香滨路钢箱梁计算书(3.22)

哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院1PM9-PM12钢箱梁上部结构计算书1工程概况PM9-PM12上部结构采用40m+53m+40m连续钢箱梁结构，两侧设防撞栏，主梁顶宽11.8m，底宽6.8m，设置结构单向横坡2.0%，梁底水平，主梁为全桥等高度钢箱梁，中心梁高1.8m。施工方法为预制拼装施工。钢箱梁典型断面图如图1-1所示。图1-1箱梁典型断面图（单位：mm）2技术标准和设计依据2.1技术标准（1）桥面布置：0.5m防撞栏+11m行车道+0.5m防撞栏＝12.0m全宽（2）设计车道数：单向3车道（3）桥面纵坡：最大纵坡：2.73%；最小纵坡：6.74‰。（4）桥面横坡：2.0%（向内单向坡）（5）荷载等级：城市-A级（6）温度：体系升温：24℃，体系降温：47℃。2.2设计规范（1）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）（2）《公路工程技术标准》（JTGBO-1-2003）（3）《公路桥涵钢结构及木结设计规范》（JTJ025-86）（4）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院2（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)（6）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）（7）《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）（8）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）（9）《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）3主要材料及技术参数钢材采用Q345qE钢，其技术指标应符合公路钢桥规范（JTJ025—86），弹性模量E=2.1×105Mpa，剪切模量G=0.81×105MPa。钢材容许应力见下表：表3-1钢材容许应力表应力种类钢材种类Q345qE轴向应力（MPa）200弯曲应力（MPa）210剪应力（MPa）1204连续钢梁上部结构纵向计算4.1计算方法与模型本节采用Midascivil计算程序，对主梁进行容许应力计算。模型采用梁格法对钢箱梁进行模拟，纵向设置三根纵肋，单元分别是1-70；71-140，141-210，三根纵肋利用间距为2m的横隔板进行连接，单元编号为：211-352，共计142块横隔板。边界条件采用横向双支座的支撑形式对桥梁支座进行模拟，节点号214至221，根据实际的支座受力，外部支座只在固定支座（218节点处）进行两方向约束Dx、Dz，其他外侧支座（214，216，220节点）只对Dz进行约束；对于内侧支座只在固定支座（219节点处）进行三方面约束Dx、Dy、Dz，其他内侧支座（215，217，221节点处）Dy、Dz进行约束。结构离散图如图4-1所示。哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院3图4-1结构离散图4.2设计荷载及验算内容4.2.1设计荷载（1）一期恒载包括主梁自重及横隔梁自重。按构件实际断面并考虑构造因素计入，容重按76.98kN/m3计，自重系数1。（2）二期恒载：桥面铺装为10cm厚混凝土和9cm厚沥青混凝土，容重分别为25kN/m3和23kN/m3，宽度按实际桥宽计。防撞栏杆：6kN/m（左侧）+6kN/m（右侧）=12kN/m；（3）汽车荷载汽车等级为城市-A级。纵向计算采用车道荷载，横桥向按3车道考虑。计算弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值采用10.0kN/m，计算剪力时，采用15.0kN/m，集中荷载采用300kN。横向按单向3车道进行加载。横向偏载系数1.25，计入横向车道折减系数0.78。汽车冲击力：冲击系数按《公路钢桥规范》（JTJ025-86）计算，即：μ=15/（37.5+L）=15/(37.5+40)=0.194汽车制动力标准按《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）中相应规定，加载车道为2条以上，以两车道为准，不进行折减，其值为10%的车道荷载与160kN中的较大者。即制动力取为688.5kN。（4）人群荷载不计人群荷载。（5）温度荷载整体温差：体系整体按升温24°C，降温47°C计。哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院4局部温差：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.3.10条计算，铺装层厚为9cm沥青混凝土，即正温差T1=14℃，T2=5.5℃，负温差T1=-7℃，T2=-2.75℃。（6）支座沉降基础不均匀沉降取为8mm。4.2.2荷载组合设计荷载组合：（1）组合Ⅰ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体升温+1.0正温度梯度+1.0支座沉降（2）组合Ⅱ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体升温+1.0负温度梯度+1.0支座沉降（3）组合Ⅲ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体降温+1.0正温度梯度+1.0支座沉降（4）组合Ⅳ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体降温+1.0负温度梯度+1.0支座沉降4.2.3验算内容（1）正截面正应力验算正截面正应力验算，对构件正截面的正应力按容许应力法进行验算，在组合Ⅰ-Ⅳ作用下须满足：σ≤γ[σ]式中：σ——结构标准荷载的计算应力，不考虑荷载组合系数；[σ]——设计规范规定的容许应力；γ——不同荷载组合的容许应力提高系数。（2）结构变形验算结构变形验算包括恒载挠度和活载挠度验算。当最大恒载挠度L/1600时，可以不设预拱度否则应设置预拱度。在活载作用下的最大挠度应L/600。4.3主要计算结果（1）结构正截面应力计算：表4-1荷载组合（一）节点号应力极值（组合一）节点号应力极值（组合一）节点号应力极值（组合一）114.77215.414314.0215.67313.214420.9314.37428.914537.5438.07542.014651.0哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院5556.97652.414762.3671.57760.614871.1782.97866.914977.2892.07971.215080.4998.18073.415180.810101.08173.515278.511101.08271.715373.41298.58367.815465.61392.78462.215555.11484.18554.615641.01572.78643.315733.31654.88739.2158-47.01736.68853.2159-65.41846.68968.8160-82.519-63.59089.6161-70.320-85.491115.0162-83.821-107.09295.3163-98.822-79.293104.0164-80.523-91.19479.6165-57.724-72.29556.816637.52551.39640.716727.72640.19732.716844.12737.89846.316958.62856.69957.517071.42975.110066.917182.33090.810174.917291.231103.010281.117397.432113.010385.8174101.033119.010488.6175102.034123.010589.7176101.035125.010689.017797.236123.010785.817891.437119.010881.217982.838112.010974.818072.239102.011067.018158.74089.811156.618243.74175.111245.018327.24257.611332.318436.04338.411441.2185-53.14437.511557.6186-73.74549.011676.1187-95.346-68.711798.9188-77.347-93.511878.4189-87.748-74.211991.8190-80.349-86.012082.1191-94.050-77.612197.0192-75.251-92.512276.8193-57.652-70.812360.5194-41.75351.312447.419532.4哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院65441.912536.019645.35542.612646.219757.95659.012755.419867.95772.712862.819975.35883.612968.320080.05991.713071.920182.26097.013173.620281.76199.313273.220378.56298.813370.920472.76395.313466.520564.06488.913560.220653.26579.513651.820739.56667.413741.120822.06752.713827.920914.26834.513913.321015.16914.414015.2211-74.97015.414114.421290.77114.114214.9213-131.0注：应力以Mpa为单位。图4-2组合Ⅰ截面应力包络图(MPa)表4-2荷载组合（二）节点号应力极值（组合二）节点号应力极值（组合二）节点号应力极值（组合二）1-7.3472-6.87143-9.462-7.5773-10.114430.83-9.6774-32.214546.5428.175-45.514659.1545.676-56.114769.565977-64.314877.5769.578-70.214982.7877.779-7415085.1982.880-75.615184.7108581-75.115281.61184.382-72.515375.71280.583-67.915467.21373.884-61.415555.91464.285-52.915640.9155286-40.3157-31.2163387-30.2158-4917-47.588-44.3159-68.8哈尔滨香滨路上跨桥工程哈尔滨市市政工程设计院718-67.989-59.8160-87.419-87.190-80.7161-69.720-10991-106162-85.121-12992-88.1163-10522-94.893-94.8164-85.723-11494-72.1165-61.924-9695-50.2166-41.125-73.896-33.5167-22.826-53.697-24.416840.127-35.398-37.716954.42830.799-49.917067.22949.1100-60.517178.13064.7101-69.317286.83177.3102-7617392.83286.4103-80.917496.43393.2104-83.817597.53497.1105-84.617696.23598.3106-83.317792.33696.6107-80.317886.33792.3108-75.417977.73885.5109-68.318067.13975.8110-59.418153.44063.4111-48.918238.34148.6112-36.6183-224231.1113-22.7184-39.443-32.7114-34.8185-59.144-50.9115-50.5186-80.145-72.3116-68.4187-10346-94.3117-90.4188-77.447-118118-72.1189-88.448-92.3119-85.1190-80.449-104120-75.5191-10050-95.3121-87.6192-79.851-116122-67.6193-61.152-94.3123-51.3194-44.253-73.9124-38.1195-28.854-55.5125-29.519644.555-38.8126-41.8