林同棪国际工程（中国）咨询有限公司 中环线上跨桥结构计算书
一、 工程概况
中环线上跨桥位起点K5+499.267至K5+579.267处，全长80m。桥梁上部结构采用35m+35m预应力混凝土连续箱梁，分左右两幅桥，单幅桥宽10.3m，总宽21.5m。下部结构采用桩柱式桥墩，桥梁起点桥台为重力式U型桥台+桩基础，终点桥台为重力式U型桥台。
二、 主要技术标准
2.1 桥梁设计基准期：100年。
2.2 道路等级：汽车专用道路（城市次干道）。
2.3 结构设计安全等级：二级 （桥梁结构重要性系数γ0 =1.0）。 2.4 设计车速：60km/h。 2.5 设计荷载：
汽车荷载等级：公路－I级。 人群荷载：3.5 kN/m2。 2.6 桥梁宽度：
1.5m(检修道)+8.5(车行道)+ 1.5(中分带)+8.5(车行道)+1.5m(检修道)＝21.5m。 2.7 桥下净空：＞5.0m。 2.8 平曲线、纵坡、横坡：
桥面纵坡：-0.6％。
桥面横坡：车行道为双向1.5%横坡，人行道为2.0％。 平 曲 线：全桥平面位于直线上。
三、 设计规范
3.1 《城市桥梁设计准则》（CJJ11—93）。
3.2 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）。
3.3 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）。 3.4 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）。 3.5 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）。 3.6 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）。 3.7 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）。 3.8 《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ 107—2003）。 3.9 《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18—2003）。
3.10 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）。 3.11 《公路与桥梁专用设备及材料标准汇编》。
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四、 主要材料及计算参数
4.1 混凝土
主梁采用C50混凝土，桥墩采用C40混凝土，承台、桩基、桥台台帽采用C30混凝土，桥台台身采用C25片石混凝土，其他构件以相应图纸为准。
C25片石混凝土：轴心抗压强度设计值fcd=9.78 MPa，弯曲抗拉强度设计值ftmd=0.92MPa，直接抗剪强度设计值fvd=1.85 MPa，弹性模量Ec=2.8×10MPa。
C30混凝土：轴心抗压强度设计值fcd=13.8 MPa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.39MPa，弹性模量Ec=3.0×104MPa。
C40混凝土：轴心抗压强度设计值fcd=18.4MPa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.65MPa，弹性模量Ec=3.25×104MPa。
C50混凝土：轴心抗压强度设计值fcd=22.4MPa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.83MPa，弹性模量Ec=3.45×10MPa。
为使结构混凝土满足耐久性要求，C30及以上标号的混凝土要求最大水灰比不大于0.50，最小水泥用量不小于350kg/m3, 最大氯离子含量不大于0.06%，最大含碱量不大于3.0 kg/m3。
在现浇箱梁结构混凝土中加入替代水泥用量8%的SL防水微膨胀剂，其性能须满足《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）相关规定，混凝土限制膨胀率要求在2.0×10－4～3.0×10－4范围内。
4.2 普通钢筋
设计采用HRB335、R235钢筋，R235钢筋其质量应符合GB1499.1-2008的规定，HRB335钢筋其质量应符合GB1499.2-2007要求。直径≥22mm的钢筋采用等强度剥肋滚轧直螺纹连接方式，要求为Ⅰ类接头。连接区段内的接头率不大于50%，并满足规范（JGJ 107—2003/J 257—2003及DB50/5027-2004）要求。
R235钢筋：抗拉设计强度fsd≥195MPa，标准强度fsk≥235MPa，弹性模量E=2.1×105MPa。 HRB335钢筋：抗拉设计强度fsd≥280MPa，标准强度fsk≥335MPa，弹性模量E=2.0×10MPa。 4.3 预应力钢材 4.3.1.预应力钢绞线
4.3.1.1.钢绞线应符合图纸要求及《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-2003）。 4.3.1.2. 钢绞线技术要求应符合如下规定： a.极限抗拉强度：≥1860MPa b.弹性模量：≥1.95×10MPa
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c.最小破断载荷：260.7kN d.1％延伸时的最小载荷：234.6kN
e.最大松弛：≤2.5％（70％公称最大负荷，1000h，20℃） f.伸长率：≥3.5％
g.捻距：为公称直径的12～16倍
h．不松散性：钢绞线在不捆扎的情况下切断不松散
i.弯曲率：钢绞线自由放置在一个平面上，从1m长基线测量，弯曲度最大不大于25mm j.钢绞线的公称直径：Φs15.2mm k.钢绞线公称面积：139mm2
l.钢绞线内不应有折断、横裂和相互交叉的钢丝 m.性能均匀稳定的应力、应变曲线
4.3.1.3. 捻制后，预应力钢绞线应进行消除应力的热处理。 4.3.2. 预应力钢绞线锚具
4.3.2.1. 锚具的结构型式及规格应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2000）的有关规定。
4.3.2.2. 锚具应具有可靠的锚固性能和足够的承载能力，锚具产品的检验应按《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2000）规定进行。
4.4波纹管
全桥预应力管道均采用塑料波纹管，波纹管同时要求满足《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2004）相关规定；塑料波纹管应具有专用连接、排浆和观察的装置。在塑料波纹管的布设时，应在安装专用、带观察孔的连接卡箍；此连接卡箍的安装应满足：
a.每一预应力束，至少一个。
b.通长索，应考虑每隔40米左右安放一个。
c.此带观察孔的连接卡箍，应安放在预应力索的特殊位置，如：竖弯处最高点、平弯处最远点。
4.5 管道灌浆
管道灌浆方式为真空辅助压浆工艺，必须保证灌浆饱满密实。真空辅助压浆的浆体设计和外加剂技术要求如下：
为满足压浆质量的要求，压浆浆体可以加入部分的外加剂，以改善浆体的性能。配制好的压浆浆体，应具备如下技术指标：
a.外加剂应具有减水、缓凝、微膨胀的功能；但不得含有铝粉。
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b.水灰比：0.29-0.35,一般取0.33。 c.泌水率：小于2%,24小时内泌水被吸收。
d.流动度:14～24(s),停止30分钟后再测流动度，损失不得大于2s。
e.抗压强度:7天龄期的抗压强度大于42 MPa；28天龄期后，浆体抗压强度大于50MPa。 f.膨胀率小于5%。
五、 结构计算分析
5.1 结构分析 5.1.1 计算软件
上部结构整体计算采用Midas Civil 2006 ( V7.4.1 Release No.1) （授权版）程序进行计算，中横梁计算采用上部结构计算所得出反力，进行手工计算；下部结构采用手工计算。
5.1.2结构整体模型概况
计算模型共有节点35个，单元34个。主桥各部位边界条件，根据结构实际情况进行模拟,支座采用约束释放的点支撑；根据设计图纸,在整体计算模型中将每一根纵向钢束均以详细描绘成空间曲线，并按施工过程张拉并考虑各种损失情况,特别是随施工及使用过程逐渐变化的砼收缩徐变、后期钢束张拉引起的结构弹性压缩、预应力二次效应等因素均充分考虑。 整体静力计算模型消影图 T2-2 (N=1)T3-2 (N=1)T1-2 (N=1)T2-1 (N=1)T3-1 (N=1)T1-1 (N=1)T3-3 (N=1)T2-3 (N=1)T3-4 (N=1)T2-4 (N=1)T1-3 (N=1)T1-4 (N=1) 整体静力计算模型示意图 5.2．上部结构计算 现浇预应力混凝土主梁按部分预应力混凝土A类构件设计，根据主梁的形成按施工阶段、成桥阶段分别计算其内力，本主梁结构计算分三个阶段，即：①、梁体自重（一期恒载）和施加
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预应力阶段；②、施加二期恒载阶段；③、运营阶段。
5.3．下部结构计算
下部结构根据上部结构支反力计算结果进行计算。
六、 成桥阶段荷载分项及计算参数
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)。 6.1 永久作用效应 6.1.1 一期荷载
结构自重：预应力混凝土及钢筋混凝土主梁26kN/m3；钢筋混凝土25kN/m3；沥青混凝土23 kN/ m3；钢材78.5kN/m3；填土18kN/m3；主梁各个构件均按实际重量加载。
6.1.2 二期恒载（详见下表）:
1.5m检修道板+8.5m桥面铺装
位置 项目 路缘石 枕梁 预制挂板 边枕梁 预制板 人行道方砖 栏杆 管线荷载 体积(m3) 重量(kN) 0.505 12.63 1.5m检修道 —— —— 0.680 1.200 5.000 15.64 34.47 8.5m宽车行8cm沥青混凝土 道桥面铺装 二期荷载合计(kN/m) 6.1.3 混凝土收缩及徐变作用
按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）取值；计算中分别考虑施工阶段、桥刚建成时刻、使用10年时的收缩徐变对结构的影响并指导设计。 6.2 可变荷载效应 6.2.1 汽车荷载效应 ① 车道荷载
车道荷载：公路—I级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5kN/m；集中荷载标准值Pk=360kN。计算剪力效应时，集中荷载标准值Pk=1.2×360=432kN。
冲击系数：车道荷载冲击系数根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.2条取值计算。
6.2.2整体温度作用
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