文档介绍：武汉长江二桥正桥
预应力混凝土连续梁、连续刚构维修工程
整体结构设计复核计算报告
目录
第一部分汉口侧7×60m连续梁加固设计整体计算复核------------1
第二部分 83m+130m+125m刚构桥设计整体计算复核--------------21
第三部分结论及建议-------------------------------------------------------48
第一部分汉口侧7×60m连续梁维修设计整体计算复核
1上部结构计算参数及模型
本桥上部结构为7×60m预应力连续箱梁,整体结构布置形式如图1-1。
图1-1全桥结构布置示意图
采用MIDAS/civil ,取单幅桥梁进行计算。加固钢桁架及粘钢与主梁采用刚臂连接,共2784个节点,5521个单元。计算模型局部示意如图1-2,图1-3。
图1-2 部分计算模型示意图
图1-3 局部模型透视图
计算参数
材料参数
表1-1 材料力学参数表
材料名称
部位
弹性模量(kpa)
泊松比
容重(kN/m3)
结构钢
钢桁架
C50 砼
梁
钢绞线
预应力束
荷载参数
(1) 结构恒载
结构自重:根据材料参数与单元截面特性计算;
二期恒载:根据设计图纸进行计算,取30kN/m;重新铺装后,取36 kN/m;
预应力:按照设计图计算,考虑损失效应;
基础沉降:分别对每个桥墩墩底考虑均匀沉降1 cm,然后进行组合。
(2) 车辆活载
汽车:汽超-20,横向按每个箱室3车道考虑
人群: kN/m2
挂车:特种挂车-220
(3) 温度效应
整体升降温25℃
顶板升温5℃(《根据公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85),应用于荷载组合1、2)
(4) 荷载组合
组合1:恒载+活载(汽车+人群)+支座沉降
组合2:恒载+活载(汽车+人群)+支座沉降+温度荷载
2 计算复核依据
1) 公路桥涵设计通用规范(JTJ021-85);
2) 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004);
3) 公路工程技术标准(JTJ01-81);
4) 公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85);
5) 公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004);
6) 城市桥梁设计准则();
7) 武汉长江二桥正桥连续梁及连续刚构箱梁内部检测结果报告;
8) 武汉长江二桥正桥刚构梁裂缝检测期桥面线型观测技术报告及成果表;
9) 武汉长江二桥正桥静动载试验报告;
10)武汉长江二桥正桥连续梁及刚构箱梁分析评估报告;
11)武汉长江二桥正桥预应力混凝土连续梁、连续刚构维修工程施工设计
鉴于本桥原设计与加固设计均采用85规范进行,本次计算复核也采用相同的规范,以保持一致性。
3 施工阶段划分
参照设计图纸,考虑了主要的施工过程,主要计算阶段如下:
合龙前悬臂状态;
合龙并张拉合龙钢束;
桥面铺装
运营2500天,更换二恒;
继续运营900天;
张拉体外束;
粘贴腹板钢板;
安装腹板加劲钢桁架。
关于加固期间的分跨压重,由于没有详细的设计资料,在本次复核计算中没有考虑,具体压重方案宜结合实际施工研究确定。
4 计算复核内容
原设计复核
根据原图纸及荷载等级,采用85桥规对原设计进行静力复核计算,判定原设计是否能达到规范要求。计算结果见图1-4~图1-15。
加固前损伤状态评估
通过加固,只能在原结构的基础上一定范围内调整或改变结构的受力状态,因此首先必须了解结构目前的受力状态。另外,为了避免加固后病害继续发展或加剧,也需要分析病害及损伤的原因,才能对症下药,达到理想的加固效果。
参考普查、荷载试验的结果和一般的桥梁病害特点,分别考虑了几种主要的损伤病害,计算其对结构应力和位移的影响,以便正确的了解桥梁在加固前的受力状态。计算考虑的几种主要病害损伤如下:
预应力损失影响分析
由于本桥未作预应力损失的相关试验和检测,对于预应力损失只能参考其他桥梁的经验和本桥一些典型的病害进行估计。
竖向预应力采用粗钢筋,张拉控制应力较低,且长度较短,预拉力在长期的混凝土徐变和收缩作用下折减较大甚至为零。国内许多桥梁的实测情况也证实了这一点,。考虑到本桥运营时间较长,且腹板斜裂缝分布普遍,认为竖向预应力可能有较大的折减,因此分别计