桥梁70m系杆拱结构计算书

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1、桥梁70m系杆拱结构计算书一、工程概况(1)桥梁主桥上部采用71.8m单跨预应力混凝土系杆拱，为刚性系杆刚性拱，计算跨径L=70m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，矢高为14m。拱肋采用等截面“I”字型截面，拱肋高1.4m，宽1.0m；系杆采用等截面箱梁，系杆高1.6m，宽1.0m；每片拱片设间距为5m的吊杆13根，吊杆采用带PES护层的平行钢丝成品索；端横梁高度为1.4m～1.449m，内横梁高度为1.3m～1.349m，桥面双向1.5%横坡通过横梁高度的变化形成。(2)吊杆采用两次张拉，张拉控制力和张拉顺序见《主跨上部结构施工顺序图》。(3)主桥下部结构

2、采用柱式墩、钻孔灌注桩基础。柱距7.5米，截面为1.6米圆柱，每墩基础采用8根直径为Φ1.2米的钻孔灌注桩。二、设计技术标准1．设计荷载：人群荷载3.5KN/m22．桥面宽度：0.3m（护栏）+5.9m（行车道）+0.3m（护栏）＝6.5m3．通航净空：45×5m，最高通航水位为10.458m4．纵坡竖曲线：纵坡2.5％，竖曲线半径为1000m5．设计地震烈度：6度，按7度设防，设计基本地震加速度值0.05g。二、设计主要材料1.混凝土：主桥拱肋、主桥系杆、横梁为C50混凝土，预应力空心板为C50混凝土，行车道板、风撑、桥面现浇整体化混凝土为C40混凝土，墩帽、

3、墩身、台帽、台身、承台、背墙、挡块、护栏、桥头搭板等为C30混凝土，钻孔灌注桩为C25混凝土，桥面铺装为砼混凝土。2.预应力钢绞线：应符合ASTMA416－02a的规定。单根钢绞线直径φS15.2mm，面积Ay＝140mm2，钢绞线标准强度fpk=1860MPa，弹性模量EP=1.95×105MPa。·11·3.吊杆材料：吊杆采用带PES护层的平行钢丝成品索，规格为φ7-37，fpk=1670MPa，锚具采用冷铸镦头锚。4.普通钢筋：采用符合GB13013-1991和GB1499-98国家标准的R235钢筋和HRB335钢筋。5.钢板及钢管：钢板、钢管采用Q23

4、5低碳钢。6.锚具及管道成孔：锚具采用国内生产的优质夹片锚具及其配套设备，管道采用波纹管成孔。7.支座：主桥采用盆式橡胶支座GPZ(Ⅱ)5GD、GPZ(Ⅱ)5DX、GPZ(Ⅱ)5SX，引桥采用GYZ圆板式橡胶支座。8.伸缩缝：桥梁伸缩缝采用D80型伸缩缝。三、主桥纵向计算主桥上部结构静力分析采用Dr.bridgeV3.1平面杆系有限元程序进行验算，系杆、拱肋采用梁单位进行模拟，吊杆采用拉索单元进行模拟，计算模型见下图。拱肋钢管根据规范及施工图说明考虑各种作用。因设计文件未提及系杆的预应力构件类型，本次咨询暂按全预应力混凝土构件进行验算。主桥共划分为81个单元、5

5、9个节点，22个施工阶段，计算模型如下：计算模型1．施工阶段划分主桥上部结构在施工全过程的受力和体系转换特点，共划分为24个阶段，逐阶段计算并累加后得到成桥内力和其他荷载效应。·11·阶段1:系杆和部分横梁在支架上浇筑完成。阶段2:系杆第1批预应力张拉。阶段3:安装拱肋及风撑。阶段4:安装其他横梁。阶段5:安装64#、66#吊杆并进行初张拉。阶段6:安装62#、68#吊杆并进行初张拉。阶段7:安装60#、70#吊杆并进行初张拉。阶段8:安装65#吊杆并进行初张拉。阶段9:安装63#、67#吊杆并进行初张拉。阶段10:安装61#、69#吊杆并进行初张拉。阶段11:

6、安装59#、71#吊杆并进行初张拉。阶段12:系杆第2批预应力张拉，系杆落架。阶段13:行车道板安装完成。阶段14:64#、66#吊杆第二次张拉。阶段15:62#、68#吊杆第二次张拉。阶段16:60#、70#吊杆第二次张拉。阶段17:65#吊杆第二次张拉。阶段18:63#、67#吊杆第二次张拉。阶段19:61#、69#吊杆第二次张拉。阶段20:59#、71#吊杆第二次张拉。阶段21:桥面二期恒载施加完毕。阶段22:收缩徐变，营运。1．计算参数（1）温度变化按三种情况：a)体系升温25℃b)体系降温25℃c)温度梯度：按系杆顶板日照温差±5℃。（2）混凝土材料力

7、学特性：·11·C50混凝土，容重γ=26kN/m3，弹性模量：3.45×104MPa，混凝土强度标准值fck=32.4MPa，ftk=2.65MPa。C40混凝土，容重γ=26kN/m3，弹性模量：3.25×104MPa，混凝土强度标准值fck=26.8MPa，ftk=2.4MPa。（3）预应力材料力学特性：钢绞线的弹性模量：1.95×105MPa锚下张拉控制应力：1209MPa波纹管摩擦系数：0.25波纹管偏差系数：0.0015锚具单端回缩变形：6mm吊杆φ7高强平行钢丝，容重γ=78.5kN/m3，弹性模量：2.05×105MPa，强度标准值fpk=167

8、0MPa。（4）设计荷载