1-180m主桥结构计算书.doc
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1、杭州市余杭区崇贤至老余杭连接线(高架)工程主跨180m主桥结构计算书编制:审核:武汉信远通程工程设计有限公司2018年8月 主跨180m主桥结构计算书目 录第一章 概 述11.1 项目概况11.2 计算规范11.3 技术标准11.4 主要材料21.5 计算荷载21.6 计算内容及方法3第二章 结构整体计算42.1 结构分析与计算结果42.1.1 模型概况42.1.2 荷载工况42.2 施工过程验算结果52.3 持久状况正常使用极限状态计算72.3.1 混凝土正截面抗裂验算72.3.2 混凝土斜截面抗裂验算82.3.3 混凝土正截面压应力验算92.3.4 混凝土斜截面主压应力验算102.3.5
2、结构变形验算102.4 持久状况承载能力极限状态计算112.4.1 混凝土正截面抗弯强度验算112.4.2 混凝土斜截面抗剪强度验算112.4.3 混凝土钢箱梁强度验算122.4.4 钢结构疲劳验算122.5 支座反力计算132.6 结论14I主跨180m主桥结构计算书第一章 概 述1.1 项目概况杭州市余杭区崇贤至老余杭连接线(高架)工程起点位于余杭区东南部崇贤街道与杭州主城区衔接部,现状疏港大道(104国道)与秋石北路延伸交叉口,与在建的秋石快速路余杭段疏港互通相接;终点位于余杭区西部余杭街道,现状东西大道(320国道)与规划城南路交叉口,与规划远期的杭州三环相接。沿线主要控制点有下穿宁杭
3、高铁节点、留祥路西延火车西站节点。本项目位于杭州市余杭区,为杭州市余杭区崇贤至老余杭连接线(高架)工程的京杭运河节点部分。由于受到宁杭高铁、京杭运河航道、崇贤港、鸦雀洋码头、500千伏高压铁塔等诸多因素限制,改建难度较大,杭州市余杭区崇贤至老余杭连接线(高架)工程可行性研究报告对该节点平面线位方案进行了详细研究,根据研究结果,采用南侧新辟线位,故本次方案设计不再对平面线位进行比选研究。根据线位走向,本项目主线桥包括两个重要节点工程,即下穿宁杭高铁节点工程和上跨杭宁高速节点工程。本项目桥梁结构采用分幅桥梁形式,其下穿宁杭高铁,上跨京杭运河,主体结构为40m+80m+180m+80m+40m的钢混
4、结合连续梁,全长420m,主跨88m采用钢箱梁,其余梁段均采用预应力混凝土箱梁。1.2 计算规范1 公路工程技术技术标准(JTG B01-2014)2 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D62-2004)4 公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64-2015)5 公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)6 公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-1-2004)7 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)8 公路工程抗震设计规范(JTG B02-2013)9 公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2
5、008)1.3 技术标准1)公路等级:双向六车道;2)设计时速:80Km/h;3)设计荷载:公路I级;4)桥梁宽度:213.25m;5)地震设防:本场地区地震加速度峰值0.05g;7)设计年限:100年;8)安全等级:一级;1.4 主要材料(1)混凝土:上部结构整体采用C50混凝土,下部结构采用C40混凝土。(2)钢筋:HPB300钢筋符合钢筋混凝土钢第一部分:热轧光圆钢筋(GB1499.1-2008)的规定; HRB400和HRB500钢筋应符合钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋(GB 1499.2-2007)的规定。钢筋连接器釆用直螺纹机械接头等强度连接,接头等级I级,应符合钢筋机械连接
6、通用技术规程(JGJ 107-2010)的有关规定。(3)预应力材料预应力钢束采用S15.2钢绞线,其公称抗拉强度为;弹性模量为,预应力锚下张拉控制应力为0.75。钢绞线必须符合“GB/T 5224-2003”的技术标准。(4)钢材:中跨钢箱梁采用Q345钢材,技术标准应符合桥梁用结构钢(GB/T 714-2015)的相关要求,且耐大气腐蚀指数I6.0,钢材供应技术条件须经设计批准后方可使用。表 1.1 本桥主体结构钢材力学性能力学性能Q345弹性模量E (MPa)206000剪切模量G (MPa)79230泊松比0.3拉压弯容许应力 (MPa)270剪切容许应力 (MPa)155屈服强度s
7、(MPa)345线膨胀系数 (1/)0.0000121.5 计算荷载1)恒载:钢材容重按78.5KN/m3,并额外考虑焊缝附加重量;主桥混凝土容重 27kN/m3;主桥其他混凝土结构容重26kN/m3,沥青混凝土重度:24kN/m3。2)活荷载:公路I级荷载;3)疲劳荷载:疲劳荷载-I模型,具体参考公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64-2015);4)风荷载:与汽车荷载组合风速:25m/s,百年一遇风速:27.4m/s;5)系统温度:整体升温 25,整体降温 25;6)梯度升降温:梯度升温按14及5.5考虑,梯度降温按-7及-2.75考虑;7)支座沉降:按2cm考虑;8)收缩徐变:按公路钢筋
8、混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D62-2004)要求,具体年平均相对湿度80%考虑;9)地震作用:地震动加速度0.05g,设防烈度6度;10)冲击系数:冲击系数的计算,参考规范(JTG D60-2004)第4.3.2,有: 当Hz时, (2-1) 当1.5Hz14Hz, (2-2) 当Hz时, (2-3) 通过模态分析,得到结构竖向一阶振型如图1.1所示,f=1.17,故冲击系数。图1.1 结构竖向一阶振型示意图1.6 计算内容及方法本项目计算采用大型有限元软件MIDAS进行建模分析,梁体采用后张法预应力构件,结构验算考虑了施工和使用阶段中预应力损失以及预应力、温度、混凝土收缩徐变
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