钢管混凝土异形拱渡槽桥设计计算书

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1、钢管混凝土异形拱渡槽桥设计计算书1、工程概况本桥方案为为2跨连续拱桥，设计方案采用双拱面系杆异型拱,主拱圈为钢管混凝土结构。拱轴计算跨径l=33m,计算矢高f=7m,由二次抛物线旋转51.34度而成。拱肋钢管采用16Mn钢、管径为70cm,壁厚16mm。设计依据为K52+800渡槽桥桥型布置图以及沿线地质资料。2、设计计算主要内容上部结构：该结构拟定施工方法为支架现浇，因而在分析计算过程中仅考虑持久状况（持久状况—桥涵建成后承受自重，车辆荷载等持续时间长的状况）。该状况下做承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。桥面板受力验算。拱肋，系杆受力

2、验算。拱肋稳定性验算。3、工程设计概况3.1设计采用技术规范1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）3）《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000）174）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003)6）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)3.2设计主要技术指标1)设计作用：人群作用：3.5KN/m2；2)桥下净空：2-净15.75x5.5m；3)最大纵坡5.0％；4)桥面横坡：

3、0％。5)桥面宽度：0.9（拱肋）+0.3（人行栏杆）+2.0（人行道）+1.4（渡槽）+2.0（人行道）+0.3（人行栏杆）+0.9（拱肋）＝7.8米3.3主要材料1、混凝土桥面系采用C50混凝土2、普通钢筋采用R235,HRB335钢筋。3、预应力钢筋系梁里采用中交预应力钢筋270K级钢绞线（15.24），吊杆采用直径32精扎螺纹钢筋。4、钢材拱肋采用Q345-C钢。屈服强度为340Mpa，容许弯曲应力为210Mpa，弹性模量为E=2.06x105Mpa175、伸缩缝桥台处采用D60型钢伸缩缝。6、支座采用中墩采用GYZ550×90mm橡

4、胶支座，边墩采用GYZ400×90mm橡胶支座。4、持久设计状况4.1计算模型桥宽纵向和横向布置见图4.1.1及4.1.2：图4.1.1结构纵向布置图17图4.1.2结构横向布置图由于拱肋为典型平面杆系结构，所以计算的时候采用桥梁博士3.0平面杆系计算程序进行计算。设计时考虑纵坡影响，未考虑横坡影响。横梁、桥面板采用等效荷载模拟加载在相应单元节点上。划分单元离散图如下图：图4.1.3设计计算模型17共94个单元，其中1-22单元为拱肋单元，23-40为吊杆单元，41-94单元为系梁单元，系梁采用全预应力构件。4.2作用结构的作用考虑永久作用和

5、可变作用。其中永久的作用包括结构的自重及二期恒载，混凝土的容重取25KN/m3，桥面铺装为人行道5cm沥青砼，渡槽10cm防水层，人行栏杆单侧以5KN/m计。桥面铺装q1＝0.05*2*23＝2.3KN/m桥面板重量q2=5.8/2*0.2*25=14.5KN/m渡槽内水荷载q3=1.0*0.7*10/2=3.5KN/m渡槽自重q4=0.2*1.2*25+0.1*1*25＝8.5KN/mQ=2.3+14.5+3.5+8.5+5=33.8KN/m横梁采取集中力模拟。集中荷载P=0.5*5.8/2*0.7*25＝25.4KN可变荷载包括人群荷载、

6、温度效应、支座沉降。结构温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）表4.3.10-3取T1=200C，T2=6.70C，A=300mm。索力初张拉力根据成桥线形和系梁应力值，进行调整，得到最后施工阶段累计位移如下图所示：图4.1.4施工阶段累计位移17支座反力汇总:正常使用阶段支承反力汇总:结构重力结果:节点号水平力竖向力弯矩10.000e+0001.094e+0030.000e+000122.259e-0012.110e+0030.000e+000230.000e+0001.143e+0030.000e+000预应力结果:

7、节点号水平力竖向力弯矩10.000e+0000.000e+0000.000e+000120.000e+0000.000e+0000.000e+000230.000e+0000.000e+0000.000e+000升温温差结果:节点号水平力竖向力弯矩10.000e+0005.122e-0040.000e+00012-7.803e-010-1.024e-0030.000e+000230.000e+0005.122e-0040.000e+000降温温差结果:节点号水平力竖向力弯矩10.000e+000-5.122e-0040.000e+000127

8、.803e-0101.024e-0030.000e+000230.000e+000-5.122e-0040.000e+000人群MaxQ结果:节点号水平力竖向力弯矩