桥梁承载能力验算

1.工程概况

本工程为崇明东滩防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥、3号涵桥、东旺东路饮水河桥的修缮工作。其中防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥要进行主梁更换，预制梁为10m~16m的预应力空心板梁，具体形式如下表所示：

防汛桥预制板梁具体形式如下表所示：

望海桥预制板梁具体形式如下表所示：

东旺沙闸桥预制板梁具体形式如下表所示：

白滧桥预制板梁具体形式如下表所示：

预制板梁由隧道构件场预制，用运梁车（具体形式如下图所示）运载到现场进行拼装。3号涵桥桥面板为5.6米预制实心混凝土板梁，由施工单位自己现场预制加工吊装。东旺东路饮水河桥不更换板梁只对桥身有裂缝处进行碳纤维加固。本方案对运梁车所经过的桥涵进行结构安全性验算，编制合理的运梁方案。

参考资料：《桥梁工程》、东滩相关桥涵检测报告、预制板梁相关图纸。

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炮车重3T牵引车重9吨

运梁车荷载分布图

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2.运梁方案

根据计算结果可知，运载防汛桥板梁时一次最多可以运载一片边梁和一片中梁，途经桥梁的承载能力余量可以达到7%（虽然边梁承载能力不足但车辆可靠中间行驶）；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16米的边板梁和一片16米的中板梁，途经桥梁的承载能力余量可以达到20%以上；运载东旺沙闸桥板梁时一次最多可运载一片中板梁和一片边板梁，途经桥梁的承载能力余量可达到30%以上；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16米边板梁和一片16米中板梁，途经桥梁的承载能力余量可达到20%以上。为了安全起见，运梁车在通过桥梁时要减速慢行，车速不得超过5km/h，由于途经桥梁边梁恒载较大，汽车荷载承载能力较低，梁车要靠中间行驶。对于途经所有一跨的涵桥，由于建造年限较长，承载力未知因素较多，为了安全起见要铺设路基箱。运载时车辆要配备专人导航严格按照指定的行车路线行车，防止车辆经过没进行验算的桥梁时出现桥梁破坏事故。具体路线见第三节运梁路线图，计算书见第四节。

3.运梁路线图

由地形图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3号桥；运载望海桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、白滧桥（白滧桥虽然为要更换主梁的待修缮桥梁，但其原因是一片边板梁有较大裂缝，其他板梁基本完好，在承载力验算时均可满足要求，因此梁车通过时靠中间行驶即可）；运载东旺沙闸桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、12号涵桥、团旺西河桥、闸港桥；运载白滧桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8

号涵桥、10号涵桥。

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4.计算书

4.1.运载防汛桥梁车荷载验算

由运梁路线图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3号桥，验算3号桥的承载力时先以装载两片梁（一片边梁和一片中梁）计算，如承载能力不足，在以一片梁计算。

桥梁形式：3号桥桥梁跨径组合为16+16+16=48m，桥面总宽6.5m，桥面横

向布置为：0.25m（栏杆）+6m（行车道）+0.25m（栏杆）=6.5m。桥梁上部结构：该桥由6片钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高85cm，8cm钢筋混凝土铺装。桥面各孔受力相同，选择进行荷载试验的一号孔作为验算对象。

验算荷载：

结构重力：混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：按图纸计算每侧3.4KN/m；

汽车参数：汽车一次托运两片板梁，板梁加汽车总重426KN，汽车每侧共5 个车轮，从后往前依次排号为1~5号车轮，其中1号、2号间距1.35m；2号、3号间距10m；3号、4号间距1.35m；4号、5号间距3.3m。根据车辆形式，荷载在车轮上分布为：1号、2号车轮集中荷载为91.5KN；3号、4号轮集中荷载为106.5KN；5号车轮集中荷载为30KN。具体如上图所示

按照桥规要求，综合考虑结构重力、二期恒载、活载等多种效应的组合，验算桥梁的承载能力。计算跨径取15.5m。桥梁正常使用条件下承载能力极限值、横向分布系数均取检测单位给出的检测数值。

跨中弯矩的影响线形式如下图所示：

x

根据影响线的形式，车轮集中荷载布置如下图所示：

运1片边板梁计算得出跨中最大弯矩如下表所示：

)()1(∑⋅+⋅⋅⋅+=y P q m S k j k i ωξμ

计算得出，其中

式中：-S 梁车作用下梁体所求截面产生的最大弯矩；

-+）

（μ1汽车荷载的冲击系数，汽车在过桥时慢行（时速5千米/h 以）可取1

-ξ多车道桥涵的汽荷载折减系数取1

-

i m 对于所计算主梁的横向分布系数，根据检测报告中梁取0.323，边梁取0.356

-

k q 车道荷载的均布荷载标准值此处取0

-j ω使结构产生最不利效应的同号影响线的面积；

-k P 车道荷载的集中荷载标准值；

-y 所加载影响线中一个最大影响线峰值；

其中∑⋅+⋅y P q k j k ω可用结构力学求解器根据结构力影响线按规布载求出。 其余几座类似桥梁不在详细叙述计算过程，只给出计算参数及最后结果。 4.2. 运载望海桥梁车荷载验算

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由运梁路线图可知运载望海桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、白滧桥，以运载一片16米边梁和一片16米中梁验算这些桥的承载力。

4.2.1.5号桥承载能力验算

桥梁形式：桥梁跨径组合为16+16+16=48m，桥面总宽9.55m，计算跨径取

15.5m。桥面横向布置为：0.5m（栏杆）+7m（行车道）+0.5m（栏杆）=8m。桥梁上部结构：该桥由8片钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高85cm，宽99cm,10cm钢筋混凝土铺装。各孔受力相同，选择进行荷载试验的一号孔作为验算对象。

验算荷载：

结构重力：混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：10cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；

栏杆和基座：按图纸计算每侧3.4KN/m；

桥梁形式：桥梁跨径为5.6m，计算跨径为5.3m。桥面总宽9.55m，桥面横向布置为：0.25m（栏杆）+9.05m（行车道）+0.25m（栏杆）=9.55m。桥梁上部结构：该桥由九片长为5.6m的钢筋混凝土空心板梁组成，梁板高50cm，宽99cm，8cm钢筋混凝土铺装。

验算荷载：

结构重力：混凝土容重取26KN/m3；

桥面铺装：8cm厚的钢筋混凝土铺装，容重取26KN/m3，计算得2.1KN/m2；