连续梁下部结构计算书

**公路二期工程*大桥

3×30m连续梁下部结构计算书

1.工程概况

桥梁上部为3×30m跨预应力混凝土连续梁，主梁总宽度为12m，梁高为1.6m。主梁采用单箱双室断面，其中主梁悬臂长 2.0m，标准断面箱室顶板厚0.22m，底板厚0.2m，腹板厚0.45m，中支点及边支点断面箱室顶板厚0.37m，底板厚0.32m，腹板厚0.65m，两断面间设长2.5m的渐变段。混凝土主梁采用C50混凝土现场浇注，封端采用C45混凝土。主梁中墩采用两根直径1.6m圆柱，下接直径1.8m桩基，左侧中墩高7m，右侧墩柱高8.5m。主梁边墩采用盖梁+直径1.6m双柱中墩，下接直径1.8m桩基形式；中、边墩横桥向中心距均为5.6m。

主梁边支点采用普通板式橡胶支座，中墩与主梁固结。

2.设计规

《城市桥梁设计准则》（CJJ11—93）；

《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77—98）；

《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；

《公路桥涵设计通用规》（JTG D60－2004）；

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62－2004））；

《公路桥涵地基与基础设计规》（JTG D63—2007）；

《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）；

《公路桥涵施工技术规》（JTJ041－2000）；

3.静力计算

3.1 计算模型

由于主梁支撑中心与其中心线斜正交，且主梁平面基本为直线，因此建立平面杆系模型计算结构的力及变形。桥梁力及位移的计算均采用桥梁博士3.0有限元程序进行，其中边支点仅采用竖向支撑，中墩底部采用弹性支撑，其支撑刚度根据m法计算（m0＝1.2×105kN/m4，K水平＝2.4×106kN/m，K弯曲＝1.1×107kN.m/rad）。

根据桥梁结构受力特点，其计算模型见下图。

主梁计算模型

3.2 计算荷载

3.2.1 结构自重及二期恒载

盖梁结构自重：

混凝土容重按26kN/m3计；

二期恒载：

桥面铺装0.18×11.04×25＝49.7kN/m；

防撞护栏及挂板等每侧6.5kN/m

二期恒载合计：62.7kN/m。

3.2.2 汽车活载：

汽车活载：采用公路Ⅰ级车道荷载，按3车道布载

汽车冲击：正弯矩区0.273；

负弯矩区0.37；

偏载系数：1.15；

车道折减系数：0.8。

3.2.3 其它荷载

体系温差：+30℃；－30℃；

桥面日照温差：+14℃；-7℃（按规模式加载）；

基础沉降：各墩柱取5mm；

混凝土收缩、徐变：按规计算

3.3 主梁预应力钢束设置

预应力钢束采用13×7φ5高强低松弛预应力钢铰线，其标准强度为1860MPa，拉控制应力为1302MPa。主梁共布置三排钢束，每排布置6束。预应力钢束的整体布置见下图。

主梁预应力钢束布置图

钢束1输入信息

钢束2输入信息

钢束3输入信息

3.4 墩柱计算结果

中墩采用C40混凝土现浇，按普通钢筋混凝土构件设计。各工况下，墩柱受力情况见下表。

左中墩墩顶力统计表

项目

恒载+

预应力收缩、

徐变

系统温度温度梯度

制动力升温降温正温差负温差

轴力（kN）4155 16 -50.5 50.5 -98.5 49.25 ±11.4 弯矩（kN.m）-1115 -442 1360 -1360 600 -300 ±314

项目

支点沉降汽车活载\

1 2 3 正温差负温差Mmin \

轴力（kN）66 -175 138 -98.5 49.25 580 \

弯矩（kN.m）-384 143.5 505 600 -300 -1305 \

左中墩墩底力统计表

右中墩墩顶力统计表

右中墩墩底力统计表

中墩各控制截面配筋验算见下表：

中墩控制截面配筋验算表

控制截面

基本组合

（kN，kN.m）

短期组合

（kN，kN.m）

长期组合

（kN，kN.m）计算配筋实际配

筋

计算

裂缝N M N M N M

左墩顶5076 -5590 4693 -5034 4519 -4642 21φ32 35φ32 0.142 左墩底4758 3273 4791 3160 4764 3085 构造配筋35φ32 0.089 右墩顶5029 6879 4623 6152 4450 5701 32φ32 35φ32 0.179 右墩底4860 -3889 4906 -3684 4873 -3595 构造配筋35φ32 0.104 说明：墩柱斜截面抗剪强度由地震偶然组合（E2）控制，故此处不进行验算。

从上表可以看出，墩柱配筋满足规要求。

4.结构抗震验算

4.1 计算模型

建立空间杆系模型，采用Midas/Civil 2006软件进行抗震相关计算分析。其中主梁、横梁、墩柱、桩基、系梁均采用空间梁单元模拟，为简化计算，主梁边支撑仅考虑板式橡胶支座刚度，不再考虑边墩盖梁、墩柱、桩基与支座的刚度耦合。利用节点弹性支撑模拟桩—土相互作用，其顺桥向、横桥向及竖向约束刚度采用m法计算（其中m0＝2×1.2×105kN/m4，C z＝7.5×106kN/m2）。计算模型见下图。

结构地震响应通过加速度反应谱分析得到，其中模态组合采用CQC法。墩柱屈服弯矩、极限承载力及顺桥向横桥向容许位移通过静力弹塑性分析得到，其中采用FEMA铰模拟墩柱塑性铰特性。

3×30m连续梁计算模型