斜腿刚构计算书

邢汾高速公路19+40+19m斜腿刚构

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本桥具体尺寸请参照邢汾高速公路施工图。

一、主要技术标准

（1）设计车道数及横向分布系数：参见表1-2；

（2）荷载标准：公路-II级；

（3）按部分预应力A类构件进行设计；

（4）设计安全等级：II级

二、计算依据

（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

（2）部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

（3）部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

三、计算基本数据

1、计算荷载

（1）钢筋混凝土重力密度为26kn/m3；

（2）二期恒载

防撞护栏重量9kN/m，按照横向分布影响线值分配；

①边板二期恒载

桥面铺装集度：0.11*1.75*26+0.04*1.25*24=6.2 kN/m；

防撞护栏：0.8*9kN/m=7.2 kN/m；

原结构二期铺装集度共计：13.4kN/m；

湿接缝：（0.18*0.5*26）/2= 1.17kN/m；

②中板二期恒载

桥面铺装集度：0.11*2*26+0.04*2*24=7.64 kN/m；

防撞护栏：9*0.6kN/m=5.4 kN/m；

原结构二期铺装集度共计：13.04 kN/m；

湿接缝：0.18*0.5*26= 2.34kN/m；

③全桥15道横隔：单道横隔重量：1.8*0.2*1.22*26=11.5 kN

（3）车辆荷载：行车道宽4.5m，单向一车道，跨中横向分布系数按照刚性横梁法计算，支点处横向分布系数按照杠杆法计算，计算结果见表1-1、1-2。

T梁截面特性表表1-1

横向分布系数表1-2

（4）温度荷载：整体升温30℃，整体降温35℃；考虑到现浇层混凝土的影响，最终确定截面正温差梯度如图1所示，T1=14℃, T2=5.5℃；截面负温差梯度在正温差梯度

的基础上乘以-0.5。

图1

（5）收缩徐变：按规范取值。相对湿度取60﹪。

（6）预应力荷载：采用strand1860钢绞线，M15-13和M15-8型锚具。张拉控制应力1339.2mpa，参见表1-3。

表1-3 斜腿刚构钢绞线统计表

（7）支座沉降：将各墩分别沉降0.005m，由程序自动包络取最不利值；

（8）冲击系数：按照04规范，根据上部结构基频，计算得：正弯矩μ=0.1319，负弯矩μ=0. 2294。

2、结构特性

（1）斜腿刚构混凝土强度等级为C50；桥面现浇层混凝土强度等级为C50；

（2）主梁受力普通钢筋采用HRB335钢筋，跨中上缘配置8根直径16mm的钢筋，下缘配置8根直径25mm的钢筋；支点上缘配置8根直径16mm的钢筋，下

缘配置16根直径25mm的钢筋

（3）计算模型及截面如下：由于本桥边中梁截面相同，且荷载较接近，仅对边梁进行结构分析。

计算模型

图2 跨中截面（单位：cm）

图3-1 支点截面（单位：cm ） 图3-2 变截面处（单位：cm ）

3、施工方法

图纸中关于施工方法的描述有错误，本计算采用一次落架施工方法进行模拟。

四、截面验算

1、施工阶段应力验算

按照规范JTGD62-2004第7.2.8条，进行预应力混凝土受弯构件施工阶段法向应力验算。

预应力混凝土受弯构件，在预应力和构件自重等施工荷载作用下，截面边缘混凝土的压应力应满足/

7.0ck

cc

f ≤'

σ ；截面边缘压拉应力

'

≤'tk ct f 7.0σ时，预拉区应配置其配筋率不小于0.2%的纵向钢筋。本桥仅构造钢筋即满足配筋要求。

2、正常使用阶段抗裂验算

本节按照正常使用极限状态的要求，采用作用的短期效应组合和短期效应组合并考虑长期效应组合的影响，按A类预应力混凝土构件进行抗裂和挠度验算。

a)按照正常使用极限状态的规范强制性要求，对于A类预应力混凝土受弯构件，在作用短期组合下，拉应力应小于0.7ftk，《预桥规》公式（6.3.1-3）。

图4 正常使用阶段截面上下缘最小正应力(短期组合抗裂验算)

边主梁上下缘最小正应力(短期组合抗裂验算) 表2-1

节点号上缘最小正应力下缘最小正应力容许最小正应力

上缘是否满足下缘是否满足(MPa) (MPa) (MPa)

29 -1.69 7.3 -1.85 是是51 5.39 1.66 -1.85 是是

从上图和表格可以看出：正常使用阶段短期组合下正截面抗裂满足规范要求。

b)A类预应力混凝土构件长期效应荷载组合，长期效应只计入直接荷载，不计入间接荷载，故温度力、汽车冲击力等荷载长期组合不计入。规范强制性要求，对于A类预应力混凝土受弯构件，在长期效应组合下，不允许出现拉应力。截面拉应力抗裂验算公式为《预桥规》公式（6.3.1-4）。

图5 正常使用阶段截面上下缘最小正应力(长期组合抗裂验算)

边主梁上下缘最小正应力(长期组合抗裂验算) 表3-1

节点号上缘最小正应力下缘最小正应力容许最小正应力

上缘是否满足下缘是否满足(MPa) (MPa) (MPa)

29 9.08 1.76 0 是是

51 7.87 5.19 0 是是

可以看出，正常使用阶段长期组合下正截面抗裂满足规范要求。

c)规范强制性要求：作用短期效应组合下，A类预应力混凝土预制构件主拉应力应小于

0.7ftk，《预桥规》公式（6.3.1-8）。

图6 正常使用阶段截面最大主拉应力图

边主梁最大主拉应力(斜截面抗裂验算) 表4-1

节点号主拉应力容许主拉应力

是否满足MPa (MPa)

29 -1.69 -1.33 是51 -1.82e-02 -1.33 是