钢箱梁—中桥养护设计计算书报告

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1、规划六路K0+468中桥养护设计计算报告一、桥梁概况该桥位于天津临港工业区规划六路，为跨越人工景观渠设置。本桥中心桩号K0+468，与路线交角为55o，跨径1-20 m，桥梁全长28m。上部结构采用钢箱梁，下部结构采用重力式组合桥台、钻孔灌注桩基础。桥面宽度:2m(人行道)+16m(行车道)+0.5m(护栏)+5m(中央隔离带)+0.5m(护栏)+16m(行车道)+2m(人行道)。其横断面布置图如下所示。图1 桥梁横断面图 单位:cm上部结构采用简支体系钢箱梁，钢箱梁采用全焊型式，由中部闭合箱与两边悬臂组成，梁顶宽18.5m，底宽18.0m，中心梁高1.0m，悬臂长0.25m，顶板厚20mm，

2、底板厚20mm，横隔板间距1.9m；顶板车行道的加劲肋厚为12mm，高100mm；底板车行道的加劲肋厚为12mm，高为100mm；顶板人行道、部分底板加劲肋厚12mm，高100mm；横隔板厚12mm。桥面铺装5cm环氧沥青。二、养护方案设计1、采用双角钢做成桁架式结构加强中横隔板。2、拆除桥面沥青混凝土铺装，桥梁重新浇筑20cm厚C50聚丙烯腈纤维防水混凝土，在钢箱梁顶板植剪力钉。混凝土聚丙烯腈纤维掺合量为每立方0.9kg，剪力钉直径为22mm，焊接后长度为15cm，剪力顶在横桥向间距为20cm，顺桥向为30cm。桥梁混凝土配置双层钢筋网，顶层钢筋网钢筋为直径16mm的二级钢筋，底层钢筋网钢筋

3、为直径12mm的二级钢筋，间距均为10cm。3、箱室内、外部重新做防锈处理。钢梁外部:环氧富锌底漆一道60m; 环氧云铁中间漆两道共120m:环氧面漆层一道80m。钢箱梁内部封闭，底漆和中间漆与钢箱梁外部相同，不涂装面漆。钢箱梁面漆涂装颜色由业主确定。4、拆除旧伸缩缝，根据养护方案设计的桥面标高进行调整。5、根据现有桥梁两端的道路情况，顺接桥梁两端道路。三、设计标准 1、设计荷XX市A级；验算荷载特-420。 2、地震动峰值加速度0.15g。 3、设计材料:主桥钢箱梁采用Q345qD钢材，其技术性能必须符合国家标准桥梁用结构钢 GB/T7142000的规定；化学成分要求如下:钢材碳含量0.18

4、%、磷含量0.025%、硫含量0.015%。碳当量应0.43%。要求如下:30mm(含30mm)厚度以下钢板屈服强度345Mpa，抗拉强度510Mpa。要求-20冲击功不小于34J。180冷弯试验d(弯心直径)=1.5a(a板厚)，要求不裂。表1 钢材强度设计值表钢材厚度(mm)抗拉、抗压或抗弯(MPa)抗剪(MPa)Q345d1631018016d35295170表2 钢材强度允许应力值表钢材轴向应力 (MPa)弯曲应力w (MPa)剪应力 (MPa)Q345CMPaMPaMPa13514080200210120表3 材料特性表钢材容重(kN/m3)弹性模量(MPa)剪切模量(MPa)线膨胀

5、系数Q34578.52.11050.81105110-5 4、标准与规范:(1)XX市桥梁设计准则(CJJ11-93)。(2)XX市桥梁设计荷载标准(GJJ77-98)。(3)公路工程技术标准(JTG B012003)。(4)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)。(5)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 025-86)。(6)钢结构设计规范(GB 50017-2003)。(7)桥梁用结构钢(GB/T 714-2000)。四、钢箱梁计算本桥设计等级城A级，特载420，按规范进行单向四车道布载。 钢箱梁按板单元模拟，梁端部浇筑混凝土部分采用实体单元模拟，桥面混凝土叠合层按板单元模拟

6、，钢箱梁顶板与混凝土桥面板采用刚臂连接，来模拟钢箱梁与混凝土板共同作用，沿桥纵向划分14个单元，沿桥横向划分62个单元。车辆加装按影响面加载。按弹性阶段板单元和实体单元组成空间有限元模型计算。图2 计算模型整体透视图图3计算模型横断面透视图(一)、特-420载作用1、荷载布置图4 特-420荷载单组轮纵向荷载布置(cm) 注:每个车道2个轮组图5 特-420荷载横向布置1(cm)图6 T420荷载横向布置2(cm)图7 特-420荷载横向布置3(cm)2、混凝土桥面板应力计算图8 混凝土桥面板最大压应力图(MPa)3、钢箱梁应力计算图9 钢箱梁顶板最大压应力图(MPa)图10 底板最大拉应力图

7、(MPa)图11 钢箱梁靠近支点截面竖向支撑板最大压应力图(MPa)图12 钢箱梁支撑板最大压应力图(MPa)图13 钢箱梁边腹板最大拉应力图(MPa)图14 中腹板最大拉应力图(MPa)表4 主要部位应力汇总表位置跨中应力(MPa)混凝土桥面板最大压应力5.7顶板最大压应力38.4底板最大拉应力64.6横隔板最大拉应力129.1中腹板最大拉应力87.7边腹板最大拉应力59.3支撑板应力(压应力)84.74、变形计算图15 钢箱梁变形图特-420荷载单独作用跨中最大位移为8mm，为1/2500L1/600L，满足规范要求。5、计算结果分析在特-420荷载作用下，桥面板混凝土应力满足规范要求，钢

8、箱梁顶、底板及腹板应力均满足规范要求，跨中横隔板应力均能满足规范要求；钢箱梁变形满足规范要求。(二)、城-A荷载作用1、荷载布置图16 城-A荷载车道纵向布置图图17 城-A荷载横向布置图(cm) 注:至少布置一个车道，最多布置4个车道2、混凝土桥面板应力计算图18 混凝土桥面板最大压应力图(MPa)3、钢箱梁应力计算图19 钢箱梁顶板最大压应力图(MPa)图20 钢箱梁底板最大拉应力图(MPa)图21 钢箱梁横隔板最大拉应力图(MPa)图22 钢箱梁竖向支撑板最大压应力图(MPa)图23 钢箱梁边腹板最大拉应力图(MPa)图24 钢箱梁中腹板最大拉应力图(MPa)表5 钢箱梁主要部位应力汇总

9、表位置跨中应力(MPa)混凝土桥面板最大压应力4.5顶板最大压应力30.5底板最大拉应力64.8横隔板最大拉应力95.4中腹板最大拉应力72.9边腹板最大拉应力60.6支撑板应力(压应力)64.54、变形计算图25 钢箱梁变形图在城-A单独作用下，箱梁跨中最大位移为4.4mm，为1/4545L1/600L，满足规范要求。5、计算结果分析在城-A荷载作用下，桥面板混凝土应力满足规范要求，钢箱梁顶、底板及腹板应力均满足规范要求，跨中横隔板应力均能满足规范要求；钢箱梁变形满足规范要求。五、结果评价通过以上计算，本桥在荷载特-420_-A荷载作用下，桥面板混凝土及钢箱梁应力和变形均远小于规范要求，横隔板及竖向支撑板在混凝土桥面板浇筑后应力明显得到改善，本桥在养护设计后，承载能力明显得到提高，使钢箱梁受力更加均匀，桥面板刚度明白得到提高。