xx大桥
预应力盖梁静力分析报告
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xxxx设计研究院
二零一七年六月
目录
一、概况 (1)
1、主要技术标准： (1)
2、主要采用规范标准 (1)
3、材料参数 (1)
4、设计荷载 (1)
1）恒载： (1)
2）温度荷载： (2)
3）车道荷载： (2)
5、荷载组合： (2)
三、离散模型 (2)
四、盖梁计算分析 (3)
1、预应力钢筋混凝土盖梁计算分析 (3)
1）施工阶段应力验算 (3)
2）使用阶段正截面抗裂验算 (10)
3）使用阶段斜截面抗裂验算 (11)
4）使用阶段正截面压应力验算 (11)
5）使用阶段斜截面主压应力验算 (13)
6）使用阶段正截面抗弯验算 (13)
7）使用阶段斜截面抗剪验算 (14)
五、验算结论 (14)
一、概况
xx大桥，跨径1-40m，斜角60度，上部采用预应力砼简支小箱梁，下部采用柱式台、桩基础；荷载等级为公路-Ⅰ级。
1、主要技术标准：
1、荷载等级：公路-I级；
2、设计洪水频率： 1/100；
3、桥梁宽度：桥梁、涵洞均与路基同宽；
4、环境等级：II类环境；
5、基本地震动加速度峰值：0.2g；
6、结构设计安全等级：桥梁一级；
2、主要采用规范标准
1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2015）
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）
3、材料参数
本次计算分析所用材料各项参数均按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）取值。
4、设计荷载
本次盖梁分析主要考虑荷载包括：
1）恒载：
主梁自重：主梁重量按照实际重量计入并考虑湿接缝部分重量，钢筋混凝土容重按26KN/m3计。
铺装：12cm沥青混凝土铺装，容重按23KN/m3计；8cm厚C40混凝土桥面现浇层容重按26KN/m3计；
路侧护栏、横隔板、端横梁等钢筋混凝土结构：容重按26KN/m3计；
表2.1 盖梁模型荷数加载值
预应力荷载：按施工图设计配束，通过空间有限元软件分析计算效应值。
表2.2 盖梁梁钢束配置表
收缩、徐变效应：按有限元软件计算效应值计入。
2）温度荷载：
系统温差遵照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）取值，混凝土结构：体系升温：22℃，体系降温：22℃；
日照温差遵照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）取值，桥面板表面升温14℃，桥面板以下100mm升温5.5℃，桥面板以下400mm升温0℃，负效应减半。
3）车道荷载：
建立盖梁模型，加载横向移动荷载，车道荷载按《公路工程技术标准》 JTG B01-2014规定加载。
5、荷载组合：
荷载组合按照《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60-2015）执行。
三、离散模型
本次盖梁计算分析采用 MIDAS Civil 8.3.2空间有限元分析软件进行分析计算，按结构实际截面尺寸定义截面特性，建立梁单元模型模拟结构，结构模型如图3.1所示：
图3.1盖梁计算模型
四、盖梁计算分析
1、预应力钢筋混凝土盖梁计算分析
根据结构重要程度，将该盖梁按照A类部分预应力混凝土构件设计，验算内容主要包括：施工阶段应力验算、使用阶段正截面抗裂验算、使用阶段斜截面抗裂验算、使用阶段正截面压应力验算、使用阶段斜截面主压应力验算、使用阶段正截面抗弯验算、使用阶段斜截面抗剪验算。
1）施工阶段应力验算
为了充分考虑结构安全性，将施工阶段划分为6个施工阶段：1、盖梁现浇：2、张拉部分预应力：3、架设小箱梁；4、张拉剩余预应力；5、浇筑湿接缝并施工二期桥面系；6、充分收缩徐变。
各个施工阶段在弹性荷载组合下连续梁上下缘应力分别见图4.1～4.12：
图4.1 第一个施工阶段盖梁上缘应力图
图4.2 第一个施工阶段盖梁下缘应力图
图4.3 第二个施工阶段盖梁上缘应力图
图4.4 第二个施工阶段盖梁下缘应力图
图4.5 第三个施工阶段盖梁上缘应力图
图4.6 第三个施工阶段盖梁下缘应力图
图4.7 第四个施工阶段盖梁上缘应力图
图4.8 第四个施工阶段盖梁下缘应力图
图4.9 第五个施工阶段盖梁上缘应力图
图4.10 第五个施工阶段盖梁下缘应力图
图4.11 第六个施工阶段盖梁上缘应力图
图4.12 第六个施工阶段盖梁下缘应力图
综上施工阶段上缘最大拉应力为1.28MPa，最大压应力为13.45MPa；施工阶段下缘最大拉应力为1.13MPa，最大压应力为10.07MPa；
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）第7.2.8条计算得施工阶段允许最大压应力为：18.76MPa，最大拉应力为1.68MPa，上述施工阶段拉压应力均满足规范要求，盖梁施工阶段配束合理，结构安全。
2）使用阶段正截面抗裂验算
根据计算盖梁在长期荷载组合下没出现拉应力，在短期荷载组合下，上、下缘应力图分别见图4.13、4.14所示：
图4.13 短期效应组合下盖梁上缘应力图
图4.14 短期效应组合下盖梁下缘应力图
综上盖梁在短期荷载组合出现的最大拉应力为0.702 MPa，在长期荷载组合下没出现拉应力。
满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62
－2004）第6.3.1条：A类预应力混凝土构件在短期荷载作用下拉应力小于等于0.7倍砼抗拉强度标准值（0.7×2.39=1.67MPa），且在长期荷载作用下不出现拉应力（此时荷载组合不考虑间接作用荷载，如温度荷载等）的规定，盖梁在使用阶段不出现正截面裂缝，配束合理。
3）使用阶段斜截面抗裂验算
图4.15 短期效应组合下盖梁最大主拉应力
根据计算：在短期荷载组合下，盖梁结构最大主拉应力为0.902MPa，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）第6.3.1条：预制砼构件在正常使用短期荷载作用下主拉应力小于等于0.5倍砼抗拉强度标准值（现场浇筑）（0.5×2.39=1.2MPa）的规定，盖梁在使用阶段不出现斜截面裂缝，配束合理。
4）使用阶段正截面压应力验算
根据计算盖梁在弹性阶段应力验算组合下，上、下缘应力图分别见图4.16、4.17所示：
图4.16 弹性阶段应力验算组合下盖梁上缘应力图
图4.17 弹性阶段应力验算组合下盖梁下缘应力图
根据计算：弹性阶段应力验算组合下，盖梁上缘正截面最大压应力为
13.32MPa，下缘正截面最大压应力为10.48MPa，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）第7.1.5条：受压区砼最大法向压应力小于等于砼0.5倍砼抗压强度标准值（0.5×26.8=13.4MPa）的规定，盖梁在使用阶段正截面压应力满足规范要求。
5）使用阶段斜截面主压应力验算
图4.18 弹性阶段应力验算组合下盖梁主压应力图
根据计算：在弹性阶段应力验算组合下，盖梁结构最大主压应力为15.03MPa，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）第7.1.6条：砼最大主压应力小于等于砼0.6倍砼抗压强度标准值（0.6×26.8=16.08MPa）的规定，盖梁在使用阶段斜截面压应力满足规范要求。
6）使用阶段正截面抗弯验算
本盖梁按照安全等级为一级，A类部分预应力钢筋混凝土构件验算其弯曲内力和抗力包络图见图4.19，盖梁正截面抗弯验算满足规范要求。
图4.19 盖梁正截面抗弯包络图
7）使用阶段斜截面抗剪验算
本盖梁按照安全等级为一级，A类部分预应力钢筋混凝土构件验算其剪切内力和抗力包络图见图4.20，盖梁斜截面抗剪验算满足规范要求。
图4.20 盖梁斜截面抗剪包络图
五、验算结论
通过对预应力盖梁进行静力分析，给出以下结构安全性结论与建议：
（1）盖梁施工阶段法向应力验算满足规范要求；
（2）盖梁使用阶段正截面抗裂验算满足规范要求；（3）盖梁使用阶段斜截面抗裂验算满足规范要求；（4）盖梁使用阶段正截面压应力验算满足规范要求；（5）盖梁使用阶段斜截面主压应力验算满足规范要求；（6）盖梁使用阶段正截面抗弯验算满足规范要求；（7）盖梁使用阶段斜截面抗剪验算满足规范要求；
结构安全，设计合理。