兴山县高阳大桥计算书(129.5m中承式钢管混凝土组合拱).doc

兴 山 县 高 阳 大 桥 计算书 二○○七年十一月·西安 兴 山 县 高 阳 大 桥 计算书 长安大学工程设计研究院 二○○七年十一月·西安 主要参加人员 目 录 一、概述 1 二、计算依据 1 三、主要技术标准 1 四、设计要点 2 五、计算内容 4 5.1主拱圈钢管混凝土桁架计算 4 5.1.1模型建立 4 5.1.2 施工阶段计算分析 5 5.1.3使用阶段计算分析 7 5.2 边孔计算分析 11 5.2.1截面抗弯极限承载力验算 11 5.2.2截面抗裂验算 13 5.2.3 斜截面抗剪承载力验算 13 5.3 吊杆计算分析 14 5.4 吊杆横梁计算分析 15 5.4.1结构离散图 15 5.4.2 极限承载力验算 15 5.4.3 使用阶段应力验算 16 5.5 帽梁计算分析 17 5.5.1极限承载力验算 18 5.5.2使用阶段裂缝宽度验算 19 5.6桥面T梁计算分析 19 5.6.1 7.2米桥面T梁计算 19 5.6.2 9.4米桥面T梁计算 21 5.7桥墩及其桩基计算 23 5.7.1.桥墩设计荷载 23 5.7.2桥墩截面抗力验算 25 5.7.3桥墩桩基计算 26 5.8 桥台基础计算 32 5.9 结构动力特性分析 33 5.9.1结构自振频率及振型 33 5.9.2地震作用分析 33 六、附录 35 附录一 拱肋钢管混凝土桁架结构离散图 36 附录二 主拱圈施工阶段应力计算表 37 附录三 主拱圈运营阶段内力及应力计算表 43 附录四 主拱圈各阶段失稳模态图 75 附录五 边孔内力及应力计算表 82 附录六 结构自振振型图 84 一、概述 兴山县高阳大桥位于湖北省兴山县高阳镇香溪河的拦沙堰下游约80m处，连接香溪河右岸陈家湾移民小区与耿家河左岸移民区。它的修建，将优化兴山县的交通布局，解决两岸居民的出行和物资运输问题。香溪河属于长江三峡库区，最高水位达173.22m，桥址区水面最大宽度达175m。经初步设计方案比较后，推荐采用单孔中承式钢管混凝土组合拱，桥梁总长192.0m。 二、计算依据 2.1 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 2.2 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 2.3 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 2.4 《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ 022-85） 2.5 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005） 2.6 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 2.7 《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28:90） 2.8 《钢管混凝土结构设计与施工规程》（JCJ 01-89） 2.9 《钢结构工程施工及验收规范》（GB 50205-2001） 2.10 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000） 2.11 《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004） 2.12 《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89） 三、主要技术标准 3.1 设计荷载等级：城市B级（公路-Ⅱ级），人群2.5kN/m2 3.2 设计行车速度：40km/h 3.3 桥面净空：人行道2.25m(含栏杆)+分隔带2m+行车道9m+分隔带2m+人行道2.25m(含栏杆) ，桥面总宽17.5m 3.4 桥面横坡：双向2.0% 3.5 桥面铺装：行车道采用平均10cm厚的混凝土调平层和3cm厚的混凝土磨耗层，人行道采用平均8cm厚的混凝土调平层和5cm厚的干浆砌毛面花岗岩 3.6 桥位处气温：最低-9.3℃，最高43.1℃；拱肋合拢温度15～25℃ 3.7 库区设计水位标高：173.22m 3.8 地震峰值加速度：0.05g；特征周期：0.35s 3.9 设计洪水频率：1/100 四、设计要点 4.1 桥型及构造 桥梁为总长192.0m的单孔中承式钢管混凝土组合拱，拱肋计算跨径为129.5m，计算矢高为37.0m。桥面以上部分采用钢管砼空间四肢式桁架结构，拱肋宽1.55m，跨中拱肋高2.5m，肋间中距11.0m。下弦轴线为拱轴系数m=1.543的悬链线，为了满足受力要求，下弦从拱脚向上到1/8L处横向用钢板将钢管平联成哑铃型；上弦轴线为悬链线与圆曲线的组合曲线，其中悬链线部分与下弦轴线平行，圆曲线部分伸入边孔，在桥台处与边孔轴线汇交，半径R=84.794m。上、下弦管分别为φ351×12mm和φ351×16mm的16Mn钢管，其内部灌注C50微膨胀混凝土。边孔为计算跨径23.8m，计算矢高8.5m的悬链线半拱，拱轴系数m=1.167，钢筋混凝土箱形截面，箱高1.2m，宽2.0m，拱顶腹板厚25cm，顶底板厚25cm