30+45+30m预应力连续梁计算书

30+45+30米连续梁计算书
一、预应力钢筋砼上部结构纵向计算书
（一）工程概况：
本计算书是针对标段中的30+45+30米的预应力混凝土连续梁桥进行。

桥宽为9.5m，采用单箱单室，单侧翼板长2.5米；梁高为1.6~2.3米，梁底按二次抛物线型变化。

箱梁腹板采用斜腹板，腹板的厚度随着剪力的增大而从跨中向支点逐渐加大，箱梁边腹板厚度为50~70cm。

箱梁顶板厚22cm。

为了满足支座布置及承受支点反力的需要，底板的厚度随着负弯矩的增大而逐渐从跨中向支点逐渐加大，厚度为22～35cm。

其中跨跨中断面形式见图1.1，支承横梁边的截面形式见图1.2。

结构支承形式见图1.3。

主梁设纵向预应力。

钢束采用Øj15.24低松弛预应力钢绞线,标准强度为1860MPa，弹性模量为1.9X105 MPa，公称面积为140mm2。

预应力钢束采用真空吸浆工艺，管道采用与其配套的镀锌金属波纹管。

纵向钢束采用大吨位锚。

钢束为19Øs15.24的钢绞线，均为两端张拉，张拉控制应力为1339MPa。

图1.1 中跨跨中截面形式
图1.2 横梁边截面形式
图1.3 结构支承示意图
（二）设计荷载
结构重要性系数：1.0
设计荷载：桥宽9.5米，车道数为2，城-A汽车荷载。

人群荷载：没有人行道，所以未考虑人群荷载。

设计风载：按平均风压1000pa计，
地震荷载：按基本地震烈度7度设防，
温度变化：结构按整体温升200C，整体温降200C计，桥面板升温140C，降温70C。

基础沉降：桩基础按下沉5mm计算组合。

其他荷载：
（三）主要计算参数
材料：C50砼；
预应力钢束：高强度低松弛钢绞线，抗拉标准强度fpk=1860MPa，抗拉设计强度fpd=1260MPa，抗压设计强度fpd=390Mpa。

一期恒载 容重325/kN m γ=；
二期恒载:防撞墙砼重量为0.34722517.35/kN m ⨯⨯=，花槽填土重量为
0.419208.38/kN m ⨯=；
桥面铺装:沥青砼323/kN m γ=，计算每延米重量为7.750.092316.04/kN m ⨯⨯=；
（四）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基础，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。

计算模型见图1.3。

全桥共划分为102个单元，103个节点。

施工阶段共三个，第一个施工阶段为安装全部单元；第二个施工阶段为进行桥面铺装和防撞墙的施工；第三个施工阶段主要是模拟施工完成后养护30天再开放交通。

各施工阶段计算图式及永久荷载作用见图4.1－4.3所示。

图4.1 第一施工阶段计算图式
图4.2 第二施工阶段计算图式
图4.3 第三施工阶段计算图式
运营阶段结构计算图式与第三施工阶段相同，所考虑的荷载有： 收缩徐变天数：1000天；
整体升温温差20℃，整体降温温差20℃；
非线形温度：桥面升温14℃，降温7℃； 支座不均匀沉降：考虑每个支座可能沉降0.5cm 。

汽车荷载横向分布调整系数：2。

汽车冲击系数按《城市桥梁设计荷载标准》计算为
2020
0.16808045
L ==++。

（五）主要计算结果
1、施工阶段简明内力分布图和位移图
由于本桥施工方法简单，采用全桥一次落架浇注完成。

这里只给出成桥后的内力分布图和位移图。

6.54
4.97
9.921.619.81
1.09
4.88
11.45
4.88
11.45
9.81
1.096.54
4.97
9.92
1.61
5.28
12.80
8.038.055.99
7.87
5.28
12.80
8.03
8.05
5.997.87
图5.1 成桥状态正应力图（kN ·m ）
8.34
-0.52
7.65-0.417.37
-0.25
7.37
-0.25
7.65
-0.41
8.34
-0.52
12.80
12.80
图5.2 成桥状态主应力图（kN ）
0.007
0.025
0.007图5.3 成桥位移图（m）
2、支承反力
恒载、温度、收缩徐变、支座沉降、活载等各种荷载作用下的支承反力以及长期效应组合、短期效应组合、标准值组合下支承反力如下：
长期效应组合 短期效应组合 标准值组合
节点号 支撑反力 竖向最大 竖向最小 竖向最大 竖向最小 竖向最大 竖向最小 1 竖向力Q 2.5E+03 1.74E+03 2.8E+03 1.67E+03 3.29E+03 1.54E+03 30 竖向力Q 9.17E+03 7.92E+03 9.77E+03 7.87E+03 1.07E+04 7.77E+03 74
竖向力Q 9.17E+03 7.92E+03 9.77E+03 7.87E+03 1.07E+04 7.77E+03
103 竖向力Q 2.49E+03 1.74E+03 2.79E+03 1.67E+03 3.27E+03 1.54E+03 3、承载能力极限状态内力图
-4178140681
-41783
22847
22829
图5.4 承载能力极限组合弯距图（单位:kN ·m ）
7070
7456
7438
7084
3722
3718
图5.5 承载能力极限组合剪力图（单位:kN ）
4、正常使用极限状态应力图
13.58
2.656.10
1.92
11.87
11.87
7.87
1.926.10
2.65
13.58
7.87
6.00
10.35
6.64
9.93
6.56
9.92
6.64
10.35
8.69
8.71
图5.6 作用长期效应组合最大正应力图（单位:Mpa ）
11.00
1.274.81
0.84
9.33
9.33
0.844.81
1.26
10.99
7.64
5.53
9.14
8.98
4.70
7.73
5.39
8.98
5.539.144.70
7.76
7.64
图5.7 作用长期效应组合最小正应力图（单位:Mpa ）
13.58
-0.53
-0.52
-0.52
-0.53
13.58
11.87
11.876.64 6.647.87
7.87
图5.8 作用长期效应组合主应力图（单位:Mpa ）
14.89
4.087.53
3.25
13.13
13.13
3.25
4.08
7.53
14.89
13.81
10.0713.43
8.41
8.19
11.80
10.73
13.4310.07
13.81
9.58
11.86
8.41
8.19
图5.9 作用短期效应组合最大正应力图（单位:Mpa ）
6.250.74
0.25
4.80
3.21
1.14
0.26
4.80
0.74
6.24
5.79
5.79
3.54
3.54
5.18
1.794.38
4.30
3.28
4.30
0.560.56
4.38
1.79
5.18
图5.10 作用短期效应组合最小正应力图（单位:Mpa ）
-0.68
-0.65
-0.65-0.68
8.41
14.89
10.0710.07
13.13
13.13
14.89
8.41
图5.11 作用短期效应组合主应力图（单位:Mpa ）
（六）主要控制截面验算
1、截面受弯承载能力计算
最大弯矩 1.94E+04 2.78E+04下拉受弯是是9696
最小弯矩 5.96E+03 2.78E+04下拉受弯是是
最大弯矩 1.73E+04 2.67E+04下拉受弯是是9797
最小弯矩 5.63E+03 2.67E+04下拉受弯是是
最大弯矩 1.54E+04 2.58E+04下拉受弯是是9898
最小弯矩 5.18E+03 2.58E+04下拉受弯是是
最大弯矩 1.31E+04 2.49E+04下拉受弯是是9999
最小弯矩 4.56E+03 2.49E+04下拉受弯是是
最大弯矩 1.05E+04 2.38E+04下拉受弯是是100100
最小弯矩 3.77E+03 2.38E+04下拉受弯是是
最大弯矩7.63E+03 2.33E+04下拉受弯是是101101
最小弯矩 2.80E+03 2.33E+04下拉受弯是是
最大弯矩 4.39E+03 2.33E+04下拉受弯是是102102
最小弯矩 1.66E+03 2.33E+04下拉受弯是是单元承载能力极限组合最大、最小抗力及对应的内力图如下：
2、斜截面抗剪承载能力计算
斜截面抗剪承载能力计算按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62－2004）》的规定选取计算位置。

受拉钢筋为20mm，预应力钢束采用
12束φs 15.24高强度低松弛钢绞线，每束19根。

箍筋采用4肢直径16mm 。

各验算截面抗剪承载能力计算结果见下表。

3、活载位移计算
-0.018
-0.008
-0.008
图6.1 活载最大竖向位移图（单位：m ）
（七）结论
通过以上计算分析，可以得出以下结论：
（1）各截面抗弯能力大于承载能力组合弯距值，截面承载能力满足规范要求。

（2）长期效应组合截面下缘最大正应力为13.58Mpa ，最小正应力为0.84Mpa ，截面上缘最大正应力为10.35Mpa ，最小正应力为4.7Mpa ，最大主应力为13.58Mpa ，最大主拉应力为0.53Mpa 。

各截面未出现正拉应力，最大正应力未超过规范允许值
0.5f ck＝16.2Mpa，最大主应力未超过规范允许值0.6f ck＝19.4Mpa，最大主拉应力为未超过规范允许值2.65Mpa。

（3）短期效应组合截面下缘最大正应力为14.89Mpa，最小正应力为0.25Mpa，截面上缘最大正应力为13.81Mpa，最小正应力为0.56Mpa，最大主应力为14.89Mpa，最大主拉应力为0.68Mpa。

各截面未出现正拉应力。

（4）结构成桥最大挠度为中跨跨中向上的2.5cm，活载最大挠度为中跨跨中向下的1.8cm，二者相叠加，总的挠度很小，因此可以不设预拱度。