盘锦新区纬一河二号桥设计_预应力混凝土变截面连续梁桥设计计算书

'纬一河2#桥设计计算书（上部结构）大连理工大学本科毕业设计盘锦新区纬一河二号桥设计TheDesignoftheNo.2BridgeontheWeiYiRiverintheNewDistrictofPanJin学院（系）：建设工程学部专业：土木工程大连理工大学DalianUniversityofTechnology 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1概述1.1工程概况始建于2005年12月的盘锦辽东湾新区（原盘锦辽滨沿海经济开发区），是辽“五点一线”最早的七个重点园区之一。新区地处“辽宁沿海经济带”、“辽西蒙东城市群经济圈”、“沈阳开发区城市群”三大经济板块结合点，是辽宁沿海开发开放战略的主轴线和渤海翼的交叠之地，承载着振兴东北老工业基地、辽宁沿海开发开放、资源型城市转型试点市等多项国家战略。新区初步形成了水城、产业、港口三大主体功能区，影响力、吸引力、辐射力大幅提升。辽滨水城，又叫金帛湾水城。是盘锦沿海经济区建设与发展的最高境界。优越的区位和显著的地缘优势，使水城成为极具开发潜力和美好前景的最佳发展区域。辽滨境内水系的贯通，城内河网的存在，是辽滨水城建设的重要标志。辽滨水城陆域面积与水域面积相当，在水城内既可以开车，也可以划船。同时，水城内将根据全世界400多座名桥的形状建设桥梁，纬一河2#桥正是其中一座。由于纬一河紧临市政府，河上桥梁均仿照中世纪欧洲桥梁风格建造，以达到庄重美观的效果。总体规划布置图如图1-1图1-1总体规划布置图30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1.1技术标准⑴道路等级：双向八车道城市主干道；⑵设计荷载：公路I级；⑶计算行车速度：40km/h；⑷桥梁宽度：4.0m（人行道及栏杆）+3m（非机动车道）+30m（行车道）+3m（非机动车道）+4.0m（人行道及栏杆）=44m。；⑸结构设计安全等级：I级；⑹地震基本烈度：地震基本烈度为7度，设计基本地震峰值加速度为0.10g，按《公路桥梁抗震细则》中B类桥梁设计。⑺结构设计基准期：100年；1.2设计遵循的依据⑴《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）。⑵《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）。⑶《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）⑷《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）⑸《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJD63-2007）。⑹《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)⑺《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）⑻《公路工程水文勘测设计规范》（JTG030—2002）30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1.1方案比选1.1.1连续梁方案桥梁立面图桥墩位置断面图采用40m+60m+40m分跨，并且采用箱梁截面。变截面加预应力，桩采用摩擦桩。1.1.2拱桥方案30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）拱桥立面图拱桥中间位置断面图中间采用下承式系杠拱，跨径为100m；两边分别采用20m的简支梁桥。桩依旧采用摩擦桩基础，梁也选择采用一幅的大箱梁。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1.1.1方案比选方案类型连续梁桥拱桥经济性较好较差实用性三跨连续梁桥，大跨60m，小跨40m。主跨跨度较大，梁高较高，导致桥下净空相对较小三跨，主跨为下承式拱桥，跨径100m，边跨为拱桥外观的简支梁桥，跨径20.5m。梁高度小保证桥下净空安全性主跨跨度较大，抗震能力差地基条件较差，需以系杆提供拱桥水平推力美观性变截面，线条优美，但桥下净空较小，离水平较近桥型美观，边跨与主跨相呼应，与周围环境相协调受力特点二次超静定结构，受力较简单，但主跨跨径较大，需考虑主跨的挠度及较小跨的上翘问题系杆拱对地基要求不高，结构受力明确，但是本桥桥面较宽横向稳定存在一定问题1.1.2比选结果由于本桥为城市道路桥梁，公路—Ⅰ级荷载标准，所以对桥梁美观和承载能力有较高的要求。需要选择桥型美观、贴合主旨、受力合理、施工方便的方案。综合表中经济、实用、安全、美观、受力特点等的综合比选，最终以连续梁方案作为推荐方案。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1.5主要材料及其特性⑴主梁、桥墩：C50混凝土，E=3.45×104Mpa，容重26kN/m3；⑵桥台、承台：C45混凝土，E=3.35×104Mpa，容重26kN/m3；⑶桩基：C35混凝土，E=3.15×104Mpa，容重25kN/m3⑷预应力筋：破断强度为1860Mpa钢绞线，E=1.95×105Mpa，容重78.5kN/m3⑸普通钢筋：R235、HRB335、HRB400，E=2.0×105Mpa，容重78.5kN/m31.6计算荷载1.6.1永久荷载结构自重：包括箱梁自重、二期恒载、管线的重量等。混凝土容重参见材料参数，管线荷载按单侧5kN考虑。单侧人行道及栏杆：28.6kN/m；单幅10cm沥青混凝土：43.2kN/m；混凝土收缩、徐变：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定计算。预应力：按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定考虑相应损失。1.6.2活载（1）汽车荷载公路—I级。该桥分为左右两幅，单幅桥梁按4车道加1非机动车道，折合为5车道进行计算，车道折减系数为0.6。按照《公路桥涵设计通用规范》计算得冲击系数为1.062。（2）人群荷载30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）局部计算取4.0kN/m2，纵向整体计算取3.0kN/m2。（3）汽车制动力根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）4.3.6-1，一个车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按本规范第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路—I级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN。1.6.3温度荷载（1）体系温差设计基准温度为10℃，按照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）4.3.10-2条，最高有效温度34℃，最低有效温度-23℃，故均匀升温取24℃，均匀降温取-33℃。（2）桥面日照温差梯度温度按照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）表4.3.10-3条取值，主梁仅计车行道宽度范围内梯度温度。桥面为10cm沥青混凝土铺装时梯度温度的分布如图1-2。A、日照正温差B、日照负温差图1-2梯度温度(尺寸单位：mm)1.6.4基础变位桩基均按钻孔灌注桩设计，基础变为为±1cm。1.7荷载组合及容许应力荷载组合按《公路桥涵设计通用规范》（JTG30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定进行。1.7.1承载力极限状态组合：1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.7人群+0.7梯度温度+0.7梯度温度+0.7制动力+0.5基础变位1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.7人群+0.7梯度温度+0.7梯度温度+0.7制动力+0.5基础变位1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.84人群+0.84梯度温度+0.84梯度温度+0.84制动力+0.5基础变位1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.98人群+0.98梯度温度+0.98梯度温度+0.5基础变位1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.98人群+0.98制动力+0.5基础变位1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+1.12人群+0.5基础变位1.7.2持久状况应力验算：1.0自重+1.0收缩徐变+0.7汽车+1.0人群+1.0体系温度+1.0梯度温度+1.0制动力+1.0基础变位。按照本组合验算，受压区混凝土最大压应力应小于0.5倍混凝土抗压拉强度标准值fck。1.7.3抗裂验算：作用短期效应组合：1.0自重+1.0收缩徐变+0.7汽车（不计冲击）+1.0人群+1.0体系温度+0.8梯度温度+1.0制动力+0.75风荷载+1.0基础变位。在短期效应组合下，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）要求：A类预应力混凝土构件，正截面的受拉边缘混凝土拉应力应小于0.7倍混凝土抗拉强度标准值ftk，同时长期荷载组合下不出现拉应力；斜截面抗裂验算要求混凝土的主拉应力在短期效应组合下小于0.5倍混凝土抗拉强度标准值ftk。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）作用长期效应组合：1.0自重+1.0收缩徐变+0.4汽车（不计冲击）+0.4人群+1.0体系温度+0.8梯度温度+1.0制动力+0.75风荷载+1.0基础变位。在长期效应组合下，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）要求：A类预应力混凝土构件，正截面的受拉边缘混凝土应不出现拉应力；斜截面抗裂验算要求混凝土的主拉应力在短期效应组合下小于0.5倍混凝土抗拉强度标准值ftk。横梁、桥墩、承台、桩基的计算详见相应计算部分。1.8计算书的内容盘锦辽东湾新区纬一河2#桥工程计算书共包含两大部分，分别是桥梁上部结构计算和桥梁下部结构计算。1桥梁上部结构主梁纵向计算1.1主梁纵向计算模型盘锦辽东湾新区纬一河2#桥工程，沿桥梁中心线分为左右两幅，两幅桥梁之间设置2cm宽纵缝，两幅桥关于桥梁中心线完全对称布置，计算中取单幅桥进行上部结构计算。全桥总宽为44m，单幅桥宽为21.99m，跨径布置为40+60+40=120m，主梁采用单箱五室变截面预应力连续箱梁，根部梁高3.4m，跨中及边跨端部梁高1.6m。主梁上部结构纵向计算模型如图2-1所示。图2-1：上部结构纵向计算模型1.2主梁纵向计算结果配筋情况描述（仅描述主梁1/2顶底板钢筋情况）。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）顶板：配有559根直径为16间距为12规格为HRB235的普通钢筋；559根直径为12间距为12规格为HRB335的普通钢筋。（不同界面钢筋的具体长度不一样）。箍筋为直径12间距60的HRB335钢筋若干。底板：配有559根直径为16间距为12规格为HRB235的普通钢筋；559根直径为12间距为12规格为HRB335的普通钢筋。（不同界面钢筋的具体长度不一样）。箍筋为直径12间距60的HRB335钢筋若干。1.1.1承载能力极限状态验算图2-2为正截面抗弯极限承载力包络图，图2-3为斜截面抗剪极限承载力包络图。图中分别给出了按承载能力极限状态组合的弯矩设计值、剪力设计值和极限弯矩值、极限剪力值。从图中可以看出，所有截面的极限承载力均满足规范要求。图2-2正截面抗弯极限承载力验算（kN·m）图2-3斜截面抗剪极限承载力验算（kN）1.1.2正常使用阶段应力验算图2-4和图2-5分别给出了截面上、下缘混凝土的压应力的计算结果；从图中可以看出，应力验算组合下主梁上缘受压的最大法向压应力=13.5Mpa≤=16.2Mpa，应力验算组合下主梁下缘受压的最大法向压应力=9.85Mpa≤=16.2Mpa，满足规范要求。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）图2-4：应力验算组合下主梁上缘正应力包络图（kPa）图2.-5：应力验算组合下主梁下缘正应力包络图（kPa）1.1.1正常使用阶段抗裂验算图2-6给出了短期效应组合下主梁正截面上、下缘混凝土应力的计算结果，从图中可以看出，短期效应组合下，截面上、下缘最大拉应力为=0.53Mpa≤0.7=1.855Mpa，满足“规范”要求。A：截面上缘正应力B：截面下缘正应力图2-6：作用短期效应组合下截面正应力图（kPa）图2-7给出了长期效应组合下主梁正截面上、下缘混凝土应力的计算结果，从图中可以看出，长期效应组合下，截面上、下缘无拉应力出现，满足“规范”要求。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）A：截面上缘正应力B：截面下缘正应力图2-7：作用长期效应组合下截面正应力图（kPa）图2-8给出了短期效应组合下主梁斜截面混凝土主拉应力的计算结果，从图中可以看出，短期效应组合下，斜截面主拉应力为=0.67Mpa≤0.5=1.325Mpa，满足“规范”要求。图2-8：作用短期效应组合斜截面主拉应力图（kPa）1.1.1挠度验算按荷载短期效应组合和规范规定的预应力混凝土构件的刚度计算的挠度值为22mm，C50混凝土的挠度长期增长系数为1.425，故主梁在使用阶段的挠度为22×1.425=31.35mm，不大于计算跨径（60m）的1/600(100mm)，满足规范要求。2桥梁上部结构横梁计算结果横梁配筋情况描述：端横梁：顶底板分别配有14根直径为25间距为13.5的HRB30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）335钢筋。腹板配有3列钢筋，每一列分别配有11根直径为16间距为12的HRB335钢筋。并且配有直径为16间距为13.5的HRB335箍筋若干。端横梁配有2排，每排3束预应力钢筋。中横梁：顶底板分别配有23根直径为25间距为13的HRB335钢筋。腹板两边分别配有20根直径为16间距为12的HRB335钢筋。并配有直径为16间距为13的HRB335箍筋若干。中横梁配有2排，每排5束预应力钢筋。1.1计算参数主梁横隔梁共分两类，第一类为端横梁，第二类为中横梁。端横梁梁高1.6m，宽1.9m；中横梁梁高3.4m，宽3m。（1）持久状况的应力验算组合：1.0自重+1.0预应力+1.0汽车，汽车的冲击系数采用1.062。按照本组合验算，混凝土压应力σc≤0.5fck=0.5*32.4=16.2Mpa（2）抗裂验算组合：短期效应组合：1.0自重+1.0预应力+0.7汽车(不计冲击)。在短期效应组合下，“规范”要求：按A类预应力混凝土构件计算，混凝土拉应力：σt≤0.7ftk=0.7*2.65=1.855Mpa。横梁长期效应组合抗裂验算不控制设计，所以本文不再给出长期效应组合下的计算结果。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1.1计算结果1.1.1端横梁验算（1）使用阶段的应力验算图3-1给出了截面上、下缘混凝土的压应力的验算结果。从计算结果可以看出，混凝土的最大压应力为4.43 Mpa，小于0.5fck，满足规范要求。A：截面上缘应力B：截面下缘应力图3-1：应力验算组合下横梁正应力包络图（kPa）（2）抗裂验算30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）图3-2给出了短期效应组合下截面上、下缘混凝土应力的验算结果，从图中可以看出，短期效应组合下，截面上下缘均无拉应力出现，满足规范要求。A：截面上缘应力B：截面下缘应力图3-2：抗裂验算组合下横梁正应力包络图（kPa）1.1.1中横梁验算（1）使用阶段的应力验算图3-3给出了截面上、下缘混凝土的压应力的验算结果。从计算结果可以看出，混凝土的最大压应力为2.58 Mpa，小于0.5fck，满足规范要求。A：截面上缘应力30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）B：截面下缘应力图3-3：应力验算组合下横梁正应力包络图（kPa）（2）抗裂验算图3-4给出了短期效应组合下截面上、下缘混凝土应力的验算结果，从图中可以看出，短期效应组合下，截面上下缘均无拉应力出现，满足规范要求。A：截面上缘应力B：截面下缘应力图3-4：抗裂验算组合下横梁正应力包络图（kPa）1桥梁上部结构桥面板和悬臂板计算结果1.1计算参数桥面板及悬臂板计算截面如图4-1所示，桥面板顶板厚度0.26m，腹板最大净距3.2m；人行道位置悬臂板长2m，根部梁高0.5m；车行道位置悬臂板长0.99m根部梁高0.5m。图4-1：计算截面图30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）（1）荷载组合1.2恒载+1.4汽车，汽车的冲击系数取1.3。按照本组合验算桥面板跨中和支点断面承载力。1.1桥面板计算结果（1）桥面板计算跨径：。（2）平行于板跨径方向分布宽度：。（3）垂直于板跨径方向跨径中部分布宽度：。取两者较大值3.707m。（4）垂直于板跨径方向支撑处分布宽度：。计算时取1m宽板条进行计算，计算跨径为3.46m，恒载计算简图如图4-2所示，活载计算简图如图4-3所示。图4-2：桥面板恒载计算简图30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）图4-3：桥面板活载计算简图（1）计算结果：恒载弯矩：。活载弯矩：（考虑1.3的冲击系数）组合弯矩：跨中弯矩：支点弯矩：跨中承载力：Md=57.5kn.m支撑承载力：Md=178.3kn.m表4.2.1截面弯矩最大计算值与其承载能力比较位置板厚度(cm)承载力（kN·m）弯矩最大计算值（kN·m）结论跨中2657.547.92合格支撑46178.367.1合格由表4.2.1可知，桥面板抗弯承载力满足规范要求。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）（1）裂缝计算结果：矩形截面钢筋混凝土构件最大裂缝宽度可按下列公式计算：其中跨中截面：支撑处截面：，满足要求。1.1悬臂板计算结果1.1.1车行道悬臂板计算结果（1）桥面板计算跨径：。（2）平行于板跨径方向分布宽度：。（3）垂直于板跨径方向跨径中部分布宽度：。计算时取1m宽板条进行计算，计算跨径为0.99m，恒活载计算简图如图4-4所示。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）恒载计算简图活载计算简图图4-4：车行道悬臂板计算简图（1）计算结果：恒载弯矩：。活载弯矩：（考虑1.3的冲击系数）组合弯矩：截面抗弯承载力为198.6kn.m＞69.7kn.m,满足规范要求。（2）裂缝计算结果：矩形截面钢筋混凝土构件最大裂缝宽度可按下列公式计算：其中，满足要求。1.1.1人行道悬臂板计算结果（1）桥面板计算跨径：。计算时取1m宽板条进行计算，计算跨径为2m30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构），恒活载均通过人行道板支撑墙按集中力的形式传递给悬臂板，恒载计算简图如图4-5所示，活载计算简图如图4-5所示。恒载计算简图活载计算简图图4-5：人行道悬臂板计算简图（1）计算结果：恒载弯矩：。活载弯矩：（人群活载不考虑冲击）组合弯矩：截面抗弯承载力为198.6kn.m＞58.3kn.m,满足规范要求。（2）裂缝计算结果：矩形截面钢筋混凝土构件最大裂缝宽度可按下列公式计算：其中，满足要求。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1下部结构计算1.1计算参数1.1.1荷载⑴恒荷载⑵预应力⑶砼收缩及徐变⑷汽车制动力⑸汽车荷载（计冲击）⑹人群荷载⑺支座摩阻力（摩阻系数取0.06）⑻温度。1.1.2荷载组合（1）承载能力极限状态组合：1）边墩轴力：1.2（恒荷载+预应力）+1.4*汽车(计冲击)+1.12*人群荷载2）边墩弯矩：1.4*摩阻力弯矩1）中墩轴力：1.2（恒荷载+预应力）+1.4*汽车(计冲击)+1.12*人群荷载2）中墩弯矩：1.4*制动力+1.4*不平衡力上述系数中当自重、预应力为有利时“规范”规定1.0。（2）抗裂验算组合：短期效应组合：1.0恒荷载+1.0预加力+1.0砼收缩徐变＋0.7制动力（边墩为摩阻力）+1.0降温＋0.8温度梯度＋1.0汽车(不计冲击)+1.0人群荷载长期效应组合：1.0恒荷载+1.0预加力+1.0砼收缩徐变+0.4制动力（边墩为摩阻力）+1.0降温＋0.8温度梯度+1.0汽车(不计冲击)+0.4人群荷载（3）偶然组合：边、中墩轴力：1.0恒荷载（不考虑竖向地震）边、中墩弯矩：1.0地震荷载（E1、E2）按照以上组合验算墩偏心受压极限承载力。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1.1主桥桥墩、桩的计算1.1.1计算模型桥墩和桥墩位置桩基计算，静力计算和动力计算采用两种不同的模型，静力计算采用如图5-1所示的墩桩承台的独立空间模型，把主梁纵向整体模型计算的支点内力施加于该模型之上，以简化模型，减少计算时间；动力计算采用如图5-1所示的空间模型，采用反应谱法计算结构地震反应结果。该模型中主梁，支座，桥墩和桩采用空间梁单元模拟，承台采用厚板单元模拟，桩基利用土弹簧模拟周围圡抗力的影响，土弹簧系数根据土层的性质，厚度，深度，根据《地基基础规范》，利用m法来求解。桥墩与梁体采用弹性连接的刚性连接模拟，墩与承台采用刚性连接主从节点连接模拟，桩顶与承台底部采用刚性连接，桩底部采用固结模拟。图5-1静力计算模型30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）图5-2动力计算模型墩的类型：上图之中有两处桥墩位置，每处桥墩位置上有两个墩，分别为1#A类桥墩和1#B桥墩，两类桥墩的计算截面如图所示；1#A桥墩截面俯视图1#A桥墩截面侧视图30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）2#B桥墩截面俯视图2#B桥墩的侧面图如同一号桥墩，图中长度单位为厘米。桩的类型：桥墩下设直径2m的钻孔灌注桩，桩长60m，单桩承载力根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）,结合地质勘察报告，单桩承载力允许值。5.2.2设计计算参数恒荷载：此次设计之中恒荷载包括了结构的自重，二期恒载，节点荷载。1.1自重：箱型截面采用c50混凝土制作，Midas软件自行计算；1.2二期恒载：包括桥面铺装，人行道板的重量，及栏杆等装饰材料。根据《公路桥涵设计通用规范》，此次设计桥面铺装采用沥青混凝土铺装，容重取24kN/m3，厚度为十公分，人行道板取22KN/m3，栏杆4KN/m3，合计17.89×24×0.1+22+4=69.15kn/m3。1.3节点荷载：在支座处，由于支座反力较大，箱型梁在此处一般做为实心体，在桥台处长为1.9米，在中间支座处为3米，建立模型时，我们都设计为箱型，因此，把此处混凝土的自重等效为节点荷载。在桥台处节点荷载为4.286×26.5×3=1703.7KN，在中间支座处节点荷载为1.5×26.5×1.9=377.625KN。预应力荷载：如同上部结构设计，采用极限抗拉应力为1860Mp的钢绞线，两端同时张拉，使钢绞线的拉应力达到1935Mp，钢绞线的布置形状如下图：30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）混凝土收缩徐变：将混凝土材料其定义时间依存材料，在定义施工阶段时给其赋予足够的时间，软件将自行计算收缩徐变对结构的影响。汽车制动力：根据《公路桥涵设计通用规范》查的，一个设计车道上的由汽车产生的汽车制动力是车道荷载在加载长度上的总重力的10％，一个车道上的荷载由均布荷载和集中荷载构成，一级公路的车道均布荷载为10.5KN/m，均布荷载根据规范取360kN，该半幅桥梁为同向四车道，根据规范，为一个车道的2.68倍，则汽车制动力为（10.5×140+360）×10％×2.68=490KN。汽车荷载和人群荷载：根据规范，在Midas软件中，定义汽车荷载及人群荷载工况，软件将自行计算，只需根据不同需要将其组合而已。5.2.3下部主要构件的模拟（1）支座：支座是将上部结构自重及各种荷载传递到桩基础的主要构件，在下部结构静力计算时，该桥采用刚性连接，给予正确的约束方式。在E2地震作用下，该支座将会损坏，两侧用弹性橡胶来缓冲地震作用。（2）桥墩：采用梁单元模拟（3）承台：采用厚板单元模拟（4）桩：纬一河二号桥采用的钻孔灌注桩，桩身用60份长为一米的梁单元模拟，周围土对桩的水平抗力利用土弹簧模拟，根据地质勘探报告，虽然有多层土质，但我们等效为单一土质，m值取5000KN/m4。如图30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）5.2.4主要构件间的连接（1）支座与梁体的连接：采用弹性连接中的刚性连接。（2）桥墩与承台的连接：采用主从节点连接。（3）桩顶与承台连接：采用弹性连接的刚性连接。（4）桩底：采用一般支撑的全方位固结，包括（x,y,z方向的位移及转动）。5.2.5静力计算结果（1）从模型输出结果查看，在极限承载力组合下,找出一个受力最为不利的墩，其最大的竖向力值（轴力值）=23754KN其最小的竖向力值（轴力值）=16924KN(2)全桥的只设制一个制动墩，单墩的水平荷载：汽车制动力：F=490.5KN支座摩阻力：F=0.06×21457=1287.42KN支座摩阻力对制动墩产生的弯矩：M=1287.42×1.5=1931KN.m汽车制动力与支座摩阻力不同时参与参合运算，计算时取支座摩阻力作为水平荷载参与墩桩承载力运算。（3）墩运算结果30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）全桥只有一个制动墩，在下部结构的静力计算中，各墩的竖向力相差无几，但制动墩在顺桥向的弯矩较大，也最为危险，所以取该墩进行承载力和裂缝宽度验算。结果见下表表一、桥墩承载力计算结果墩号控制截面承载能力极限状态组合内力承载力结论最大弯矩M（KN.m）对应的轴力（KN）弯矩承载力（KN.m）轴力承载力（KN）1143号墩底21133.822137.311043247571436通过表二、桥墩的裂缝宽度计算结果墩号控制截面短期效应状态组合内力长期效应组合内力裂缝宽度（mm）最大弯矩M（KN.m）对应的轴力（KN）弯矩承载力（KN.m）轴力承载力（KN）1143号墩底2035.5518645.542013.3918536.560.186（4）桩的计算结果桩顶的最大轴力=8672KN<11709KN,满足地基基础规范要求，桩顶的最小轴力=5804KN,对应的弯矩为131.5KN.m30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）1承台计算1.1计算参数1.1.1荷载⑴恒荷载；⑵汽车荷载（计冲击，冲击系数的选取见主梁纵向计算总说明）；⑶人群荷载；⑷地震荷载（承台为能力保护构件，取E2地震力）；1.1.2荷载组合荷载组合按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定进行。1.2恒荷载+1.4汽车(计冲击)+1.12人群1.0恒荷载+1.0地震荷载按照第一个组合做承台冲切验算，按第二个组合做撑杆系杆、斜截面抗剪、边角桩冲切验算。1.2主桥桥墩承台主墩承台根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)进行验算，承台外排桩中心距小于承台高，因此按照“撑杆—系杆体系”验算。30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）致谢历经几个月的的毕业设计接近尾声了。心理颇多感慨，从一开始对模型方案图的一无所知，对cad操作的生涩。在老师和同学的帮助下，逐渐熟悉、熟练。在桥隧，每一位老师都有着各自鲜明的特点，但是他们都有着让我们一下子豁然开朗的能力。我的导师，王骞老师。相处的几个月里，对我和我们组的夏建光同学认真负责。对我们要求也比较细。和老师相处的几个月里面，感觉她就像一位大姐姐，在指导我们设计的同时，我们其他方面的困难也常常向她倾述。还有设计院的蒋少寒设计师，专业是他的代名词，在设计过程中，我们看到了设计师专业的水准。在诸多技术上的问题，他都能给予明确的解答，让我们能够明白！其他的老师大多都是我们方向的专业老师，也大多给我们授过课。他们都给与我们很多帮助，帮助我们了解设计、了解软件、了解模型。最后，在这次毕业设计中我们收获很多，也十分感谢老师们对我们的指导帮助！30 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）目录1概述11.1工程概况11.2技术标准21.3设计遵循的依据21.4方案比选31.4.1连续梁方案31.4.2拱桥方案41.4.3方案比选51.4.4比选结果51.5主要材料及其特性61.6计算荷载61.6.1永久荷载61.6.2活载61.6.3温度荷载71.6.4基础变位71.7荷载组合及容许应力71.7.1承载力极限状态组合：81.7.2持久状况应力验算：81.7.3抗裂验算：81.8计算书的内容92桥梁上部结构主梁纵向计算92.1主梁纵向计算模型92.2主梁纵向计算结果92.2.1承载能力极限状态验算102.2.2正常使用阶段应力验算102.2.3正常使用阶段抗裂验算112.2.4挠度验算123桥梁上部结构横梁计算结果123.1计算参数133.2计算结果133.2.1端横梁验算133.2.2中横梁验算144桥梁上部结构桥面板和悬臂板计算结果154.1计算参数154.2桥面板计算结果164.3悬臂板计算结果184.3.1车行道悬臂板计算结果184.3.2人行道悬臂板计算结果195下部结构计算215.1计算参数215.1.1荷载215.1.2荷载组合212 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）5.2主桥桥墩、桩的计算225.2.1计算模型225.2.2设计计算参数245.2.3下部主要构件的模拟255.2.4主要构件间的连接265.2.5静力计算结果266承台计算286.1计算参数286.1.1荷载286.1.2荷载组合286.2主桥桥墩承台28致谢292 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）摘要本文主要论述了盘锦新区纬一河二号桥的设计和计算过程。首先，进行桥型方案的比选，根据桥梁所处位置的实际情况及设计要求，初步拟定了2个方案——连续梁桥、拱桥。从安全、经济、实用、美观的原则出发，比较后最终选择了一个设计方案——连续梁桥选定此方案后，首先结合前人设计经验，规范以及已建的相关桥梁资料拟定本方案桥梁结构的主要尺寸和细部尺寸，以便进行下一步的结构计算。其次，进行上部结构挂梁和箱梁的计算，学习Midas并用Midas对主桥部分建立模型进行上部结构受力计算。按计算所得内力对上部结构配置普通受力筋，分布筋，并将配置的钢筋输入Midas建立的模型中。最后对配好钢筋的桥梁进行强度验算、裂缝宽度验算、刚度验算。上部结构计算完成后进行下部结构的计算。下部结构计算主要是承台和桩基础计算，包括承台和桩的尺寸拟定、配筋设计和强度验算。桩配筋后要考虑在E2地震力下的承载力能力是否满足规范要求。最后对本次毕业设计进行总结。关键词：连续梁;Midas;上部结构设计;下部结构设计0 纬一河2#桥设计计算书（上部结构）AbstractThisarticlemainlydiscussesthedesignandcalculationprocessoftheNo.2BridgeontheWeiYiRiverintheNewDistrictofPanJin.First,makeacomparisonandadecisionofbridgeschemes.Accordingtotheactualsituationofthelocationofthebridgeandthedesignrequirements,preliminarytwoschemesareworkedoutincludingasimplysupported：ContinuousgirderbridgeandArchbridge.Consideredthesecurity,theeconomy,thepracticalapplicabilityandthebeauty,adesignschemeischoseneventuallyafterthecompariasion.TheContinuousgirderbridgetheappearanceofwhichisarchbridgewithhanginggirderischosenasthefinalbridgescheme.Thefinalbridgeschemehasbeendecided.First,themaindimensionsandthedetailsizeofthebridgestructureneedtobeformulatedcombinedpreviousdesignexperience,specification,andtheinformationofthebridgesthathavebeenbuilttocalculatethestructureforthenextstep.Secondly,calculatetheupperstructureincludingthebeamandtheboxgirder.LearnhowtouseMidasandbuildthemodelofthemainpartofthebridgebyMidastocalculatetheupperstructureofthebridge.Configuratethecommonmechanicalreinforcementandthedistributionreinforcementaccordingtotheinternalforceofupperstructurecalculated,andinputthereinforcementconfiguratiedtothemodelestablishbyMidas.Finally,thecheckingcalculationofcrackwidth,strengthandrigidityisdonetothebridgewhichhasbeenmatchedthereinforcementwell.Calculatethebottomstructureafterthecompletionoftheupperstructurecalculation.Thebottomstructuralcalculationismainlyaboutthecapandpilefoundation,includingthedecisionofthesize,reinforcementdesignandcheckingcalculationofstrengthofthecapandpilefoundation.ThepilewhichhasbeengivenreinforcementneedtobeconsideredthebearingcapacityunderE2earthquakeforcewhethermeetthespecificationrequirements.Finally,summarizethisgraduatedesign.KeyWords：Continuousgirderbridge;Midas;Theupperstructuredesign;Thebottomstructuredesign1'