊装
8
中跨布载验算,加施工活载,均布荷载-7.9KN/m
9
桥面系施工,二期恒载集度-34.4KN/m
10
收缩徐变,时间3650d
牛腿采用如下计算原理进行计算:图2-2示出挂梁牛腿的受力图式(悬臂端牛腿的受力情况也一样)。由牛腿受力特性可知,需要对三个截面进行验算,即:竖直截面a-b验算、45°斜截面的抗拉验算和最弱斜截面验算。
图2-2 牛腿受力图式
如图2-2所示,在竖向反力R和水平力H作用下,在任意斜截面a-c上的内力可按静力平衡方程求得:
(1) 竖直截面a-b验算
作用于竖直截面a-b上的内力为:
据此可按钢筋混凝土偏心受拉杆件验算,对于布置预应力筋的牛腿,则应按预应力混凝土构件计算其强度。
(2) 45°斜截面的抗拉验算
在竖向力R作用下45°斜截面上总斜拉力为:
近似按轴心受拉构件验算,就应满足强度条件:
式中:——钢筋混凝土轴心受拉构件强度安全系数;
——钢筋抗拉计算强度;
——裂缝截面上所有斜筋的截面积;
——裂缝截面上所有水平钢筋的有效截面积;
——裂缝截面上所有竖向钢筋的有效截面积。
(3) 最弱斜截面验算
最弱斜截面是指荷载作用下近似地假设按纯混凝土截面计算时,边缘拉应力为最大的一个截面。对于牛腿部位没有预应力筋的情况,最弱斜截面倾斜角θ的正切表达式为:
求得最弱斜截面位置后,就可按偏心受拉构件验算此斜截面的强度。
2、主要材料及技术参数
(1)箱梁采用C40混凝土,斜腿、底座及承台采用C30混凝土;
(2)预应力钢铰线均采用ASTMA416—97a标准270级钢绞线,公称直径为15.2mm,公称面积为139mm2,fpk=1860Mpa,松驰率为3.5%;
(3)普通钢筋分别采用R235及HRB335碳素钢,其性能指标必须分别满足《钢筋混凝土热轧光圆钢筋》(GB 13013-1991)及《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》(GB 1499-1998)的相关要求;
(4)波纹管采用金属波纹管,其外径为77mm。
详细指标参数详见表2-2、表2-3、表2-4。
表2-2 混凝土主要参数表
参数
标准值
设计值
弹性模量
轴心抗压
轴心抗拉
轴心抗压
轴心抗拉
fck
ftk
fcd
ftd
Ec
单位
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
C30
20.1
2.01
13.8
1.39
3.0x104
C40
26.8
2.4
18.4
1.65
3.25x104
表2-3 钢铰线主要参数表
参数
公称直径
公称面积
抗拉强度标准值(fpk)
抗拉强度设计值(fpk)
弹性模量
Ep
单位
mm
mm2
MPa
MPa
MPa
计算取值
15.2
139
1860
1260
1.95x105
表2-4 普通钢筋主要参数表
参数
抗拉强度标准值
设计值
Es
抗拉强度
抗拉强度
fsk
fsd
fsd’
单位
MPa
MPa
MPa
MPa
R235
235
195
195
2.1x105
HRB335
335
280
280
2.0x105
3、作用取值
(1)一期恒载容重:γ=26.0kN/m3;
(2)二期恒载:将铰缝、桥面板、沥青铺装、人行道及护栏作为二期恒载考虑;
(3)活载:公路—II级,人群:3.5KN/m2;
(4)均匀温度:设计基准温度为15℃,体系升温25℃,体系降温20℃。
(5)温度梯度:温度梯度模式根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004),日照正温差按t1=20℃,t2=6.7℃考虑,负温差按t1=-10℃,t2=-3.35℃考虑。
(6)支点不均匀沉降:按隔墩沉降5mm计。
(7)收缩徐变按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)有关规定计算。
4、荷载组合
按照《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)的要求,按承载能力极限状态设计时应考虑三种组合状态,分别如下:
(1)基本组合:1.2x(结构重力+附加重力)+1.2x(预加力)+1.0x(收缩、徐变作用)+0.5x(基础变位作用)+1.4x(汽车作用效应(含汽车冲击力))+0.8x(人群荷载);
(2)短期效应组合:(结构重力+附加重力)+(预加力)+(收缩、徐变作用)+(基础变位作用)+0.7x(汽车作用效应(不含汽车冲击力))+(人群荷载)+0.8x(温度梯度作用);
(3)长期效应组合:(结构重力+附加重力)+(预加力)+(收缩、徐变作用)+(基础变位作用)+0.4x(汽车作用效应(不含汽车冲击力))+0.4x(人群荷载)+0.8x(温度梯度作用)。
5、结构验算结果
1)上构及斜腿验算结果:
本桥设计荷载为公路-Ⅱ级,按部分预应力A类构件设计,计算结果如下:
(1)箱梁计算结果:
长期效应组合:箱梁正应力最小值为0.512 MPa,没有出现拉应力,满足规范限值要求。
短期效应组合:箱梁最大拉应力为-1.53 MPa,满足规范限值要求,最大主拉应力-1.67 MPa,大于规范限值要求。
基本组合:箱梁最大压应力为13.3 MPa,己接近规范限值。
承载能力基本组合:最不利弯矩为30700KN.m,抗力为58400KN.m,满足设计荷载要求。
(2)斜腿计算结果:
承载能力基本组合:最不利弯矩为17400KN.m,抗力为30100 KN.m,满足设计荷载要求。具体结果见表2-5:
表2-5 箱梁及斜腿计算结果
组合
计算值(Mpa)
规范允许值(Mpa)
现浇箱梁
长期效应组合
最小应力为0.512
>0
短期效应组合
最小拉应力-1.53
-1.68
最小主拉应力-1.67
-1.2
基本组合
最大压应力13.3
13.4
箱梁抗力验算
组合
计算值(KN.m)
抗力(KN.m)
基本组合
30700
58400
斜腿部分验算
组合
计算值(KN.m)
抗力(KN.m)
基本组合
17400
30100
2)牛腿计算结果
由计算得出空心板边板挂梁牛腿处恒载和活载支反力R为515.03KN,活载制动力H为22.5KN。牛腿尺寸b=800cm,h=35.5cm,ε=4.5cm,e=37cm,牛腿为对称配筋,钢筋面积为27.14cm2,根据设计,钢筋混凝土轴心受压构件强度安全系数为1.0,钢筋抗力强度为335Mpa,斜截面上所有斜钢筋的截面积为63.82cm2,斜截面上所有水平钢筋面积为47.50。竖值截面所有水平钢筋未见为27.14 m2。
(1)竖直截面a-b验算
本构件属于大偏心受拉构件,又因为构件为对称配筋,构件强度须按下式验算:
经计算可知:竖直截面a-b抗拉强度满足规范要求。
(2)45°斜截面的抗拉验算
在竖向力R作用下45°斜截面上总斜拉力为:
经计算可知:45°斜截面的抗拉强度满足规范要求。
(3)最弱斜截面验算
首先计算最弱斜截面倾斜角θ:
然后计算最弱斜截面上的轴力和弯矩:
本构件属于大偏心受拉构件,又因为构件为对称配筋,构件强度须按下式验算:
经计算可知:最弱斜截面抗拉强度满足规范要求。
二、主桥基础验算
1、单桩承载反力计算
由上构整体计算可知2号墩顶内力,具体见表2-6。
表2-6 2号墩顶内力
2#墩
竖向
弯矩
水平
24700
15100
2700
2号墩基础分布如图2-3所示:
图2-3 2号墩桩基分布图
则最不利情况下每个桩基分配的内力见表2-7。
表2-7 最不利桩分配内力表
竖向
弯矩
水平
5023
473.2
450
2、桩长验算
已知2号墩桩长为38m,地质性质如下。
深度
侧摩阻
土承载力
1.96
24
85
5.36
38
170
9.96
30
120
11.96
35
135
27.96
40
160
46.26
50
250
由已知条件,可验算桩基承载力,验算结果如下:
地基深度
承载力
地基深度
承载力
0
75.1
20
1803.5
1
131.6
21
1897.7
2
264.5
22
1991.9
3
354
23
2086.1
4
443.4
24
2180.3
5
532.9
25
2274.5
6
566.2
26
2368.7
7
636.9
27
2662.9
8
707.5
28
2837.5
9
778.2
29
2955.3
10
862.5
30
3173
11
945
31
3290.8
12
1049.9
32
3408.5
13
1144.1
33
3626.3
14
1238.3
34
3844
15
1332.5
35
3961.8
16
1426.7
36
4079.5
17
1520.9
37
4297.3
18
1615.1
38
4398
19
1709.3
根据湖北建科岩土工程有限责任公司《湖北省潜江市总干渠关山大桥两阶段施工图设计工程地质综合勘察报告》中提供的地质资料,经验算,设计桩长所提供的承载力比设计单桩承载反力小,应适当增加桩长。
三、挂孔及引桥空心板验算
1、模型选取
本桥挂孔及引桥均采用20m预应力混凝土简支空心板,桥梁横向分配及桥梁纵向计算均采用桥梁博士V3.0.3版本进行建模,其边、中板横断面、标准及结构离散图详见图2-4、图2-5、图2-6、图2-7。
图2-4 边板横断面图 图2-5 中板横断面图
图2-6 引桥及挂孔标准横断面
图2-7 边、中板结构离散图
2、主要材料
(1)空心板采用C40混凝土;
(2)预应力钢铰线均采用ASTMA416—97a标准270级钢绞线,公称直径为15.2mm,公称面积为139mm2,fpk=1860Mpa,松驰率为3.5%;
(3)普通钢筋分别采用R235及HRB335碳素钢,其性能指标必须分别满足《钢筋混凝土热轧光圆钢筋》(GB 13013-1991)及《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》(GB 1499-1998)的相关要求;
(4)波纹管采用金属波纹管,其外径为77mm。
详细参数指标详见表2-8、表2-9、表2-10。
表2-8 C40混凝土主要参数表
参数
标准值
设计值
弹性模量
轴心抗压
轴心抗拉
轴心抗压
轴心抗拉
fck
ftk
fcd
ftd
Ec
单位
MPa
MPa
MPa
MPa
MPa
验算取值
26.8
2.4
18.4
1.65
3.25x104
表2-9 钢铰线主要参数表
参数
公称直径
公称面积
抗拉强度标准值(fpk)
抗拉强度设计值(fpk)
弹性模量
Ep
单位
mm
mm2
MPa
MPa
MPa
取值
15.2
139
1860
1260
1.95x105
表2-10 普通钢筋主要参数表
参数
抗拉强度标准值
设计值
Es
抗拉强度
抗拉强度
fsk
fsd
fsd’
单位
MPa
MPa
MPa
MPa
R235
235
195
195
2.1x105
HRB335
335
280
280
2.0x105
3、作用取值
(1)一期恒载容重:γ=26.0kN/m3;
(2)二期恒载:将铰缝、桥面板、沥青铺装、人行道及护栏作为二期恒载考虑;
(3)活载:公路—II级,人群:3.5KN/m2;
(4)均匀温度:设计基准温度为15℃,体系升温25℃,体系降温20℃。
(5)温度梯度:温度梯度模式根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004),日照正温差按t1=20℃,t2=6.7℃考虑,负温差按t1=-10℃,t2=-3.35℃考虑。
收缩徐变按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)有关规定计算。
4、横向分配系数
采用MIDAS计算箱梁的截面特性,同时采用桥梁博士V3.0.3版本计算空心板横向分配系数,板间连接方式采用铰接板法。其截面特性计算结果见表2-11,横向分配计算结果见表2-12。
表2-11 截面特性参数表
位置
抗弯惯性矩(m4)
抗扭惯性矩(m4)
中板
0.0571
0.113
边板
0.0804
0.130
边板悬臂
0.00171
0.005
表2-12 横向分配系数表
位置
汽车荷载
人群荷载
边板
0.361
0.565
中板
0.261
0.33
5、荷载组合
按照《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)的要求,按承载能力极限状态设计时应考虑三种组合状态,分别如下:
(1)基本组合:1.2x(结构重力+附加重力)+1.2x(预加力)+1.0x(收缩、徐变作用)+0.5x(基础变位作用)+1.4x(汽车作用效应(含汽车冲击力))+0.8x(人群荷载);
(2)短期效应组合:(结构重力+附加重力)+(预加力)+(收缩、徐变作用)+(基础变位作用)+0.7x(汽车作用效应(不含汽车冲击力))+(人群荷载)+0.8x(温度梯度作用);
(3)长期效应组合:(结构重力+附加重力)+(预加力)+(收缩、徐变作用)+(基础变位作用)+0.4x(汽车作用效应(不含汽车冲击力))+0.4x(人群荷载)+0.8x(温度梯度作用)。
6、结构计算结果
1)边板计算结论:
(1)基本组合效应下,下缘最大压应力位9.0MPa,单元最大压应力为9.98MPa,满足规范限值要求;
(2)短期效应组合下,上缘最大应力为8.85MPa,上缘最小应力为-0.897MPa;下缘最大应力为8.79MPa,下缘最小应力为-0.371Mpa,满足规范限值要求;
(3)长期效应组合下,上缘最大应力为6.13MPa,上缘最小应力为1.08MPa;下缘最大应力为8.12MPa,下缘最小应力为2.02Mpa,满足规范限值要求;
(4)正截面强度满足设计荷载要求;
(5)钢束最大应力为1200MPa,满足规范限值要求。详细计算结论见附表2;
2)中板计算结论:
(1)基本组合效应下,下缘最大压应力为8.02MPa,单元最大压应力为12.3MPa,满足规范限值要求;
(2)短期效应组合下,上缘最大应力为10.9MPa,上缘最小应力为-0.979MPa;下缘最大应力为7.85MPa,下缘最小应力为-0.321Mpa,满足规范限值要求;
(3)长期效应组合下,上缘最大应力为7.89MPa,上缘最小应力为1.47MPa;下缘最大应力为7.29MPa,下缘最小应力为2.99Mpa,满足规范限值要求;
(4)正截面强度满足规范限值要求;
(5)钢束最大应力为1180MPa,满足规范限值要求。详细计算结论见附表3;
四、引桥桥墩及基础验算
1、单桩承载反力验算
由桥梁整体计算可知1号墩顶内力为:
1#墩1号桩
竖向
弯矩
水平
6273
0
354.2
其中1号墩处的地质条件如下:
土层特征:
深度
侧摩阻
土承载力
1.96
24
85
5.36
38
170
9.96
30
120
11.96
35
135
27.96
40
160
46.26
50
250
2、桩长验算
根据地质条件,可验算地基承载力,计算结果如下:
地基深度
承载力
地基深度
承载力
0
48
21
1495.6
1
93.2
22
1570.9
2
187.5
23
1646.3
3
259.1
24
1721.6
4
330.7
25
1797
5
402.3
26
1872.4
6
436
27
1947.7
7
492.5
28
2074.7
8
549
29
2168.9
9
605.6
30
2263.1
10
670.9
31
2357.3
11
736.9
32
2451.5
12
817.3
33
2545.7
13
892.7
34
2639.9
14
968
35
2734.1
15
1043.4
36
2828.3
16
1118.8
37
2922.5
17
1194.1
38
3016.7
18
1269.5
39
3150.9
19
1344.8
40
3385.1
20
1420.2
根据湖北建科岩土工程有限责任公司《湖北省潜江市总干渠关山大桥两阶段施工图设计工程地质综合勘察报告》中提供的地质资料,经验算,考虑偏载后,设计桩长提供的承载能力不能满足单桩承载反力的要求,应适当增加桩长。
第三章 图纸部分意见
一、设计说明
1、 本册设计文件中未明确本道路的设计标准,从设计文件看,桥面纵坡采用3.5%,纵坡偏大,非机动车爬坡较为困难。桥梁终点方向接R=60m半径左偏曲线,使路线为大纵坡配小半径曲线,行车有较严重的安全隐患。
2、 本桥跨越荆河人工渠道,通航标准采用Ⅴ级航道,但本设计通航孔不能满足通航要求,同时未见航道主管部门对该方案的批复意见,建议需通过航道主管部门的批复后方可实施。
3、 本桥1、4号桥墩设置于河堤上,建议该方案与河流管理部门协调,并取得批复文件,以免造成施工过程中整体桥型方案的变动。
4、 《施工图设计》说明中建议增加以下内容:
(1)该桥方案研究阶段的专家意见及其执行情况;
(2)航道水务管理部门对该方案的批复文件。
5、建议采用满足ASTMA416—97a标准270级的钢铰线。
6、由于箱梁顶板束基本为直束,预应力损失较小,为使钢束最大应力不超过规范限值要求,建议适当增加钢束用量,降低钢束张拉控制应力。
二、图纸部分
1、本河段规划河底标高为21.63m,承台顶标高选为23.045m,建议适当降低承台顶标高,宜控制在21.63m以下,减小阻水面积及对通航的影响。
2、建议预应力张拉时对混凝土强度及龄期进行双控,混凝土强度按90%设计标号,龄期按5天控制为宜。
3、箱梁底板设置有外径为7.7cm的波纹管,同时考虑底板纵、横向钢筋的布置,底板厚度不能满足钢筋最小保护层厚度限值的要求,同时也不满足规范中关于“预应力箱梁底板厚度不小于20cm”规范限值的要求,建议将箱梁底板适当加厚为宜。
4、根据计算结果,箱梁部分支点附近截面主拉应力偏大,建议适当加厚支点附近腹板厚度,采用变腹板厚度为宜。
5、根据计算,箱梁应力超过规范限值要求,建议适当优化钢束配置。
6、建议将箱梁顶板厚度提高到22~25cm为宜。
7、箱梁底板曲线半径为25m,张拉底板束时将会产生较大下崩力,应设置底板上、下钢筋网间连接钩筋,使底板钢筋形成整体,防止施工过程中底板崩裂。
8、《箱梁普通钢筋布置图(二)》中“附注3”有误,箱梁顶底板相互平行,不存在调整。
9、空心板应采用深铰缝,按规范要求办理,有利于保证铰缝的施工质量,增加桥梁结构整体性。
10、《空心板板端加强钢筋布置图》中,建议将所有钢筋均调整为φ12。
11、建议仅在0、5号桥台处设置滑板支座,其余支座采用普通橡胶支座。
12、《0、5号桥台一般构造图》中,建议承台间采用两道系梁连接,以增加结构的整体性。
13、《桥台肋板钢筋构造图》中,请核查N1钢筋是否有必要采用φ32钢筋。
14、《1、4号桥墩一般构造图》中,考虑桥梁墩柱高度较小,为减小对河堤的开挖,建议取消桥墩系梁。
15、《2、3号桥墩斜腿钢筋构造图》中,建议将5号钢筋由φ8改为φ12。
16、按照所提供的地勘资料验算桩长,其承载能力不能满足设计荷载要求,或安全储备偏小,建议对桩长重新进行验算,确保结构安全。
17、《牛腿钢筋构造图》中,顶板及底板钢筋建议改为φ28,斜筋改为两排,钢筋直径为φ28,即图中B11,B14,B10钢筋进行加强,同时增加横向抗剪弯起钢筋,以提高安全储备,具体见图3-1。
图3-1 斜腿钢筋构造图
17、《箱梁横隔梁钢筋布置图》中,顶缘及底缘钢筋建议改为φ28,即对图中G03,G01钢筋进行加强,同时增加横向抗剪弯起钢筋,以提高安全储备,具体见图3-2。
图3-2 箱梁横隔梁钢筋布置图
第四章 结论及建议
一、总体评价
施工图设计文件图面较清晰、完整,基本满足“公路工程基本建设项目文件编制办法”的要求,设计深度基本满足施工要求。
桥头终点陡坡急弯,对行车安全有一定影响;通航孔不能满足V级航道的通航要求,箱梁顶板、底板及腹板偏薄,桩长偏短,有待进一步商榷。
二、主要结论
1、桥面纵坡采用3.5%,纵坡偏大,非机动车爬坡较为困难。桥梁终点方向接R=60m半径左偏曲线,行车有较严重的安全隐患。
2、本桥跨越荆河人工渠道,通航标准采用Ⅴ级航道,但通航孔不能满足通航要求;
3、承台顶面偏高,可适当降低,减小过河建筑物的阻水面积及对通航的影响;
4、1、4号桥墩设置系梁对河堤开挖较大,可取消系梁;
5、箱梁应力超出规范限值要求,应适当优化钢束配置及调整结构尺寸;
6、斜腿承载能力能够满足设计荷载要求;
7、牛腿各截面验算均能够满足设计荷载要求,但鉴于牛腿受力复杂,设计配筋偏弱,可适当加强配筋,提高安全储备。
8、引桥及挂孔空心板的承载能力及应力均能满足设计荷载的要求;
9、空心板铰缝应采用深铰缝,按规范执行,保证绞缝施工质量,增加桥梁结构整体性。
10、桩基承载能力不能满足设计荷载要求,应适当增加桩长;
11、箱梁顶、底板及支点附近腹板偏薄,可适当调整;
12、未设置箱梁底板上、下钢筋网间连接钢筋,张拉预应力钢束时的下崩力可能造成底板崩裂,应增加此钢筋;
13、箱梁横梁配筋偏弱,可适当加强。
三、建议
1、鉴于通航孔不能满足通航要求,且对航道有较大影响,若由于条件限值却需要实施该设计,建议取得航道主管部门的书面确认意见。
2、桥面纵坡采用3.5%,纵坡,且桥梁终点方向接R=60m半径左偏曲线,建议对行车的安全性作论证。
3、建议对桩长重新进行验算,适当增加桩长,确保结构安全。
4、建议适当降低承台顶面标高。
5、建议取消1、4号桥墩系梁。
6、建议适当调整箱梁尺寸,包括腹板、顶板及底板厚度。
7、建议适当优化钢束配置。
8、建议增加箱梁底板上、下钢筋网间的连接钩筋,防止施工过程中预应力下崩力造成底板崩裂。
9、建议将空心板绞缝设置为深铰缝。
10、鉴于牛腿受力复杂,建议适当加强牛腿配筋,提高构件的安全储备。
11、建议适当加强箱梁横梁钢筋配置。
第五章 附表
一、主桥现浇箱梁及斜腿验算结果
由于现浇箱梁左右对称,因此仅输出其中左幅计算结构(挂孔单独计算,见牛腿计算结果)。
图5-1 箱梁单元划分图
使用阶段应力验算结果如下:
使用阶段长期组合应力验算结果
单元号
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
3
3
4.1
4.05
1.27
1.2
4.1
-0.121
3
4
3.46
3.37
1.21
1.11
3.46
-0.101
4
4
4.87
4.75
3.06
2.93
4.87
-0.817
4
5
5.34
5.2
3.57
3.4
5.34
-0.833
5
5
5.34
5.2
3.57
3.4
5.34
-0.833
5
6
4.75
4.59
4.04
3.83
5.71
-1.34
6
6
4.75
4.59
4.04
3.83
5.71
-1.34
6
7
4.25
4.07
5.44
5.16
5.84
-1.08
7
7
4.25
4.07
5.44
5.16
5.84
-1.08
7
8
3.95
3.76
5.46
5.16
5.68
-0.982
8
8
3.95
3.76
5.46
5.16
5.68
-0.982
8
9
4.18
3.98
3.02
2.81
4.22
-0.543
9
9
4.18
3.98
3.02
2.81
4.22
-0.543
9
10
3.63
3.44
2.56
2.37
3.63
-0.427
10
10
1.75
1.62
1.19
1.06
1.75
-0.054
10
11
1.09
0.934
2.78
2.61
2.78
-0.0367
11
11
1.74
1.5
1.63
1.39
1.74
-0.0135
11
12
1.77
1.55
1.53
1.32
1.77
-0.0188
12
12
3.75
3.44
3.13
2.84
3.75
-0.157
12
13
4.14
3.8
3.92
3.6
4.21
-0.317
13
13
4.14
3.8
3.92
3.6
4.21
-0.317
13
14
4.52
4.15
6.68
6.21
6.68
-0.85
14
14
4.52
4.15
6.68
6.21
6.68
-0.85
14
15
5.38
5.01
6.49
6.02
6.72
-0.858
15
15
5.38
5.01
6.49
6.02
6.72
-0.858
15
16
6.44
6.03
6.03
5.5
6.62
-0.607
16
16
6.44
6.03
6.03
5.5
6.62
-0.607
16
17
7.35
6.95
5.41
4.91
7.35
-0.286
17
17
7.35
6.95
5.41
4.91
7.35
-0.286
17
18
7.77
7.39
5.05
4.58
7.77
-0.097
18
18
7.77
7.39
5.05
4.58
7.77
-0.0971
18
19
7.98
7.58
4.92
4.4
7.98
-0.00268
19
19
7.98
7.58
4.92
4.4
7.98
-0.00266
19
20
7.79
7.4
5.15
4.61
7.79
-0.103
20
20
7.79
7.4
5.15
4.61
7.79
-0.103
20
21
7.35
6.92
5.55
4.95
7.35
-0.294
21
21
7.35
6.92
5.55
4.95
7.35
-0.294
21
22
6.41
5.98
6.19
5.59
6.67
-0.613
22
22
6.41
5.98
6.19
5.59
6.67
-0.613
22
23
5.34
4.95
6.65
6.09
6.83
-0.861
23
23
5.34
4.95
6.65
6.09
6.83
-0.861
23
24
4.43
4.05
6.85
6.32
6.85
-0.838
24
24
4.43
4.05
6.85
6.32
6.85
-0.838
24
25
4.1
3.75
4.05
3.69
4.21
-0.309
25
25
4.1
3.75
4.05
3.69
4.21
-0.309
25
26
3.74
3.43
3.28
2.96
3.74
-0.18
26
26
1.74
1.52
1.62
1.39
1.74
-0.0215
26
27
1.64
1.4
1.79
1.53
1.79
-0.0177
27
27
0.706
0.512
3.36
3.17
3.36
-0.0385
27
28
1.29
1.12
1.92
1.75
1.92
-0.0453
28
28
3.05
2.8
3.66
3.38
3.66
-0.368
28
29
3.18
2.93
4.33
4.02
4.36
-0.491
29
29
3.18
2.94
4.31
4.02
4.35
-0.49
29
30
3.17
2.92
7.41
6.92
7.41
-0.901
30
30
3.17
2.92
7.41
6.92
7.41
-0.901
30
31
3.66
3.44
7.19
6.72
7.19
-0.871
31
31
3.66
3.44
7.19
6.72
7.19
-0.871
31
32
4.5
4.35
7.01
6.6
7.24
-1.27
32
32
4.5
4.35
7.01
6.6
7.24
-1.27
32
33
5.42
5.3
4.53
4.24
5.81
-0.905
33
33
5.42
5.26
4.57
4.24
5.82
-0.902
33
34
4.94
4.82
3.9
3.62
5.06
-0.701
34
34
3.61
3.52
1.81
1.62
3.61
-0.0789
34
35
4.06
4.01
2.01
1.84
4.06
-0.0802
使用阶段短期组合应力验算结果
单元号
节点号
上缘最大
上缘最小
下缘最大
下缘最小
最大主压
最大主拉
3
3
7.4
2.35
2.12
0.803
7.4
-0.167
3
4
6.98
1.53
2.03
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