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1、呈祥路（Zl路）一期工程工程设计施工桥梁结构计算书全一册：桥梁工程施工图目录1 .工程概况31.1 工程规模、建设范围32 .计算参数42.1 主要规范标准42.1.1 国家标准42.2 主要技术标准42.3 主要材料及力学参数42.3.1 混凝土42.3.2 普通钢筋53 .计算荷载取值63.1 永久作用63.2 可变作用63.2.1 汽车荷载63.2.2 人群荷载73.2.3 温度荷载74 .混凝土结构静力验算84.1 Zl桥16.Om整体结构计算84.1.1 计算模型84.1.2 主梁使用阶段正截面抗弯验算84.1.3 主梁使用阶段斜截面抗剪验算94.1.4 裂缝宽度验算94.1.5 正
2、常使用极限状态挠度验算IO4.1.6 支反力计算105 .横梁结构验算115.1 横梁受力验算115.1.1 Zl桥AO端横梁验算116 .下部结构验算136.1 桥台及桥台桩基验算136.1.1 Zl桥AO#轴验算137 .结论19L工程概况1.1 工程规模、建设范围Zl路桥梁工程：桥梁起点桩号：K0+137.636,桥梁终点桩号：K0+163.636o桥梁采用现浇空心板梁，桥梁全长26.Om,横向布置为：3.5m人行道+7.5Om车行道+10.5m车行道+3.5m人行道。二级支流石家河（现为曲水沟），曲水沟全流域面积8.79km2,河道长度7.78km,河道平均比降22.68%。桥梁跨越曲
3、水沟沟宽13.00m,行洪面跨度为13.OOmo2 .计算参数2.1 主要规范标准2.1.1 国家标准(1)城市桥梁设计规范(CJJ11-2011)(2019版)(2)城市桥梁抗震设计规范(CJJ166-2011)(3)公路桥涵设计通用规范(JTGD602015)(4)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG33622018)(5)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG33632019)(6)公路工程混凝土结构耐久性设计规范(JTG/T3310-2019)(7)混凝土结构耐久性设计与施工指南(CCESO1-2018)(8)公路桥涵施工技术规范(JTG/T3650-2020)(9)城市桥梁工
4、程施工与质量验收规范(CJJ2-2018)(10)钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2019)(Il)公路桥梁盆式支座(JT/T391-2019)2.2 主要技术标准主线桥梁主要技术标准类别设计取值荷载标准汽车：城A级地震基本烈度6度桥梁设计基准期100年设计安全等级一级设计环境类别I类2.3 主要材料及力学参数混凝土、钢筋等材料的弹性模量、设计抗压(拉)强度等基本参数均按桥规(JTG3362-2018)取值。2.3.1 混凝土表2.1混凝土材料参数表项目混凝土标号弹性模量(MPa)剪切模量(MPa)泊松比设计抗压强度(MPa)设计抗拉强度(MPa)线膨胀系数容重(KN/m3)上部主梁C4533
5、500134000.229.61.740.0000126桥面铺装242.3.2普通钢筋HPB300钢筋：抗拉设计强度fsd=250MPa;标准强度fsk=3OOMPa;弹性模量E=2.1xl5MPaHRB400钢筋：抗拉设计强度fsd=33OMPa;标准强度fsk=400MPa;弹性模量E=2.0xl()5MPa3 .计算荷载取值3.1 永久作用计算荷载根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)、城市桥梁设计规范(CJJII2011)(2019版)取值。1) 一期恒载：按照实际结构尺寸考虑：钢筋混凝土26KN11;沥青混凝土24KN;钢材78.5KN;填土20KNn,实际结构建立计算模
6、型，由程序自动计算；2) 二期恒载：包括桥面铺装、人行道系、管线等，以荷载计入。单侧人行道：36.0KNm;给水管线：1.5KN/m；电力管线：0.5KN/m；人行道栏杆加车行道栏杆1.5KNm;Zl桥车行道铺装(Ioem沥青铺装)：0.1*24*18=43.2(KN/m);3) 结构的收缩徐变：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)取用混凝土名义收缩系数CSO=O.310X10之混凝土的名义徐变系数。按照规范附表F2.2取值。3.2 可变作用3.2.1 汽车荷载整体计算中按照采用城-A级。计算弯矩用均布荷载：qk=10,KNm;Pk=270360KN(计算跨
7、径介于5m50m内插)计算剪力用均布荷载：qk=10.5KNm;Pk=324432KN(计算跨径介于5m50m内插)。冲击系数：按城市桥梁设计规范取值；制动力荷载：制动力采用165KN或者10%车道荷载，并取两者中的较大值,但不包括冲击力；当计算的加载车道为同向行驶2条时，汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的2倍；如果为同向3车道时，2.34倍，同向4车道时，2.68倍。3.2.2 人群荷载人群荷载按城市桥梁设计规范(CJJu-2011)2019版第10.0.5条计算确定。3.2.3 温度荷载1)整体温度根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)4.3.10条以及地勘提供的地勘报告来确
8、定桥梁结构的温度荷载，按结构整体升温20和降温-20计算。2)温度梯度竖向温度梯度：按照桥面IOCm沥青混凝土考虑，即：按照规范公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)规范中4.3.10中表4310-3中数值内插取值。4 .混凝土结构静力验算4.1 Zl桥16.0m整体结构计算4.1.1计算模型图4.1-1有限元模型离散图计算分析软件采用MidasCivilV2022,结构采用单梁模型进行模拟。计算书中采用CiVilDeSigner2022进行分析计算，并以公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)为标准，按钢筋混
9、凝土结构进行验算。支座模拟采用如下方法：在支座顶位置建立节点，顶节点按一般支承建立约束，顶节点与主梁节点通过“弹性连接”的“一般类型”来模拟支座各个方向的实际刚度。4.1.2主梁使用阶段正截面抗弯验算rMu （Max）Mn （包）（Max）rMu （Min） Mn （包）（Min）E.NX)御图4.1-16正截面抗弯承载能力验算结果图形按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2018)第5. 1.5条YoSWR验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。4.1.3 主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限状态验算如下表
10、所示（主梁跨中截面输入了8肢钢筋直径为16mm的HRB400钢筋；支点及变截面输入了16肢钢筋直径为16mm的HRB400钢筋）。最大、最小剪力内力值与抗力包络图如下所示。rVd (Z-Max)Vn (Z-Max)rVd (Z-Min) Vn (Z-Min)分工)隹图4.1-17斜截面抗剪承载能力验算结果图形结论:按照桥规第5.1.2-1条OSWR验算，结构的重要性系数*作用效应的组合设计最大值（构件承载力设计值，满足规范要求；按照桥规第5.2.11或8.4.4条进行抗剪截面验算，满足规范要求。4.1.4 裂缝宽度验算W_crW_AC结论：按照桥规第6.4条验算：最大裂缝宽度为Wfk=O.14
11、8mmW裂缝宽度允许值0.200mm,满足规范要求。4.1.5 正常使用极限状态挠度验算按桥规第6.5.3条规定，钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件计算的长期挠度值，由汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合在梁式桥主梁产生的最大挠度不应超过计算跨径的l600o结论：按照桥规第6.5.3条验算：10号节点汽车荷载（不计冲击系数）和人群荷载频遇组合最大挠度设计值fd=2.162W最大挠度允许值fn=24.667,满足规范要求；按桥规第6.5.5条规定，设置预拱度值。表格1挠度验算及预拱度表格梁孔构件类型梁类型跨径(m)节占/、Ms(KN.m)Mcr(KN.m)fa(mm)fd(mm)fn(mm)
12、挠度验算结果预拱值C(mm)16711367跨径14.8-15.2.1624.614.01-2RC内00106.831.36091267OK10444.1.6支反力计算图4.1-19标准组合作用下主梁最大支反力（KN）5 .横梁结构验算5.1 横梁受力验算采用MidasCivil建模计算内力。横梁恒载取自上部结构整体计算所得支反力,在各腹板处90%采用集中力等效加载，10%采用均布力等效加载。选取受最不利荷载的端横梁进行验算。5.1.1 Zl桥AO端横梁验算(1)计算模型(2)斜截面抗剪承载力验算1818.7-3181.3节点号-rVd(Z-Max) Vn(Z-Max) rVd (Z-Min)
13、 Vn(Z-Min)图5.1-2斜截面抗剪承载能力验算结果图形按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第5.2.9条进行抗剪截面验算，满足规范要求。(3)抗弯承载能力验算(E .NX)豺1652.9-347.1-2347. 1rMu(Max)Mn(包)(MaX)rMu(Min)Mn(包)(Min)图5.1-3正截面抗弯承载能力验算结果图形按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2018)第5.1.5条YoSWR验算，结构重要性系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。(4)裂缝验算W_cr LAC图5.1-4裂缝
14、验算结果图形按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)第6.4.3条进行截面裂缝宽度验算，最大裂缝宽度为Wfk=O.137InmW裂缝宽度允许值0.200nun,满足规范要求。6 .下部结构验算6.1 桥台及桥台桩基验算6.1.1 Zl桥A0#轴验算B、上部结构作用荷载上部结构单项反力值（kN）桥台墉号恒教汽车人群支座沉降整体温度梯度温度maxminmaxminmaxmin升温膜温升温陵温A0#4873215804-99.32199-517OO0.0000.00000纵向水平力作用：支座座擦系数=0.2支座度阻力T：=974.64kN水平力标准值T=974.64k
15、H说明：上部结构作用荷载均由上部结榔整体檀怨读出，均为标准值。C.桥台前喈计算。土压力计算a.当土层特性无变化且无汽车荷籍时桥台前墙计算宽度B=25.000m计算土层厚度H=1500m土的垂力密度Y=20.0kKm3土的内麾擦角*=35.0O析台与竖自面的夹角=18.4O填土表面与水平面的夹角B=00O墙背与填土间的摩擦角=2=17.5OH=coCCOgCa+力8金(夕一3Yco/%+力coMx-Qr0.4022主动土压力标准值E=0.5BVff=22623kN分解的水平力T=183.26kN分解的竖向力N=132.66kH主动土压力的首力点自己茸土层地面尊起，C=H/30.500mb.当土层
16、特性无变化但有汽车荷载时填土去面与水平面的夹甬B=0.0OW=+三70.9O破坏楼体破裂面与竖直线间夹角8：tane=-tanO+/(cotP+tanQXtenQ-tana)043桥自后填土的破坏接体长度IO=Htane0.650Jh桥自前墙计算亮度范围内汽主横向车道数里：5辆车道折诚系数067破坏棱体长度1。范国内每一车辆重力Gi=2800kNBXl。面积内车轮总重力G=1400.0kH汽主等代土层层度h=G（Bl3V）4.311m主动土压力标准值E=0.5BHVH（H+2h）=152653kN分解的水平力T=123656分解的竖向力H=895.12C=13*H*H+3h)/(H+2h)0.
17、713土压力引起的最大音矩设计标准值（有汽车时）M三m=88160kN.m土压力引起的最小弯矩设计标准值（无汽车时）M三ia=9163kN.m土压力引起的最大剪力设计标准值（有汽车时）V三=1236.56kH土压力引起的最小剪力设计标准值（无汽车时）Veio=183.26kND.台帽下台身受境计算按照公路为工精通设计规范(JTGD61-2005)第4.0.13条进行计算。剪力设计值Vd=8245.12kN计苴薇面宽度a=1.5Ih计苴微面长度b=25000m计算截面面机A=37500R2摩擦系数U,=0.70与受剪裁面垂直的压力标准值Nk=5472.20kNAfrd+U-fH1.4=81111
18、.10kN判断是否薪足要求：适足要求E.承台属内力计算上部结构竖向作用荷教类型轴力力智弯矩说明:力皆以对桥台有利为负，不利为正。单位(kN)(Irl)(kN.m)承意乾力基本组合NmajcMmax824512-2.230-18386.61NmfrMEG5665.39-2.230-12633.82正常使用趣期组合NEkMmaX619938-2.230-1382462NmineMrnin475199-2.230-1059694正常使用长期组合Nmax-Mmax5593.32-2.230-12473.10N(nt)Mmin481280-2.230-10732.54正常使用标准组合NtnaxeMmax
19、667350-2.230-1488191NtntieMmift472220-2.230-10530.51上部结构水平作用水平力作用T=974.64kN作用力臂L=9280-作用弯矩H=9044.6592kH.mS台身前墙自重作用白身策情坚向力作用N=761250kN作用力臂L=1.840作用卷矩H=14007.00kN.m。台身扃自重作用白身恻墙竖向力作用N=1981320kN作用力臂L=-1.300In作用弯矩K=-25757.16kN.11台帽、背墙自重作用台帕竖向力作用N=750.00kN作用力臂L=2.240m作用言矩K=1680.00kN.11l密板自重作用搭板竖向力作用N=1500
20、00kN作用力臂L=4.000m作用音矩K=-600000kK.m承台自重作用承自竖向力作用N=10166.00kN作用力号L=0m作用弯矩K=0kK.)台后JS士自重作用台后填土竖向力作用N=kN作用力建L=111作用与矩M=0.00kK.m台后啜压力作用a.当土层特性无变化且无汽车荷费时桥台前墙计算宽度B=25.000m计苴土层厚度H=4.000m士的重力充度V=20000kNm3士的内度擦角*=35.000O析台前墙与段三面的夹用a=18.400埴土表面与水平面的夹角B=0.000O墙背与填土间的摩擦角=2=17500OH=CoJOXoSQS)COSt(1+ISin(AE)Sin(8-0
21、ycoW+JGotqtan)(tan8-fan己043桥自后填土的破坏棱体长度Io=1.732m桥自前墙计算宽度逮国内汽车横向车道数里：5柄车谓折刑系数067破坏楼体长度1。范国内街一车辆重力G1=280.00kNBXL面积内车轮总重力G=1400.00kN汽车等代土层厚度h=G（Bl3V）1.617m主动土压力标准值E=0.5B“VH（H+2h）=290906kN分解的水平力T=235646kN分解的竖向力N=943.33kNC=13*H*(H+3h)/(H+2h)1.631m些向分力到承台底中心距离-2.804m土压力引起的最大弯矩设计标准值（有汽车时）M=119905kH.m土压力引起的
22、最小殛矩设计标准值（无汽车时）Mala=-907.55kN.m土压力引起的最大剪力设计标准值（有汽车时）V=l=2356.46kli土压力引起的最小湾力设计标准值（无汽车时）v.ia=1303.16kN承台底内力汇总荷载类型竖向力N水平力T弯矩M单位(kN)(m)(kN.m)承载能力基本组合Nmax-Mmax56055.164468.61-25138.54NmaxeMmin56055.164468.61-22334.99Nmin-Mmax53475.43446861-25138.54NfntfrMmG53475.434468.61-22334.99正常使用短期组合NmaX-MmaX46041.
23、083038.70-19651.07NfnaX-Mmin46041.083038.70-18529.99Nmin-Mmax44593693038.70-1965107NmmeMmm44593.693038.70-18529.99正常使用长期组合NrnaX-MEaX45435.022746.31-18299.55NfnaX-Mmin45435.022746.31-1866559Nmin-Mmax44654.502746.31-1829955NmG-MmC44654.502746.31-18665.59正常使用标准组合NfnaX-MmaX46515.203331.10-20708.36NfnaX-
24、Mmin46515.203331.10-1846356Nmin-Mmax44563903331.10-2070836NmtfrMmG44563.903331.10-18463.56桩基计尊Ax桩基基本信息结构重要性系数V01.1桩基长度L：11.500m混凝土强度等级水下C30混凝土立方体抗压强度标准值Uk20.1Mpa混凝土轴心抗拉强度设计值&138Mpa混凝土轴心抗拉强度设计值d1.39Mpa成桩类受钻孑牌注桩B、桩预计算截面内力值组合类型承载能力基本咀合正常使层婚期细告正常使用长期组合正常便用标准组合NCkN)MCIRjmN(kN)MIWJlDNCkN)M州mN(kN)M纳eNmax-M
25、max5775.901535.604583.101029.804434.10927.704633.701146.30Nmbr1Mmax2673.80F1535.602276.60r1029.802280.90927.702276.801146.30说明：桩顶内力由桥博多排桩计算分配得到（数据均为对桥台承台底部计算结果）C、桩基正截面抗压承蓑力计算偏心作用基本信息网形截面直径D=1.500m圆形截面半径r=0.750m纵向受压钢筋到边缘距离a=50mm纵向钢筋所在圆周半径rs0.6875mg=rsr=0.92纵向纲筋配筋率p=Asr2|00106106%向压筋纵受R纵向受压钢筋抗压强度设计值卜=
26、280Mpa纵向受压钢筋直径*25mm纵向受压单根纲筋面积As=490.9mm2纵向受压纲筋数量1138（根）纵向钢筋总面积A518653.2mm2a、蛉算工况1一一轴力最大且弯矩最大最大轴力设计值Nd=5775.9kN最大弯矩设计值Md=1535.60kN.m偏心距o=MN175判断是否考虑偏心距墙大系数：考虑偏心距增大系数=0.2+2.7eoho=0.701.0取值1.000=1+1(1400e(ho)(Loh)22=1.159考虑偏心距墙大系数的偏心距eO0.3081m按照公路涧筋混凝土及孩应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)附录C计算A、B、C、D设定系数0.6960A=
27、1.7975B=0.6538C=1.0459D=1.5356假设偏心距eo,0.3544m判时是否于实际偏心距eo相符满足N=A*r2fcd+C*p*r2kd,=15691.9kNM=B*P*fcd+D*p*Ptd=57210kN.m判正截面抗压承载力是否满足要求：商足要求b、蛉算工况2一轴力最小且弯矩最大最小轴力设计值Nd=2673.8kN最大弯矩设计值Md=1535.6kN.m偏心距eo=MN175判断是否考虑偏心距墙大系数：考虑偏心距增大系数=0.2+2.7eoho=1.27871.0取值1.0002=1.15).01Loh=1.07331.0取值1.000=1+1(1400eoho)(
28、Loh)22=1.105考虑偏心能增大系数的偏心距四eO06347m按照公路病筋混凝土及孩应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)附录C计算A、B、C、D设定系数0.5000A=1.1735B=06271C=00000D=1.9261假设偏心距eo,0.6425m判断是否于实际偏心距眠。相符莉足N=AXr2*Gd+Opr2,d=9109.1kNM=BP*id+DpPW=60523kN.m判断正截面抗压承载力是否满足要求：满足要求D、桩基正截面抗压承蓑能力计算轴心作用基本信息桩基截面直径2r=1.500m桩基截面面租A=1.767m2桩基计算高度L：=11500mL02r7.67轴压稳
29、定系数=1.00纵向受压钢筋抗压强度设计值口280Mpa纵向受压纲筋直径*25mm纵向受压单根纲筋面积As=4909mm2纵向受压纲筋数里11=38纵向受压钢筋总面积AJ0.0187m2抗压承戴力N=090(Ag+AsMd)2664856kN轴力设计值v1=57759kN是否满足要求蔚足要求E、桩基裂壁宽度蛉算按照公路纲筋混凝土及技应力混鬟土桥涵设计双范(JTGD62-2004)第645条进行计算正常使用长期弯矩最大设计值Msc=927.7kN.m正常使用短期莺矩最大设计值MVj=10298kN.m正常使用短期轴力最小设计值Ns=22766kN纲筋弹模Es=200000Mpa钢筋形状系数CI=
30、1.0长期效应影响系数C2=1.4504混凝土保护层厚度C=50mm短期荷载组合下偏心距e=0.452m5=1+1(4000eoho)x(Uh)2=1.05ss=(59.42Ns(r2tu,k)(2.80secr-1.0)-1.65)p(2z3j=6.41Mpa判时是否进行裂缝宽度检算：不进行裂缝宽娥算裂缰宽度：Wfk=CC2(0.03+sEs(0004dp+1.52C)=0.00mm裂缰宽度允许值W=0.20mm判是否满足要求：萧足要求F、地基承载能力计算按照公路桥涵地基与基地设计规范(JTGD63-2007)第5.3.4条计算岩石层情况完整较完整清孔情况等因素而定的端阳发挥系数Ci0.36
31、桩湍直径2r=1.500m桩端截面面积Ap=1.77m2桩身周长U=4.71m桩湍岩石饱和单轴抗压强度标注值k=4500kPa各层岩石情况第i层岩层hi(in)ca(m)f(kPa)16000.03450020.0330.03说明：h桩该入各层部分厚度，不包括强风化层和全风化层，单位：m；Ca-清孔情况等因素而定的网阻发挥系数，当为钻孔桩时，Cz降低20%；第i层的仅值，单位：kPa。覆盖层土的网阻力发挥系数s=0.8各覆盖层土情况：第i层土Il5)qt(kPa)1I00002一一一3说明：各土层厚度，单位：m；中卜一桩侧第1层土的则阻力标准值，单位：kPa。单桩轴向受压承载力容许值Ra=CApfrk+UC2hifrk-+0.5sULiQii=6679.8kN抗力系数=1.00Ral=6679.8kN地基承载力设计值Nd=46337kN是否满足要求：萧足要求I7 .结论通过以上计算结果可以得到，上部结构以及下部结构安全性均满足规范要求。
