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1、 坂澜大道市政工程主线天桥 计算书 （道路桩号K0+331.223） 计算： 复核： 审核： *********************** 2009年06月 一、 概述 拟建的坂澜大道市政工程主线天桥（道路桩号K0+331.223）主桥全长25.45米。自西向东跨径布置为：1.75米（悬臂）+23.3米+0.4米（悬臂）。主桥采用单箱单室薄壁闭合钢箱梁，梁高1.00米。 二、主要设计规范 1.《城市人行
2、天桥与人行地道技术规范》CJJ69-95； 2.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004； 3.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004； 4.《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2004； 三、计算方法 采用桥梁博士程序3.1版本，采用平面杆系有限元，主梁离散为平面梁单元。计算按桥梁施工流程划分计算阶段，对施工阶段及运营阶段均进行内力、应力、结构刚度的计算。并根据桥梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段，进行荷载组合，求得结构在施工阶段和运营阶段时的应力、内力和位移，按规范中所规定的各项容许指标，验算主梁是否满足要求。 四、主要材料
3、及设计参数 混凝土、钢材等材料的弹性模量、设计抗压（拉）强度参数等基本参数均按规范取值。 1． 混凝土现浇层容重、标号 钢筋混凝土容重：26kN/m3 混凝土标号：C40 2. 钢材 Q345B钢材设计参数 屈服强度 抗拉、抗压设计值 抗剪设计值 抗拉抗压允许应力 抗剪允许应力 fy fd fvd f fv 345 310 180 263 150 3．人群荷载：4.5kPa 4．恒载 一期恒载：钢箱梁容重ρ＝7.85X103 kg/m3 二期恒载：包括7cm桥面铺装、栏杆等共计为：15kN/m 5．温度梯度 温度变化按
4、升温20℃和降温20℃计算。 正温度梯度计算按照《公路桥涵设计通用规范》（JGJD60-2004）中4.3.10中规定取值，负温度梯度按照正温度梯度的50%计算。 图1 温度梯度计算简图 其中T1＝25℃，T2＝6.7℃ 6. 风载：基本风压0.75kPa 五、验算过程 1、荷载组合 按钢结构受弯构件进行设计，计算情况包括：标准值组合验算；整体、局部稳定计算。 2、计算方法概述 根据荷载组合要求验算各项内容是否符合规范要求。验算部分主要有：应力、整体稳定、局部稳定、挠度。 3、计算模型 结构计算、施工模拟分析以设计图纸所示跨度、跨数、断面尺寸及支承形式为
5、基础，主梁中的各横隔板及加劲板采用集中荷载形式加在相应节点位置，其余有关计算参数和假定以现行国家有关设计规范规程为依据。采用的计算软件是桥梁博士3.0。 钢箱梁横断面及计算图式见下图所示。 图2 标准断面图 相应的计算图式为： 图3 计算图式 计算模型共分19个单元，支承支点为3、19号节点。 4、支承反力 5、应力验算 正常使用极限状态组合III（标准值效应组合）应力验算： 表1 单元号 节点号 上缘正应力 下缘正应力 单元号 节点号 最大值 容许值 满足? 最小值 容许值 满足? 最大值 容许值 满足? 最小值 容许值
6、满足? 1 1 9.61 263 是 -4.8 -263 是 8.39 263 是 -4.2 -263 是 2 9.4 263 是 -5.19 -263 是 8.93 263 是 -3.91 -263 是 2 2 9.4 263 是 -5.19 -263 是 8.93 263 是 -3.91 -263 是 3 8.81 263 是 -6.31 -263 是 10.5 263 是 -3.08 -263 是 3 3 8.81 263 是 -6.31 -263 是 1
7、0.5 263 是 -3.08 -263 是 4 24.5 263 是 2.13 -263 是 -1.2 263 是 -24.8 -263 是 4 4 24.5 263 是 2.13 -263 是 -1.2 263 是 -24.8 -263 是 5 38.1 263 是 9.45 -263 是 -11.3 263 是 -43.6 -263 是 5 5 38.1 263 是 9.45 -263 是 -11.3 263 是 -43.6 -263 是 6 49.6
8、263 是 15.7 -263 是 -19.9 263 是 -59.5 -263 是 6 6 49.6 263 是 15.7 -263 是 -19.9 263 是 -59.5 -263 是 7 59 263 是 20.8 -263 是 -27 263 是 -72.6 -263 是 7 7 59 263 是 20.8 -263 是 -27 263 是 -72.6 -263 是 8 66.4 263 是 24.7 -263 是 -32.5 263 是 -82.7 -
9、263 是 8 8 66.4 263 是 24.7 -263 是 -32.5 263 是 -82.7 -263 是 9 71.6 263 是 27.6 -263 是 -36.5 263 是 -90 -263 是 9 9 71.6 263 是 27.6 -263 是 -36.5 263 是 -90 -263 是 10 74.8 263 是 29.4 -263 是 -38.9 263 是 -94.4 -263 是 10 10 74.8 263 是 29.4 -263
10、 是 -38.9 263 是 -94.4 -263 是 11 75.9 263 是 30 -263 是 -39.8 263 是 -95.9 -263 是 11 11 75.9 263 是 30 -263 是 -39.8 263 是 -95.9 -263 是 12 74.9 263 是 29.5 -263 是 -39.1 263 是 -94.5 -263 是 12 12 74.9 263 是 29.5 -263 是 -39.1 263 是 -94.5 -263 是
11、 13 71.8 263 是 28 -263 是 -36.9 263 是 -90.3 -263 是 13 13 71.8 263 是 28 -263 是 -36.9 263 是 -90.3 -263 是 14 66.7 263 是 25.3 -263 是 -33.2 263 是 -83.1 -263 是 14 14 66.7 263 是 25.3 -263 是 -33.2 263 是 -83.1 -263 是 15 59.4 263 是 21.5 -263 是 -2
12、8 263 是 -73.1 -263 是 15 15 59.4 263 是 21.5 -263 是 -28 263 是 -73.1 -263 是 16 50.1 263 是 16.5 -263 是 -21.1 263 是 -60.2 -263 是 16 16 50.1 263 是 16.5 -263 是 -21.1 263 是 -60.2 -263 是 17 38.6 263 是 10.5 -263 是 -12.8 263 是 -44.4 -263 是 17 17
13、 38.6 263 是 10.5 -263 是 -12.8 263 是 -44.4 -263 是 18 25.1 263 是 3.37 -263 是 -2.92 263 是 -25.7 -263 是 18 18 25.1 263 是 3.37 -263 是 -2.92 263 是 -25.7 -263 是 19 9.57 263 是 -4.88 -263 是 8.5 263 是 -4.14 -263 是 19 19 9.57 263 是 -4.88 -263 是 8.
14、5 263 是 -4.14 -263 是 20 9.61 263 是 -4.8 -263 是 8.39 263 是 -4.2 -263 是 表2 单元号 节点号 主应力 剪应力 最大主压 容许值 满足? 最小主拉 容许值 满足? 最大值 容许值 满足? 最小值 容许值 满足? 1 1 11.5 263 是 -23 -263 是 0 150 是 0 -150 是 2 11.5 263 是 -23.2 -263 是 1.09 150 是 0 -150 是 2
15、2 11.5 263 是 -23.2 -263 是 0 150 是 -1.09 -150 是 3 11.3 263 是 -23.8 -263 是 2.16 150 是 0 -150 是 3 3 20.8 263 是 -30.4 -263 是 14.3 150 是 0 -150 是 4 24.5 263 是 -24.8 -263 是 0 150 是 -12.7 -150 是 4 4 24.5 263 是 -24.8 -263 是 12.7 150 是 0 -1
16、50 是 5 38.1 263 是 -43.6 -263 是 0 150 是 -10.9 -150 是 5 5 38.1 263 是 -43.6 -263 是 10.9 150 是 0 -150 是 6 49.6 263 是 -59.5 -263 是 0 150 是 -9.18 -150 是 6 6 49.6 263 是 -59.5 -263 是 9.18 150 是 0 -150 是 7 59 263 是 -72.6 -263 是 0 150 是 -
17、7.58 -150 是 7 7 59 263 是 -72.6 -263 是 7.58 150 是 0 -150 是 8 66.4 263 是 -82.7 -263 是 0 150 是 -6.03 -150 是 8 8 66.4 263 是 -82.7 -263 是 6.02 150 是 0 -150 是 9 71.6 263 是 -90 -263 是 0 150 是 -4.53 -150 是 9 9 71.6 263 是 -90 -263 是 4.53 1
18、50 是 0 -150 是 10 74.8 263 是 -94.4 -263 是 0.22 150 是 -3.08 -150 是 10 10 74.8 263 是 -94.4 -263 是 3.08 150 是 -0.22 -150 是 11 75.9 263 是 -95.9 -263 是 1.6 150 是 -1.68 -150 是 11 11 75.9 263 是 -95.9 -263 是 1.68 150 是 -1.6 -150 是 12 74.9 263
19、 是 -94.5 -263 是 3.03 150 是 -0.339 -150 是 12 12 74.9 263 是 -94.5 -263 是 0.339 150 是 -3.03 -150 是 13 71.8 263 是 -90.3 -263 是 4.51 150 是 0 -150 是 13 13 71.8 263 是 -90.3 -263 是 0 150 是 -4.51 -150 是 14 66.7 263 是 -83.1 -263 是 6.06 150 是 0
20、 -150 是 14 14 66.7 263 是 -83.1 -263 是 0 150 是 -6.06 -150 是 15 59.4 263 是 -73.1 -263 是 7.43 150 是 0 -150 是 15 15 59.4 263 是 -73.1 -263 是 0 150 是 -7.43 -150 是 16 50.1 263 是 -60.2 -263 是 9.07 150 是 0 -150 是 16 16 50.1 263 是 -60.2 -263 是
21、 0 150 是 -9.07 -150 是 17 38.6 263 是 -44.4 -263 是 10.8 150 是 0 -150 是 17 17 38.6 263 是 -44.4 -263 是 0 150 是 -10.8 -150 是 18 25.1 263 是 -25.7 -263 是 12.5 150 是 0 -150 是 18 18 25.1 263 是 -25.7 -263 是 0 150 是 -12.5 -150 是 19 21.2 263
22、是 -29.9 -263 是 14.3 150 是 0 -150 是 19 19 11.5 263 是 -23.1 -263 是 0.494 150 是 0 -150 是 20 11.5 263 是 -23 -263 是 0 150 是 0 -150 是 6、整体稳定验算 根据《钢结构设计规范》第4.2.1和第4.2.4条，h/b0＝1.0/2.2＝0.45＜6，且l1/b0＝23.3/2.2=10.6＜95(235/fy)=65，故可不计算整体稳定性，根据规范的构造要求满足整体稳定性。 7、局部稳定验算
23、 根据《钢结构设计规范》第4.3.1和4.3.2条， h0/tw＝0.98/0.01＝98>80√235/fy＝66，需按构造配置横向加劲肋。h0/tw＝0.98/0.01＝98<150√235/fy，只需按构造布置适当纵向加劲肋。纵横向加劲肋布置详见图纸。 8、挠度计算 根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》对结构和构件的变形控制，天桥上部由人群荷载计算的最大竖向挠度容许值[vT]＝l/600。 根据计算人群荷载挠度为1.66cm＝16.6mm＜23300/600＝38.8mm，故结构挠度验算满足要求。 9、自振频率估算 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）条文说明第4.3.2条式4-3、4-4计算简支箱梁竖向自振频率： 其中，E＝2.06x105N/mm2＝2.06x1011N/m2， Ic＝0.0253m4，mc＝1730kg/m 代入计算可得＝5.02＞3，故箱梁自振频率满足规范要求。 由以上计算可以得出，该钢箱梁计算通过，满足规范要求。
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