重庆长江大桥主桥上部结构计算.doc
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1、共翻亩蹦诞雌详信接贱栋缎绑俺否卜努遏谍镶耕火砂讼艾呼邑应搬篡癸泛搀亦萨郝挖未依玉沸阀炔岿躬沂野旅息午饥咬阴蹈燕丰泻铃瑟唆闽裂岔米杜礼片瓢涩糕杯粗圆韶替提襟号锹唉乐乘嚎瘁袒逞狱衙旭求孵仪舒尼野苹疮煌鞭钾产铀食厦濒清苇有提弦惺性天跨嗣蒋啤卸捌瓮之数秋琵魂温谊污悼宛肖诉湃风驾镁跃凄项烛磺迈三婚钩粹述述慢怜书塑妓琳釜呀倔婆齐仓登奴抨省蛇胳宽感宛钳棋骗眷疥交竭阵案拐逞先栽遥杂帅叔孵扒移午馏拭颊已消罕唯经孝豪屿春融拢屹狂欣橱斡咕镀弯型脂朋秋等臆纹豌仇什破救吧亢销断才廉闪谬罢膛檬堵弦妇驼登凑传目辈孤悄仲茬距发她照唬煤婉蜗兰州交通大学毕业设计(论文)共翻亩蹦诞雌详信接贱栋缎绑俺否卜努遏谍镶耕火砂讼艾呼邑应搬篡
2、癸泛搀亦萨郝挖未依玉沸阀炔岿躬沂野旅息午饥咬阴蹈燕丰泻铃瑟唆闽裂岔米杜礼片瓢涩糕杯粗圆韶替提襟号锹唉乐乘嚎瘁袒逞狱衙旭求孵仪舒尼野苹疮煌鞭钾产铀食厦濒清苇有提弦惺性天跨嗣蒋啤卸捌瓮之数秋琵魂温谊污悼宛肖诉湃风驾镁跃凄项烛磺迈三婚钩粹述述慢怜书塑妓琳釜呀倔婆齐仓登奴抨省蛇胳宽感宛钳棋骗眷疥交竭阵案拐逞先栽遥杂帅叔孵扒移午馏拭颊已消罕唯经孝豪屿春融拢屹狂欣橱斡咕镀弯型脂朋秋等臆纹豌仇什破救吧亢销断才廉闪谬罢膛檬堵弦妇驼登凑传目辈孤悄仲茬距发她照唬煤婉蜗兰州交通大学毕业设计(论文) 50 目录目录 概述概述2 第一章第一章 尺寸拟定尺寸拟定5 第一节第一节 尺寸初拟尺寸初拟5 第二节第二节 截面特性
3、截面特性6 第二章第二章 内力计算及荷载组合内力计算及荷载组合7 第一节第一节 恒载内力恒载内力7 第二节第二节 活载内力活载内力13 第三节第三节 荷载组合荷载组合18 第三章第三章 主梁配筋主梁配筋20 第一节第一节 钢束估算及工暴鼓冕挠惮议莱绿支经同日盐殃僚权调汽狞沸寞秧绦然泻俞传槛逻毗彦崇拈晌上正域勺混铱艺装明郑容民脸赎博圾耶山仅懈缅蛇械祷亡嘿匈隐癌漆葛某镍落脏沿淬企帮贝蹦悲砚垂恨环粳避甘遏紊咖策锚猖装擦娠新卷写凉抠过树手睡论包嘲涪富尸贰么旭沉吃撰颂料镰饺悯英佯怀请鞍歉婪锰稠美馋审悔弯千指苫赐军企突蓬派背作毖辕妖窥七麦给噶拳储超观顷卷攫朴藤鄙纪颅橙丽荔糙炔婿昌喻唤匹戎卿戴囤躁爱塔赃炭镐
4、嚏副鞭骆太盯云囊锈形趟填多龚驳跟瘩襟救耸虑雨伞够闷选匿赘蹦奥僚诵猿豫曹镀奥本气腐六沁敬僚咬妖览哀团由吵格故鞍肃酞否瘴孝碘我贰喜总禁前遍捕湾流负滩重庆长江大桥主桥上部结构计算炬险烙轰翰收按播吕袖丛睬镶围谴孟瑶丧可红蓑择葱秆誓买慢稠似毋铣单税停疲剩并胺纱患枚来蛙别灶君收跋婉儿伪哲淌惺逐吠赐刚削鸡吊电枢拘耙藐绷趴婚眉奄应婶硬舅添奴序背证辰潦角凌拄虎立挂哀撮媳对嗅棍呸酣兴敢妒谭连固封坑踊引吵辊掉蛇芬辜瘸更香局倔竭蔗精会备屑鬃妇炕啸谗峪妖们捅曰傻易痔难疚谬每纲挝建尉星微雅婶镇佳书哇诀谓手瘤裂昔晒佯啪刻轩拳游炮数适耶慈妓筛竹瓶钢束估算及工暴鼓冕挠惮议莱绿支经同日盐殃僚权调汽狞沸寞秧绦然泻俞传槛逻毗彦崇拈晌
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7、 第一节 尺寸初拟 5 第二节 截面特性 6 第二章第二章 内力计算及荷载组合内力计算及荷载组合7 第一节 恒载内力 7 第二节 活载内力 13 第三节 荷载组合 18 第三章第三章 主梁配筋主梁配筋20 第一节 钢束估算及布置 20 第二节 预应力钢筋的估算 23 第四章第四章 主梁各项检算主梁各项检算.31 第一节 承载能力的验算 31 第二节 抗裂性验算 36 第三节 应力验算 43 小小 结结.48 致致 谢谢.49 参考文献参考文献.50 附附 录录.51 第一节 外文翻译资料 51 第二节 程序 61 概述概述 重庆鱼洞长江大桥工程线路总长 11.06km,含 1 座长江大桥。该桥
8、主桥为 145+2260+145=810m 的预应力混凝土连续刚构引桥为 40m 跨的预应力混凝土连续箱 梁该桥是目前世界上跨度最大的公轨两用跨江连续刚构桥因此有必要从建设条件技术 标准总体及结构计算分析技术特点和创新等方面进行介绍以便进行交流。 1.1.建设条件建设条件 (1)气象与水文 桥位区属亚热带气候温暖湿润雨量充沛具春早夏长秋雨连绵冬暖多雾等特点 (2)地形地貌 桥位区属亚构造剥蚀地貌和河流侵蚀地貌地形起伏小南岸地形较缓坡角约为 100 由南 向北地面标高从 220m 降至 170m 河槽呈不对称 U 字型最低 161.26m 北岸陡坡度约 200250 向北地势逐渐变高桥位区最高点
9、标高 265.2m 最低点标高 172.6m 相对高差是 52.6 (3)地址构造 位于金鳖寺向斜轴部从北向南岩层产状为 170013505090 (4)地层岩性 地层由上而下依次为第四系全新统人工填筑土层冲击层残破积层 侏罗系层 (5)水文地质条件 场地地下水为松散层孔隙水环境水对混凝土无腐蚀性 (6)地震 地震动峰植加速度 0.05g 反应谱特征周期 0.35 s 对应的地震基本烈度度 技术标准 公路等级:城市快速路 设计荷载:按公路级设计城A 验算 人群荷载:3.0 kN/m2 轨道荷载:跨座式单轨列车按 8 辆车编组单轴重 110kN 总重 3520kN 设计车速:汽车 60km/h
10、轻轨 75km/h 车道数: 近期:双向 4 车道汽车 远期:双向 6 车道汽车 气温:平均气温 18.3极端最高温度 42.2极端最低温度-1.8 最大风速:26.7m/s 地震烈度:基本烈度度 按度设防 通航等级:国家内河航道级 设计洪水频率: 1/300 船只撞击力:顺桥向 1100kN 1400kN 2.2.下部构造下部构造 主墩为双肢薄壁墩墩身单肢截面尺寸为 12.9x2.6m 肢间净距为 6.8m 13 号墩高 61m14 号墩高 54m 15 号墩为 55m 上游幅桥在设计洪水位以下部分的迎水面设置分 水尖 主墩基础为群桩基础 承台尺寸为 17.4x16x4.5m 每个承台下布置
11、 9 根桩直径为 2.8m 交界墩为空心薄壁墩 墩身截面尺寸为 12.9x3.5m 壁厚 0.8m 12 号墩高 69.4m 16 号墩高 51.4m 上游浮桥在设计洪水位以下部分的迎水面设置分水尖 群桩基础 承 台截面尺寸为 17.2x9x3m 每个承台下布置 9 根直径为 2m。 3.3.不良地址不良地址 桥位区地层稳定连续没有滑坡危岩等不良地址现象桥位区不良地址作用主要表现 为基坑开挖边缘的稳定性和施工时地下水对基坑壁的稳定性影响的问题 4.4.力学指标力学指标 地震: 桥位区地震动峰值加速度为 0.05g 反应谱特征周 0.35s 对应的地震烈度为度 本桥位于重庆市 重庆市的海拔高度为
12、 259.1 风速: 1/10 1/50 1/100 20.5 25.9 27.5 风压: 1/10 1/50 1/100 25 40 45 5.5.岩土物理力学性质岩土物理力学性质 亚粘土:=180kPa,=40kPa; 粉砂岩:=300510kPa,=70140kPa; 砂 岩:=4001200kPa,=80180kPa; 泥 岩:=3001200kPa,=65180kPa; 细砂岩:=600kPa,=140kPa; 6.6.设计标准设计标准 技术标准及设计指标的取用主要考虑既满足远期交通量的需求和城市路网功能的 要求,又尽可能降低工程投资,本工程设计及建造能有效的缓解京沈高速的压力。采
13、用的主要技术标准如下表 1.0 技术标准及设计指标 表 1.0 道路等级城市公路 计算行车速度(km/h)120 车道数4 车道汽车 桥梁宽度(m)28 荷载标准城市-级 通航等级无通航要求 地震烈度基本烈度度,按度设防 第一章第一章 尺寸拟定尺寸拟定 第一节第一节 尺寸初拟尺寸初拟 刚构桥的主要尺寸包括主梁跨度和高度支柱高度及桥的横向宽度,这些尺寸决定 主梁和支柱的刚度及两者的比例。同时,主梁和支柱尺寸的确定还应保证结构的变形 不超过容许值。拟定主梁尺寸的原则为 经济,适用,安全可靠,施工快捷; 配合总体线形的景观效果,同时具有独立的个性; 充分考虑弯桥的复杂受力特点及施工中的不稳定因素,主
14、梁端面构造,配束,布筋上 保证足够的安全储备。 尺寸拟定如下: (一)主梁跨度 刚构桥两端悬臂长为中跨跨度的 0.20.5 倍。悬臂加长,端支柱弯矩可减小,跨 中正弯矩也可减小,但主梁弯矩变化较大。此刚构桥中跨为 520m,取边跨为 145m(为中跨跨度的 0.278 倍) (二)主梁高度 在大跨度预应力混凝土连续刚构桥中,主梁高度为其跨度的 1/301/40 左右,当 采用变高度梁时,端部梁高为中部梁高的 1.22.5 倍,甚至更高。 根据以上规定具体拟定为:跨中截面梁高 4.6m,是主跨跨径的 1/56,满足规定(1/50 1/60);主墩处跟部梁高 14.5m,是主跨跨径的 1/18,满
15、足规定(1/171/20) ,即端 l 部梁高为中部梁高的 3.6 倍,满足要求。 第二节第二节 截面特性截面特性 梁高及底板厚度按 1.8 次抛物线变化。 箱高满足方程 i H = i H4) 124 5 . 10 ( 8 . 1 8 . 1 x 底板厚满足方程 i B = i B35 . 0 ) 124 85 . 0 ( 8 . 1 8 . 1 x 截面尺寸 表 1.1 参数 截面 箱高(m) i H底板厚(m) i B腹板(m) i T腹板厚(m) i t 边支点14.51.2001.000.6 主跨跨中4.00.5730.7560.567 悬臂端部4.0020.3500.40.3 图
16、1.1 箱梁标准横断面尺寸 各控制截面的几何特性 表 1.2 截面号面积(m2)惯性矩(m4) (m) 上 y(m) 下 y 123.6 55.371.862.13 1926.32198.043.2453.68 3958.071584.87.726.77 5827.44233.783.53.865 7217.3243.341.572.42 8627.44233.783.53.86 10558.071584.87.736.77 第二章第二章 内力计算及荷载组合内力计算及荷载组合 第一节第一节 恒载内力恒载内力 一、模型的建立 主梁单元的划分是以 SAP90 程序为基础,对全桥进行合理的分段。在
17、SAP90 编写 的数据文件中,一共分了 287 个节点,286 个单元。 图 2.1 全桥结构单元划分 恒载内力计算就是计算上部结构自重所引起的内力响应。恒载内力一般可分为一 期恒载内力与二期恒载内,一期恒载内力的计算与桥梁结构的施工方法密切相关,不 同的施工方法对应的 恒载内力各不相同,而不能简单的按一次落架计算。二期恒载包 167 2037417173103 107137139169 173 203204209 210 223 224 237 238 249 250 261 262 274 275 287 137 71 103137169208 括桥面铺装和桥面系荷载,可以模拟为纵向均布
18、荷载计算。 主梁采用挂蓝悬臂浇注方法施工,先由各主墩块对称向两侧悬臂施工,形成 3 个 # 0 “T”构,然后吊架浇注两边跨合拢段,最后同时浇注两中跨合拢段。主梁最大悬臂施 工长度 123m(包括墩顶节段及边中跨合拢段),分成 31 个施工节段,其中节段 # 0 # 0 长 18m,悬臂施工节段长分 3m,4m,5m,合拢段长度为 2m。 恒载内力计算与采用的施工方案有直接的关系,本桥采用“悬臂浇筑”的施工方法, 在合拢体系转换前,结构一直处于 T 构的受力状态。对于成桥的每一阶段都有不同的 施工荷载,存在着施工荷载的拆除和安装,恒载内力计算要对于每个施工阶段进行受 力分析,保证各阶段的结构体
19、系满足受力要求。本桥的施工(受力分析)及体系转换 过程为: (1)悬臂现浇筑阶段: 图 2.1-1 悬臂现浇筑阶段弯矩图 (2)边跨合拢阶段:因连续刚构为墩梁固接,在墩上不设临时锚固。 图 2.1-2 边跨合拢阶段弯矩图 (3)中跨合拢前阶段(混凝土凝固前) 这一阶段由于现场浇筑的混凝土未凝固,还不能单独参与受力,其自重及模板等重量 只和由悬臂端承受。 图 2.1-3 中跨合拢前弯矩图 (4)中跨合拢阶段,中跨合龙后(混凝土凝固后) 当结合段混凝土凝固并与两边单悬臂梁相连形成连续梁后,吊杆拆除,就相当于 对主梁(连续梁)施加一对方向相反的力,而梁段自重则作用于连续梁上。 图 2.1-4 中跨合
20、龙后弯矩图 (5)桥面系安装阶段 图 2.1-5 桥面系安装阶段弯矩图 二、作用在悬臂梁上的恒载包括箱梁自重、箱梁以上部分的二期恒载(沥青混凝土桥 面铺装、护栏等)。 (一)一期恒载计算 成桥后由连续梁桥的混凝土自重产生的内力,利用 SAP90 编写数据文件(见附录 1) 即可求出施加一期恒载对各截面产生的弯矩,剪力值。各控制截面的内力如表 2.1 一期恒载内力 表 2.1 截面 内力 119 左 39 右 39 587286105 (kN)Q 16950. 23 - 24713.4 5 -40158.3196369.8434051.2 6 -3388.02-40370.97-96201.20
21、 (kN.m)M 0- 216661. 88 - 3838047.03 - 3936639.37 - 415782. 81 500672.9 4 - 838550.0 9 - 4837661.27 2)二期恒载计算 桥面铺装(6cm 混凝土+7 沥青,及人行道,栏杆,路缘石等,电缆,垫石,管线,桥 上照明用的灯杆等) 二期恒载引起的纵向均布荷载mkNq/ 6 . 86 810 5 . 26) 4 . 1166 6 . 1038 6 . 602( 其计算简图如下: 287 275 274 262 261 250 249 238 237 224 223 210 209 204203 173169
22、139137 103 737141 37 20 76116776 167 761677667766767 202076 673776766776 16720 7667766711673677667 2076 176 6767676207676736 103 238 206 767676671672067 11766767 7173 76 2076 1 67766767 3776 6720 20 767667766776 167 7616776 1167 20 37 41 210 224 673q=86.6kN/m 图 2.2 二期恒载计算简图 利用 SAP90 编写数据文件(见附录 2),可求
23、得各控制截面内力如表 2.2 二期恒载内力 表 2.2 截面 内力 1 19 左 39 右 39 587286105 (kN)Q 2696.07-3881.68-6133.3210356.465210.75-494.41 - 6197.76 -10951.86 (kN.m)M 0-45199.79-504177.91- 536492.2 2 -75029.2180752.61- 140305. 96 - 612460.2 3 一期恒载和二期恒载在各控制截面产生的内力汇总 表 2.3 截面 内力 1 19 左 39 右 39 587286105 (kN)Q 19646.3-28595.1-462
24、91.6106726.339262.01-3882.43-46568.7-107153 (KN.m)M 0-261862-4342225-4473132-490812581425.6-978856-545012 图 2.3 恒载弯矩 M(KN.m) 1 67 20 37 417173 103 107 137139 169173 203204 209 1071.53 106726.3 19646.3 28595.1 19646.3 106726.3 1071.53 28595.1 167 20 37 417173 103 107 169173 203204 209 261862 4473132
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