第三册 钢拱肋和组合梁结构计算书.doc

目 录 1 概述 1 1.1 工程概况 1 1.2 技术标准及参考规范 2 1.2.1 技术标准 2 1.2.2 参考规范及资料 2 1.3 主要材料 3 1.4 荷载组合 4 1.5 容许应力 4 2 结构内力计算 6 2.1 内力方向图 6 2.2 单元编号 6 2.3 结构内力表 6 3 主体构件强度验算 34 3.1 拱肋应力验算 34 3.2 横撑应力验算 43 3.3 边主梁应力验算 47 4 局部构件强度验算 63 4.1 横梁强度验算 63 4.1.1 B0~B10节段叠合横梁 63 4.1.2 B11节段叠合横梁 69 4.1.3 端横梁 74 4.1.4 叠合横梁横向钢筋计算 77 4.2 托架强度验算 78 4.2.1 验算托架截面尺寸 78 4.2.2 确定托架的拼接板尺寸 78 4.2.3 据内力确定托架拼接板的螺栓布置 79 4.3 支撑加劲强度验算 80 4.3.1 横向支座验算 80 4.3.2 竖向支座验算 81 4.3.3 验算焊缝抗剪能力 82 4.4 主梁吊耳强度验算 82 4.4.1 吊耳各部分的截面积 82 4.4.2 吊耳应力验算 82 4.4.3 活载应力幅作用下的吊耳应力验算 83 4.4.4 验算耳板底部附加应力及吊点位移 83 4.5 拱肋吊点强度验算 85 4.6 钢混结合段强度验算 86 5 构件局部稳定验算 88 5.1 边主梁局部稳定验算 88 5.1.1 钢边主梁顶底板局部稳定性验算 88 5.1.2 钢边主梁腹板局部稳定性验算 89 5.2 横梁局部稳定性验算 90 5.3 拱肋及风撑局部稳定验算 93 5.3.1 横撑稳定性验算 93 5.3.2 拱肋稳定性验算 94 6 抗疲劳计算 100 6.1 计算参考依据 100 6.2 钢梁的疲劳计算 100 6.3 横撑的疲劳计算 103 6.4 横梁的疲劳计算 104 6.5 剪力钉的疲劳计算 107 概述 工程概况 凤凰三桥跨越下横沥水道，两岸地势平坦，江面宽约420ｍ，水深约5～10ｍ，桥下船舶通行繁忙，上游北岸离桥边线190ｍ处设有三千吨级码头，南岸离桥边线110m处设有千吨级散货码头。主桥通航孔按I级航道标准，通航净高Hm=18ｍ、净宽Bm=200ｍ，最高通航设计水位采用二十年一遇洪水位7.46ｍ。考虑水下地形、水深、上游两岸码头以及桥墩宽度与防撞等因素，设单个双向通航孔时，跨径取308ｍ，并将主跨布置在河流中央。 主桥跨径组合为40+61+308+61+40m=510m，边中跨比0.198，主桥长为510m，大致成对称布置在河道中，并以61m跨到达河堤边。以40m跨越南岸河堤。主跨为中承式系杆斜拉钢混组合拱桥，边跨主梁为砼结构，中跨主梁为钢砼组合结构，吊杆纵向间距为10.2m。桥面以上拱肋为钢箱结构，桥面以下三角刚架为混凝土结构。主拱采用矢跨比为1/4.5，拱轴系数为m=1.25的悬链线箱形拱肋。拱肋向内以1：5的斜率倾斜，构成提篮式拱。 主桥桥型布置 主桥断面布置 技术标准及参考规范 技术标准 设计荷载等级：公路I级。 桥面净宽：按双向八车道设置。 洪水频率：百年一遇或最大历史洪水。 通航标准：按I级航道标准，通航净高Hm=18ｍ、净宽Bm=220ｍ。 地震：按烈度7度设防。 参考规范及资料 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86） 《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2-2005） 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98） 《日本道路桥示方书》 《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004） 《现代钢桥》（上册） 《组合结构桥梁》 《钢—混组合结构设计手册》 《南京长江第三大桥钢索塔技术》 《钢桥、混凝土桥及结合桥》BS5400 《公路钢结构桥梁设计规范—征求意见稿》（参考） 《钢—混组合桥梁设计与施工细则—征求意见稿》（参考） 主要材料 主体结构采用Q345qC； 部分含有Z向受力的采用Q345qE-Z25； 附属结构采用Q235B； 组合结构中混凝土采用C50钢纤维混凝土。 基本设计参数 Q345： 弹性模量E=2.1×105MPa 剪切模量G=0.81×105MPa 轴向容许应力：200 MPa 剪切容许应力：120 MPa 弯曲容许应力：210 MPa 端部承压：300 MPa Q235： 弹性模量E=2.1×105MPa 剪切模量G=0.81×105MPa 轴向容许应力：140 MPa 剪切容许应力：85 MPa 弯曲容许应力：145 MPa 端部承压：2