荆岳长江大桥主要计算结果(816m混合梁斜拉桥).doc

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1、.主跨（150+230+816+80+350）米双塔混合梁斜拉桥主要计算结果1、主要技术标准公路等级：平原微丘区高速公路；计算行车速度：100Km/h；设计荷载：公路级；地震基本烈度：基本裂度为7度（50年内超越概率为10%的基岩水平峰值加速度为94.5cm/s（0.0945g），按8度设防；设计温度：根据当地气象条件，多年平均气温16.3，极端最低气温-15.1，极端最高气温38.3，月平均最低气温0.3，月平均最高气温28.0。设计基准风速：10m高1/100频率的10min平均最大风速27m/s设计纵坡：2%；桥面横坡：2%；桥面宽度：有效宽度为32.5m，主桥全宽37.5m；主桥计算跨

2、径：816m；2、计算依据2.1、主要荷载2.1.1、主要荷载一览表分 类名 称标 准永久荷载（恒载）结构重力钢筋混凝土容重：26kN/m3；钢：78.5 kN/m3；桥面铺装容重：24kN/m3预加应力根据有关规定取用混凝土收缩、徐变影响力根据有关规定取用可变荷载基本可变荷载(活载)汽车公路级其他可变荷载风力10m高1/100频率的10min平均最大风速27m/s温度影响力根据当地的气象条件，基准温度取16.3 ；最高温度取38.3，最低温度取-15.1；偶然荷载地震力按八度计算船舶撞击力顺桥向撞击力按15000KN考虑2.1.2、恒载钢箱梁恒载按照各梁段实际重量取值，其一期恒载平均值为19

3、5KN/m；混凝土梁恒载按照各梁段实际重量取值，其一期恒载平均值为1296KN/m；索塔恒载，按照各段塔柱和横梁的截面积计算。主梁桥面铺装、桥面系等二期恒载平均值：63KN/m。2.1.2、公路级活载汽车荷载考虑以下系数：多车道横向折减系数： 0.5（横向按八个车道加载）纵向折减系数： 0.94偏载系数： 1.10综合系数： 80.50.941.10=4.182.1.3、温度荷载本设计计算均以16.3为基准温度考虑，总体计算按升温25，降温-30取； 2.1.4、风荷载作用于桥梁上的风荷载由平均风作用、脉动风的背景作用及结构惯性力作用叠加而成，针对该方案进行了成桥状态的风载内力计算。静风荷载作

4、用下，采用有限元方法进行结构内力计算，并按规范要求进行内力组合。根据公路桥梁抗风设计规范计算，风速；静阵风风速：；按B类场地取。作用在主梁上的静风荷载按下列公式计算：横向风载：竖向风载：扭转力矩：式中：主梁体轴各方向的横向力系数、竖向力（升力）系数，扭转力矩系数；分别为主梁的高度和宽度（m）。对于桥塔和拉索，其静风荷载只计阻力，即式中：桥梁各构件的阻力系数；桥梁各构件顺风向投影面积（），对于斜拉索取为其直径乘以其投影面积。2.2、荷载组合对于全桥体系，主要进行以下几种组合计算。组合一：长期效应组合；按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定；组合二：短期效应组合；按规范JTG D60-2

5、004第4.1.7条规定；组合三：标准值组合；组合四：重力+地震力；2.3、各构件几何物理特性参数典型断面钢箱梁参数表项目单位数量备注形式扁平钢箱梁，内净高3.8m，顶板厚14mm，底板厚12mm弹性模量MPa2.10E+05剪切弹模MPa8.10E+04泊松比0.3截面积m21.828 典型断面形心高m2.04离底板内面与桥梁竖向中心线交点截面特性Izm44.5998竖弯Iym4244.5437横弯Jdm410.766扭转典型断面混凝土梁参数表项目单位数量备注形式预应力箱梁，内净高3.8m，顶板厚40cm，底板厚40cm弹性模量MPa2.10E+053.6104剪切弹模MPa8.10E+04

6、1.44104泊松比0.2截面积m241.19 典型断面形心高m2.055离底板内面与桥梁竖向中心线交点截面特性Izm472.95竖弯Iym45192.53横弯Jdm4257.25扭转拉索参数表拉索型号拉索面积（mm2）理论重量（kg/m）破断载荷（KN） 弹性模量（Mpa）标准强度（Mpa）PEZ-S-15-1860-811125989.1216162.1E51860PEZ-S-15-1860-761056483.6196512.1E51860PEZ-S-15-1860-71986978.1183592.1E51860PEZ-S-15-1860-66917472.6170662.1E5186

7、0PEZ-S-15-1860-61847967.1157712.1E51860PEZ-S-15-1860-51708956.1131872.1E51860PEZ-S-15-1860-41569945.1106012.1E51860混凝土构件主要断面参数表项目几何特性项目物理特性索塔形式A型容重25KN/m3混凝土标号C50弹性模量3.45104 MPa断面形式矩形空心断面剪切弹模1.38104 MPa横梁数2泊松比0.2编号适用单元断面积抗弯Iz形心高(m2)(m4)(m)塔柱断面1塔柱底面231.753214.2196.52塔顶处截面33.23236.1804.02.4、计算方法与结构离散图

8、总体结构静力计算使用桥梁博士3.0，应用有限位移理论采用平面杆系模型计算。在平面杆系计算中，全桥共划分203个节点，300个单元。其中178号钢箱梁，79107号混凝土梁，108200号混凝土桥塔，201300号为斜拉索。平面杆系结构的约束条件是：塔根处为固结，左、右交接墩为竖向铰支并用弹簧固定(K=40000KN/m),辅助墩顶为竖向铰支，索塔与钢箱梁在横梁处为竖向支承。结构单元及节点分布见结构平面杆系计算单元图。3、结构静力计算3.1、主要内力计算结果3.1.1、坐标系坐标系符合右手螺旋法则，方向采用顺桥向为X轴，竖桥向为Y轴，横桥向为Z轴。3.1.2、符号规定结构位移、外力及支座反力结构

9、位移、外力及支座反力亦符合右手螺旋法则，与坐标系方向一致为正。内力将单元的I端至J端视为基线，规定单元内力正向，轴力N压为负,拉为正；剪力Q：与I端局部坐标方向一致为正，反之为负；弯矩M：以使杆件上缘受压为正，反之为负。17结构平面杆系计算单元图拉索编号：左边跨LL01LL25 中跨LR25LR01 RL01RL25 右边跨RR25RR01 3.1.3、内力计算结果成桥状态（一期恒载+二期恒载） 成桥状态全桥弯矩图（单位：KN-m）长期效应组合 弯矩包络图（单位：KN-m）短期效应组合s弯矩包络图（单位：KN-m）标准值组合s弯矩包络图（单位：KN-m）3.2、主要应力计算结果（正为压应力，负

10、为拉应力）成桥状态（一期恒载+二期恒载）桥塔上缘正应力图（单位：MPa）桥塔下缘正应力图（单位：MPa）主梁上缘正应力图（单位：MPa）主梁下缘正应力图（单位：MPa）长期效应组合桥塔上缘最大、最小正应力图（单位：MPa）桥塔下缘最大、最小正应力图（单位：MPa）主梁上缘最大、最小正应力图（单位：MPa）主梁下缘最大、最小正应力图（单位：MPa）短期效应组合桥塔上缘最大、最小正应力图（单位：MPa）桥塔下缘最大、最小正应力图（单位：MPa）主梁上缘最大、最小正应力图（单位：MPa）主梁下缘最大、最小正应力图（单位：MPa）标准值组合桥塔上缘最大、最小正应力图（单位：MPa）桥塔下缘最大、最小正

11、应力图（单位：MPa）主梁上缘最大、最小正应力图（单位：MPa）主梁下缘最大、最小正应力图（单位：MPa）3.3、主要位移计算结果成桥阶段结构竖向位移图成桥阶段结构竖向位移图（单位：m）长期效应组合竖向位移图长期效应组合作用下主梁竖向位移包络图（单位：m）短期效应组合竖向位移图短期效应组合作用下主梁竖向位移包络图（单位：m）标准值组合竖向位移图标准值组合作用下主梁竖直位移包络图（单位：m）主要控制部位水平位移 工况位置组合一（m）组合二（m）组合三（m）MaxminMaxMinMaxMin南塔顶-0.006-0.2310.010-0.358-0.018-0.043北塔顶0.3640.0320.

12、454-0.0420.1240.086梁南端-0.116-0.1680.036-0.351-0.136-0.143梁北端0.180.1340.385-0.0290.1520.145主梁支座反力一览表（横桥向两个）节点号恒载反力（KN）最大竖向力（KN）最小竖向力（KN）交接墩131007795242辅助墩19580205901074辅助墩2437005165033740辅助墩3206002569013730辅助墩4288003387019030交接墩28210113604772斜拉索索力一览表单元号成桥索力（KN）组合一(KN)组合三(KN)索型最大应力（Mpa）应力幅（Mpa）MaxMinM

13、axMinRR044509 5665 5240 6240 5225 554 90 RR054409 5580 5195 6125 5175 PEZ-S-15-1860-76580 90 RR064310 5530 5120 6070 5105 575 91 RR074211 5460 5025 6000 5010 568 94 RR084111 5375 4919 5910 4904 559 95 RR094010 5260 4801 5755 4787 PEZ-S-15-1860-71583 98 RR103910 5170 4690 5660 4678 574 100 RR113808 5

14、120 4617 5600 4605 567 101 RR123712 5065 4543 5545 4533 562 103 RR133580 4972 4457 5410 4448 PEZ-S-15-1860-66590 105 RR143447 4870 4329 5300 4318 578 107 RR153313 4750 4182 5165 4168 563 109 RR163177 4648 4103 5020 4089 PEZ-S-15-1860-61592 110 RR173043 4579 4027 4936 4015 582 109 RR182910 4465 3922

15、4800 3915 566 104 RR192778 4300 3783 4605 3778 543 98 RR202647 4085 3607 4357 3599 514 89 RR212523 3840 3478 4037 3468 PEZ-S-15-1860-51569 80 RR222400 3643 3327 3807 3312 537 70 RR232278 3478 3224 3610 3203 509 57 RR242174 3357 3149 3457 3124 488 47 RR252093 3278 3109 3344 3083 472 37 3.5、全桥结构验算结果3.

16、5.1、正常使用状态应力验算1、钢箱梁全桥体系应力上缘应力：最大压应力：max99.7MPa最小拉应力：min-60.83MPa下缘应力：最大压应力：max131.82MPa最小拉应力：min-43.02MPa由以上计算可知，不计局部应力和施工产生的附加应力，钢箱梁全桥体系应力max131.82MPa，min-60.83MPa，均小于钢材容许应力210MPa。2、混凝土梁全桥体系应力上缘应力：最大压应力：max11.94MPa最小压应力：min0.84MPa下缘应力：最大压应力：max12.78MPa最小压应力：min2.25MPa由以上计算可知，不计局部应力和施工产生的附加应力，混凝土梁全桥体系最大压应力max12.78MPa0.5Rab19.25MPa，min0.84MPa，满足规范要求。3、索塔应力验算索塔塔柱的最大压应力hamax12.42MPa0.5Rab17.5MPa 索塔塔底的最小压应力hamin1.12MPa，满足规范要求。组合四作用下桥塔最小压应力hamin3.03MPa，满足规范要求。3.5.2、主梁竖向挠度验算汽车荷载作用下主梁竖向最大挠度为：（为主桥跨径）3.5.3、拉索验算拉索安全系数均大于2.5。