【正文】 The upper structure design。Midas。下部結(jié)構(gòu)計(jì)算主要是承臺(tái)和樁基礎(chǔ)計(jì)算，包括承臺(tái)和樁的尺寸擬定、配筋設(shè)計(jì)和強(qiáng)度驗(yàn)算。其次，進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)掛梁和箱梁的計(jì)算，學(xué)習(xí) Midas 并 用 Midas 對主橋部分建立模型進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)受力計(jì)算。他們都給與我們很多幫助，幫助我們了解設(shè)計(jì)、了解軟件、了解模型。對我們要求也比較細(xì)。在老師和同學(xué)的幫助下，逐漸熟悉、熟練。 恒荷載 + 汽車 (計(jì)沖擊 )+ 人群 恒荷載 + 地震荷載 按照第一個(gè)組合做承 臺(tái)沖切驗(yàn)算，按第二個(gè)組合做撐桿系桿、斜截面抗剪、邊角樁沖切驗(yàn)算。 （ 4） 樁底：采用一般支撐的全方位固結(jié)，包 括（ x,y,z 方向的位移及轉(zhuǎn)動(dòng)）。 （ 2） 橋墩：采用梁單元模擬 （ 3） 承臺(tái)：采用厚板單元模擬 （ 4） 樁：緯一河二號橋采用的鉆孔灌注樁，樁身用 60 份長為一米的梁單元模擬，周圍土對樁的水平抗力利用土彈簧模擬，根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，雖然有多層土質(zhì)，但我們等效為單一土質(zhì)， m值取 5000KN/m4。 汽車制動(dòng)力： 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》查的，一個(gè)設(shè)計(jì)車道上的由汽車產(chǎn)生的汽車制動(dòng)力是車道荷載在加載長度上的總重力的 10％，一個(gè)車道 上的荷載由均布荷載和集中荷載構(gòu)成，一級公路的車道均布荷載為 ，均布荷載根據(jù)規(guī)范取 360kN，該半幅橋梁為同向四車道，根據(jù)規(guī)范，為一個(gè)車道的 倍，則汽車制動(dòng)力為（ 140+360）10％ =490KN。根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》，此次設(shè)計(jì)橋面鋪裝采用瀝青混凝土鋪裝，容重取 24kN/m3，厚度為十公分，人行道板取 22KN/m3，欄桿 4KN/m3，合計(jì) 24+22+4=。 圖 51 靜力計(jì)算模型 緯一河 2橋設(shè)計(jì)計(jì)算書（上部結(jié)構(gòu)） 24 圖 52 動(dòng)力計(jì)算模型 墩的類型：上圖之中有兩處橋墩位置，每處橋墩位置上有兩個(gè)墩，分別為 1A 類橋墩和1B 橋墩，兩類橋墩的計(jì)算截面如圖所示； 1A橋墩截面俯視圖 1A橋墩截面?zhèn)纫晥D 緯一河 2橋設(shè)計(jì)計(jì)算書（上部結(jié)構(gòu)） 25 2B 橋墩截面俯視圖 2B 橋墩的側(cè)面圖如同一號橋墩，圖中長度單位為厘米。 （ 2）抗裂驗(yàn)算組合： 短 期效應(yīng)組合： 恒荷載 + 預(yù)加力 + 砼收縮徐變＋ 制動(dòng)力（邊墩為摩阻力）+ 降溫＋ 溫度梯度＋ 汽車 (不計(jì)沖擊 )+ 人群荷載 長期效應(yīng)組合： 恒荷載 + 預(yù)加力 + 砼收縮徐變 + 制動(dòng)力（邊墩為摩阻力） + 降溫＋ 溫度梯度 + 汽車 (不計(jì)沖擊 )+ 人群荷載 （ 3）偶然組合： 邊、中墩軸力： 恒荷載（不考慮豎向地震） 邊、中墩彎矩： 地震荷載（ E E2） 按照以上組合驗(yàn)算墩偏心受壓極限承載力。 活載彎矩： .M kn m?活 （人群活載不考慮 沖擊） 組合彎矩： 1 . 2 1 . 4 = 1 . 2 4 1 . 4 2 1 . 4 6 . 1 2 = 5 8 . 3 .M M M k n m? ? ? ? ?0 活恒 截面抗彎承載力為 ＞ ,滿足規(guī)范要求。 （ 5） 裂縫計(jì)算結(jié)果： 矩形截面鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度 fkW 可按下列公式計(jì)算： ???????? ??? ?? 30W 321 dECCC sssfk )(mm 其中0ss hAMss?? 54 2 . 3 3 3 0 1 6W 1 . 0 1 . 3 2 5 1 . 1 5 0 . 0 4 4 m m 0 . 2 0 m m2 1 0 0 . 2 8 1 0 0 . 0 0 6fk ???? ? ? ? ? ???? ? ???，滿足要求。 （ 3） 垂直于板跨徑方向跨徑中部分布寬度： 1( 2 ) 2 0. 2 2 0. 1 2 0. 99 2. 38a a h c m? ? ? ? ? ? ? ? ?。 m） 結(jié)論 跨中 26 合格 支撐 46 合格 由表 可知，橋面板抗彎承載力滿足規(guī)范要求。039。(39。 （ 4） 垂直于板跨徑方向支撐處分布寬度： 1( 2 ) 0. 2 2 0. 1 0. 26 0. 66a a h t m? ? ? ? ? ? ? ?。 橋面板計(jì)算結(jié)果 （ 1） 橋面板計(jì)算跨徑： 0 l t m? ? ? ? ?。 A：截面上緣應(yīng)力 緯一河 2橋設(shè)計(jì)計(jì)算書（上部結(jié)構(gòu)） 16 B：截面下緣應(yīng)力 圖 33：應(yīng)力驗(yàn)算組合下橫梁正應(yīng)力包絡(luò)圖（ kPa） （ 2）抗裂驗(yàn)算 圖 34 給出了短期效應(yīng)組合下截面上、下緣混凝土應(yīng)力的驗(yàn)算結(jié)果，從圖中可以看出，短期效應(yīng)組合下，截面上下緣均無拉應(yīng)力出現(xiàn)，滿足規(guī)范要求。從計(jì)算結(jié)果可以看出，混凝土的最大壓應(yīng)力為 Mpa，小于 ，滿足規(guī)范要求。按照本組合驗(yàn)算，混凝土壓應(yīng)力σ c≤ =*= （ 2）抗裂驗(yàn)算組合： 短期效應(yīng)組合： 自重 + 預(yù)應(yīng)力 + 汽車 (不計(jì)沖擊 )。中橫梁配有 2 排，每排 5 束預(yù)應(yīng)力鋼筋。端橫梁配有 2 排，每排 3 束預(yù)應(yīng)力鋼筋。 圖 28：作用短期效應(yīng)組合斜截面主拉應(yīng)力圖（ kPa） 撓度驗(yàn)算 按荷載短期效應(yīng)組合和規(guī)范規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混 凝土構(gòu)件的剛度計(jì)算的撓度值為 22mm，C50 混凝土的撓度長期增長系數(shù)為 ，故主梁在使用階段的撓度為 22=，不大于計(jì)算跨徑（ 60m）的 1/600(100mm)，滿足規(guī)范要求。 m） 圖 23 斜截面抗剪極限承載力驗(yàn)算（ kN） 正常使用階段應(yīng)力驗(yàn)算 圖 24 和圖 25 分別給出了截面上、下緣混凝土的壓應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果；從圖中可以看出，應(yīng)力驗(yàn)算組合下主梁上緣受壓的最大法向壓 應(yīng)力 kcc? =≤ =，應(yīng)力驗(yàn)算組合下主梁下緣受壓的最大法向壓應(yīng)力 kcc? =≤ =，滿足規(guī)范要求。 承載 能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 圖 22 為正截面抗彎極限承載力包絡(luò)圖，圖 23 為斜截面抗剪極限承載力包絡(luò)圖。箍筋為直徑 12 間距 60 的 HRB 335 鋼筋若干。主梁上部結(jié)構(gòu)縱向計(jì)算模型如圖 21 所示。 橫梁、橋墩、承臺(tái)、樁基的計(jì)算詳見相應(yīng)計(jì)算部分。 抗裂驗(yàn)算： 作用短期效應(yīng)組合： 自重 + 收縮徐變 + 汽車（不計(jì)沖擊） + 人群 + 體系溫度 + 梯度溫度 + 制動(dòng)力 + 風(fēng)荷載 + 基礎(chǔ)變位。 1cm。 溫度荷載 （ 1）體系溫差 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度為 10℃，按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（ JTG D602020） 條，最高有效溫度 34 ℃，最低有效溫度 23℃，故均勻升溫取 24 ℃，均勻降溫取 33 ℃。該橋分為左右兩幅，單幅橋梁按 4 車道加 1 非機(jī)動(dòng)車道，折合為 5 車道進(jìn)行計(jì)算，車道折減系數(shù)為 。混凝土容重參見材料參數(shù)，管線荷載按單側(cè) 5kN 考慮。梁高度小保證橋下凈空 安全性 主跨跨度較大，抗震能力差 地基條件較差，需以系桿提供拱橋水平推力 美觀性 變截面，線條優(yōu)美，但橋下凈空較小，離水平較近 橋型美觀，邊跨與主跨相呼應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) 受力特點(diǎn) 二次超靜定結(jié)構(gòu)，受力較簡單，但主跨跨徑較大，需考慮主跨的撓度及較小跨的上翹問題 系桿拱對地基要求不高，結(jié)構(gòu)受力明確，但是本橋橋面較寬橫向穩(wěn)定存在一定問題 比選結(jié)果 由于本橋?yàn)槌鞘械缆窐蛄?，公?— Ⅰ級荷載標(biāo)準(zhǔn)，所以對橋梁美觀和承載能力有較高的要求。 拱橋方案 緯一河 2橋設(shè)計(jì)計(jì)算書（上部結(jié)構(gòu)） 4 拱橋立面圖 北 南 箱形拱肋吊桿車行道索區(qū)人行道、非機(jī)動(dòng)車道欄桿路緣石 車行道橋梁中心線 拱橋中間位置斷面圖 中間采用下承式系杠拱，跨徑為 100m；兩邊分別采用 20m 的簡支梁橋。 ⑵ 《公路 橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則 》（ JTG/T B02012020）。由于緯一河緊臨市政府，河上橋梁均仿照中世紀(jì)歐洲橋梁風(fēng)格建造，以達(dá)到莊重美觀的效果。優(yōu)越的區(qū)位和顯著的地緣優(yōu)勢，使水城成為極具開發(fā)潛力和美好前景的最佳發(fā)展 區(qū)域。新區(qū)地處“遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶”、“遼西蒙東城市群經(jīng)濟(jì)圈”、“沈陽開發(fā)區(qū)城市群”三大經(jīng)濟(jì)板塊結(jié)合點(diǎn)，是遼寧沿海開發(fā)開放戰(zhàn)略的主軸線和渤海翼的交疊之地，承載著振興東北老工業(yè)基地、遼寧沿海開發(fā)開放、資源型城市轉(zhuǎn)型試點(diǎn)市等多項(xiàng)國家戰(zhàn)略。新區(qū)初步形成了水城、產(chǎn)業(yè)、港口三大主體功能區(qū)，影響力、吸引力、輻射力大幅提升。遼濱境內(nèi)水系的貫通，城內(nèi)河網(wǎng)的存在，是遼濱水城建設(shè)的重要標(biāo)志?？傮w規(guī)劃布置圖如圖 11 圖 11 總體規(guī)劃布置圖 緯一河 2橋設(shè)計(jì)計(jì)算書（上部結(jié)構(gòu)） 2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ⑴ 道路等級：雙向八車道城市主干道； ⑵ 設(shè)計(jì)荷載：公路 I 級； ⑶ 計(jì)算行車速度： 40km/h； ⑷ 橋梁 寬度： （人行道及欄桿） +3m（非機(jī)動(dòng)車道） +30m（行車道） +3m（非機(jī)動(dòng)車道） +（人行道及欄桿） = 44m。 ⑶《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（ JTG D602020） ⑷ 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D622020） ⑸《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ D632020） 。樁依舊采用摩擦樁基礎(chǔ)，梁也選擇采用一幅的大箱梁。需要選擇橋型美觀、貼合主旨、受力合理、施工方便的方案。 單側(cè)人行道及欄桿： ； 單幅 10cm瀝青混凝土： ； 混凝土收縮、徐變：按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng) 力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D622020）規(guī)定計(jì)算。按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》計(jì)算得沖擊系數(shù)為 。 （ 2）橋面日照溫差 梯度溫度按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（ JTG D602020）表 條取值，主梁僅計(jì)車行道寬度范圍內(nèi)梯度溫度。 荷載組合及容許應(yīng)力 荷載組合按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（ JTG D602020）和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D622020）規(guī)定進(jìn)行。 在短期效應(yīng)組合下，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D622020）要求： A 類預(yù)應(yīng)力混凝