大跨度桥梁结构计算书
大跨度桥梁结构计算书
1 结构概况
该桥为双薄壁墩刚构桥，主梁采用变高度箱梁，该桥跨径为85+130+85m。
桥梁的结构形式如下：
图1.1 桥梁结构形式
2技术标准和设计参数
2.1计算依据
1、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）；
2、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）；
3、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
4、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG
D62-2004）；
2.2设计技术条件
公路等级：公路Ⅰ级。
2.3 主要设计参数
桥梁结构所承受的荷载(或作用)包括结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移（按沉降量按1.0cm考虑）、活载、结构整体升降温和温度梯度等。
上部结构设计计算取用的有关参数如下：
1、结构重力:混凝土容重取26KN/m³
2、二期恒载:包括桥面铺装、栏杆等
二期恒载的总荷载为：60.8 KN/m
3、收缩徐变影响力:按04设计规范取用，天数3650天
4、基础变位影响力:不均匀沉降按1.0cm计
5、相对湿度 70%
6、纵向预应力锚下控制应力 1395MPa
7、孔道偏差系数 0.0015
8、一端锚具回缩 0.006m
9、钢束松弛率 0.3
10、预应力孔道摩擦系数 0.17
11、施加预应力混凝土强度≥90%
12、温度荷载
整体温差+20℃、-20℃
温度梯度：按04规范取值，即14.0℃—5℃—0℃，反温差为上述值的-0.5倍。
3 有限元模型
3.1单元和截面的建立
该桥有限元模型共106个单元，101个节点。
具体模型如下图。
图3.1.1 消隐模式的全桥模型
图3.1.2 全桥模型
3.2边界条件
该桥支座采用固结形式。
图3.2.1 该桥支座
3.3主要荷载
荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。
自重:26 KN/m³，采用程序系统提供的-1.04自重系数加载。
系统升降温：升温20度，降温20度。
温度梯度：14℃/5.5℃。
二期恒载：60.9kN/m，采用线均布荷载来加载到截面上。
预应力荷载：张拉应力1395Mpa，两端张拉。
两端支点处横隔板以及中支点处横隔板按均布荷载施加到箱梁上。
预应力参数方面，主梁预应力束为Φs15.2，面积1392
mm，控制张拉应力为0.75f pk，预应力损失计算参数按规范选取：1）相对湿度为85%；2）预应力管道采用塑料波纹管成形，管道摩擦系数μ=0.17；3）管道偏差系数K=0.0015；4）锚具变形与钢束回缩值6mm。
预应力钢束为19束，分为顶板束和底板束共122束。
该桥为移动挂篮施工，挂篮荷载为6276.3KN，挂篮引起的弯矩为15690.6KN·m。
考虑混凝土的湿重。
3.4 施工阶段
该桥模拟施工阶段为：挂篮就位、浇筑混凝土、混凝土成型，张拉预应力钢束。
主墩和零号块按一次施工完成考虑。
具体施工阶段见下表。
表3.4 施工阶段
部分施工阶段如下：
图3.4.1 CS1阶段
图3.4.2 CS15边跨合龙阶段
图3.4.2 CS16跨中合龙阶段
4 计算结果
4.1 施工阶段应力图
图4.1.1 CS1阶段主梁最大应力图
图4.1.2 CS15边跨合龙阶段主梁最大应力图
图4.1.3 CS16跨中合龙阶段主梁最大应力图
图4.1.3 CS17二期恒载作用下主梁最大应力图从以上应力图可以看出，该桥在施工阶段主梁未出现拉应力，该桥的设计比较合理。
且应力分布均匀，有利于桥梁的后期收缩徐变。
4.2 施工阶段主梁变形
图4.2.1 CS1阶段主梁变形图
图4.2.2 CS15边跨合龙阶段主梁变形图
图4.2.3 CS16中跨合龙阶段主梁变形图
图4.2.4 CS17二期恒载阶段主梁变形图
4.3 正常使用极限状态
一、短期荷载组合应力包络图
图4.3.1 短期荷载组合上缘应力包络图
图4.3.2 短期荷载组合下缘应力包络图二、长期荷载组合应力包络图
图4.3.3 长期荷载组合上缘应力包络图
图4.3.4 长期荷载组合下缘应力包络图
从以上的云图可以看出在标准组合情况下，主梁上缘未出现拉应力。
可见，在标准组合下，基本保证主梁全截面受压，主梁应力满足C50混凝土抗压允许值。
4.4 承载能力极限状态
图4.4.1 承载能力极限状态组合弯矩包络图
图4.4.2 承载能力极限状态组合剪力包络图
4.5 分析结果一览表
表4.3.1 正常使用极限状态应力计算汇总表
注：应力拉为正，压为负。
表4.3.2 极限承载力计算汇总表
4.6 结论
通过计算可以发现，该桥在施工阶段和正常使用阶段，主梁均未收到拉应力作用，主梁均处在受压状态。
本桥分析了桥梁施工阶段各个阶段应力和变形情况，有助于施工人员了解该桥的受力特点。