S207线安康堰吉河大桥改建工程咨询报告

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1、. . . . 第一章 概 述主桥采用单孔150m中承式箱肋拱桥，矢跨比为1/4，拱轴线形为悬链线，拱轴系数m=1.347。桥面全宽12.5m。主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，截面形式为单箱室双肋，分别设置在桥面两侧，全桥设一字型横撑三道，K字型横撑二道，箱高2.5m。骨架采用32512mm的16锰无缝钢管作主骨架、组合角钢、槽钢与1685mm的钢管作为腹杆、联结系杆件。吊杆处横梁为预应力混凝土梁，其外形尺寸为100120mm的矩形；与桥面系相交叉处与设置立柱处的横撑均为钢筋混凝土矩形梁；墩柱上的帽梁，采用钢筋混凝土矩形梁。吊杆采用带有PE管防护的37s15.2mm的柔性拉杆，两端采用OVM

2、锚具PWS-37固定于箱顶面与横梁底。车行道板采用预制预应力混凝土矩形空心板梁。主桥拱座采用钢筋混凝土柱桩与基岩连接，横向连为整体，基础采用明挖后成孔，形成桩基。1.1 咨询依据（1） S207线堰吉河大桥改建工程两阶段施工图设计文件；（2） S207线堰吉河大桥改建工程两阶段施工图设计预算文件；（3） 国家和交通部颁布的现行“强制性条文”、“技术标准”、“规”、“规程”与“设计文件编制办法”等。1.2 主要设计规（1） 部颁公路工程技术标准（JTG B01-2003）（2） 部颁公路工程抗震设计规(JTJ 004-89)（3） 部颁公路桥涵设计通用规(JTG D60-2004)（4） 部颁公

3、路圬工桥涵设计规(JTG D61-2005)（5） 部颁公路钢筋砼与预应力砼桥涵设计规(JTG D62-2004)（6） 部颁公路桥涵地基与基础设计规(JTJ 024-85)（7） 部颁公路工程基本建设项目设计文件编制办法(1996年)（8） 部颁公路桥涵施工技术规(JTJ 041-2000)（9） 部颁钢筋机械连接通用技术规程(JGJ 107-96)（10） 公路工程质量评定标准(JTG F80/1-2004)（11） 公路桥梁抗风设计规(JTG/T D60-01-2004)（12） 预应力混凝土用钢绞线(GB/T5224)（13） 钢筋等强直螺纹连接技术规程(Q/JY 08-1997) （

4、14） 公路工程结构可靠度设计统一标准（GB/T50283-1999）（15） 工程建设标准强制性条文（16） 钢管混凝土结构设计与施工规程（CECS28:90）（17） 钢结构工程施工与验收规（GB 50205-2001）（18） 钢结构设计规（GB 50017-2003）（19） 桥梁用结构钢（GB/T 714-2000）（20） 低合金高强度结构钢（GB/T 1591-94）（21） 建筑结构钢结构焊接规程（JGJ 81-91）（22） 钢结构、管道涂装技术规程（YB/T 9256-96）1.3 总体评价与主要结论本施工图设计遵照2006年6月初步设计评审会上确定的一孔150m中承式劲性

5、骨架钢筋混凝土箱肋拱桥方案，作了深入、细致的工作。该文件基本齐全，设计容和深度符合交通部公路工程基本建设项目设计文件编制办法与图表示例的要求，图纸调整完善后可交付施工。第二章 图纸审查2.1 说明部分（1） 设计标准中“新桥行车宽度为净9.0+21.5米”，建议取消“行车”二字。（2） 瀛湖设计水位329.37m，是否满足特大桥300年一遇洪水要求，同时与桥梁总体布置图所示设计水位330.0米不一致，请核查。（3） “全桥设工字形横撑三道”，与后面所提“一字”横撑相矛盾，请改正。（4） 结构分析计算要点中施工阶段验算按裸管形成两铰拱即浇管砼，和施工步骤示意图中的说明不一致，应予以统一；从保证施

6、工安全与质量的角度来看，裸管形成无铰拱再浇筑管砼比较合理。（5） 施工方法中宜将浇筑管砼与浇筑外包砼的说明分开，同时对浇注管砼的工艺说明欠详细，请予以补充；管砼存在空洞，钻孔填补砼不太现实，应压入低收缩砼砂浆。2.2 图纸部分（1） 总体布置图中拱肋净间距为12.0米，而靠侧，桥梁标准宽度12.5米，在拱肋与桥面相交处，将发生干扰，护栏栏杆等无法实现安装，请核查。-断面中所示横坡为1.5的双向坡，与路线纵断面中提供的横坡2%不同，且611cmC40砼整体化层形成的横坡也不是1.5，请核查。（2） 拱肋一般构造断面中，肋腹板变化尺寸25cm所示位置有误，应和腹板尺寸相对应。（3） 拱肋钢筋构造

7、建议将角隅加强钢筋N12适当增长。 建议将N10号钢筋延长与N8或N8连接。 建议将7号钢筋间距20cm减小，以不超过10d为控制间距，以利抗裂。 建议将横隔板钢筋间距20cm减小，不超过15cm为宜。（4） 建议将拱肋间横撑拱肋一字横撑加强，由2根钢管改为4根钢管；在横撑普通钢筋构造图中，建议两竖向钢筋间增补一些架立定位短钢筋。（5） 吊杆构造 吊杆既要满足受力要求，又要考虑养护方便与后期更换的需要，图中吊杆设计顶部采用环氧树脂与防水混凝土进行防护，这种措施不利于后期吊杆的更换，建议采用注入防腐油脂的方案对锚头部分进行防护。 在横梁顶面采用12.5号水泥砂浆隔水不太可靠，建议将下导管伸出横梁

8、顶面34cm，周围焊一钢制垫板以防止雨水进入吊杆下锚固区域，同时应补充下锚头部分的防护图纸。 根据近年来的工程实际，短吊杆的受力较长吊杆复杂，容易引起疲劳破损，故建议将第34、第2021吊杆改为中间设铰的吊杆，即在横梁顶面设铰，下设拉杆，以适应桥面伸缩变形，延长吊杆使用寿命。（6） 吊杆横梁构造 两吊杆中心间距1360cm，整个横梁尺寸应为1460cm，图中又给出1475cm，前后矛盾，请核查。且钢束布置图中各部分尺寸也与横梁一般构造中的尺寸不符，请核查。 尽管横梁布设预应力钢筋，横梁受力主钢筋直径全部采用12，建议将受力主钢筋由12改为20，以策安全。 对吊杆横梁预应力钢筋，应给出拉控制力与

9、各钢束引伸量，以利施工控制。（7） 肋间横梁 1#、2#与22#、23#肋间普通钢筋进入拱肋40cm，锚固长度不满足规要求，请予以调整。 N5钢筋90弯折40cm，应给出“R-40”字样。 1#、23#肋间横梁跨中主筋布置似有误，请予以核算、调整。 请增加横梁与盖梁两端的挡块钢筋构造图。（8） 桥面预制板 每块板布设了9根钢筋绞线，在板端未见失效长度，端部容易开裂。请核查是否采用失效措施。 按说明伸缩缝之间沿纵向要形成吊杆横梁，预制板与整体化层完全固接，而板端并未预留现浇接头，怎么形成连续，请核查。 桥面连续与调平层钢筋布置图中420#横梁上未设置支座，梁板支承处底面与横梁相接触面容易拉裂，建

10、议布置柔性垫层。 建议在横梁顶面支承线处设置锚筋，在空心板预制时增加预留孔，限制其纵向位移，防止施工中发生落梁事故。 泄水管的设置应避开吊杆锚头位置，同时还应考虑桥面的下部分拱肋不被水流侵蚀，建议补充详细位置图。 在“T”梁有堆放场地的前提下，建议桥面板改为“T”型梁，以减轻桥面自重。（9） 1#与23#墩柱构造 建议将立柱移到拱肋上，或将立柱直接支撑在拱座基础上，盖梁考虑布设预应力钢筋。 现盖梁长度12.50m，扣除挡块厚度50cm，与预制板底宽一样，应考虑预留3-5cm，作为施工安装宽度。 22#柱，柱径100cm，对跨径仅6.7m板桥偏大，建议进行调整。 柱中主筋采用20，进入肋间横梁的

11、长度不满足规40d要求。（10） 拱座与桥台 台帽钢筋构造图-断面中，50cm厚前墙钢筋间距太大，建议顶、底面各增加一根钢筋。 拱座一般构造中应示出桩底、承台、起拱线设计桩高，以利施工。 拱座砼体积较大，建议在保证拱座基础有足够安全储备的前提下对其进行调整，可结合桥台进行设计，取消中间多余砼，或部分采用片石混凝土，以降低工程造价。拱座基桩直径偏小，建议适当加大，对拱座开挖后基础的回填材料与技术要求应提出说明。 建议补充浇筑大体积砼时消除水化热的具体措施。 桥台除前墙外，其余各部分可采用片石砼，可结合拱座基础设计进行调整。 桥台桩基钢筋构造图断面-中，桩基直径180cm有误。（11） 由于是二级

12、公路，建议U台两侧增设搭板。2.3 预算部分本预算编制依据基本符合交通部有关编制办法与省交通厅的有关规定，定额选用基本合理，编制过程完整，没有大的错、漏、缺。预算文件编制的比较细致。经复核，各部分预算主要有以下问题待核实：（1） 个别采用的编制依据不妥： 陕交建（96）406号（编制说明中误写为046号）已经废止。 陕价电调发200088号文应按物价局陕价管发200430号文件执行。（2） 费率表（04表）中的工地转移里程应按陕交建2000475号文执行。（3） 费率表（04表）中，由于旧桥在施工中仍利用，行车干扰次数取用101500辆车次系数太大，可根据实际情况，适当调整。（4） 材料单价应

13、取用2007年第二季度价格。（5） 分项工程计算表（08表）中的有关问题： 拱座工程数量有误，请核查、修改。 拱肋混凝土采用交通部06年征求意见稿，后面多项也均如此，是合适的，但定额中混凝土标号与设计不同，应调整。 拱肋混凝土中列有钢管136.06t，但型钢43.50t漏计。 纵、横梁（含横隔板与横撑）混凝土标号与设计不同，应调整；纵、横梁的钢筋少计19.66t。 钢管拱肋安装20.248t的数量如何得来，请核查。 吊杆安装中，定额中的铸铁材料，应按设计调整为铸钢材料。 运输索道与主索地锚两项漏列，请补充。 预制预应力空心板工程量多计31.76m 3，请核查。 桥面板钢绞线也应按交通部征求意见

14、稿中的定额计列为妥。第三章 结构静力计算分析采用空间结构分析程序对堰吉河大桥进行计算分析，按照施工过程建模。由于S207线堰吉河大桥改建工程两阶段施工图设计（第一册共一册）图纸中的设计说明采用的施工顺序为：裸钢管首先形成两铰拱，等浇注完主拱圈底板混凝土后，再封拱脚，形成无铰拱，浇注腹板、顶板砼成拱。而施工步骤示意图中提供的顺序为：裸钢管形成无铰拱，然后浇注钢管砼，浇注拱肋底板、腹板、顶板砼成拱。由于两种顺序矛盾，且何种阶段形成无铰拱，对施工阶段的钢管、管砼与拱圈的稳定性都有较大的影响，因此本次验算分析对上述两种过程的施工阶段均进行了建模计算，对两种施工方法的应力与稳定进行了对比。3.1 计算参

15、数取值3.1.1 材料取值钢管：弹性模量E=2.061011Pa，容重Dens=7.85103kg/m3，泊松比n=0.3，温度线膨胀系数1.210-5。吊杆：弹性模量E=1.951011Pa，容重Dens=7.85103kg/m3，泊松比n=0.3，温度线膨胀系数1.210-5。混凝土：弹性模量根据不同标号确定，容重Dens=2.6103kg /m3，泊松比n=0.2，温度线膨胀系数1.010-5。3.1.2 主要技术标准和设计基础资料（1） 公路等级： 二级公路（2） 设计荷载： 公路-级，人群荷载3.5KN/m2（3） 设计行车速度： 主线40N/h（4） 桥面宽度： 主线双向双车道，桥

16、面总宽12.5m（5） 桥梁跨径组成： 1150m中承式钢管混凝土劲性骨架（SRC结构）箱肋拱桥（6） 桥面横坡： 1.5%（7） 桥面铺装： 沥青混凝土厚8cm和混凝土厚10cm（8） 桥位气温： 年平均14.3 ；平均最高38；平均最低-10（9） 设计库区控制水位标高： 325.00m（10） 地震动峰值加速度： 0.05g；特征周期：0.25s（11） 基本风速： 10年一遇22.5m/s；100年一遇29.0m/s（12） 设计洪水频率1/300。3.2 施工阶段计算分析3.2.1 裸钢管成型无铰拱按设计图中施工步骤示意图提供的施工顺序：裸钢管形成无铰拱，然后浇注钢管砼，浇注拱肋底板

17、、腹板、顶板砼成拱，进行建模计算。（1）模型建立采用空间有限元分析程序进行建模，拱肋按梁单元模拟，吊杆采用只受拉桁架单元模拟，桥面板通过梁格法进行模拟。整个模型共有单元4824个，节点2295个，如图3-1所示。图3-1有限元整体计算模型整个施工过程共划分为15个施工阶段，具体如表3-1所示。表3-1 施工阶段划分表施工阶段安装的构件施加荷载边界条件1吊装合拢劲性骨架，焊接横、K撑，形成钢管裸拱结构自重拱脚固结2全桥对称灌注外侧下弦管混凝土（管混凝土未凝固）施工荷载拱脚固结3外侧下弦管混凝土凝固，形成联合截面撤销施工荷载拱脚固结4全桥对称灌注侧下弦管混凝土（管混凝土未凝固）施工荷载拱脚固结5侧

18、下弦管混凝土凝固，形成联合截面撤销施工荷载拱脚固结6全桥对称灌注外侧上弦管混凝土（管混凝土未凝固）施工荷载拱脚固结7外侧上弦管混凝土凝固，形成联合截面撤销施工荷载拱脚固结8全桥对称灌注侧上弦管混凝土（管混凝土未凝固）施工荷载拱脚固结9侧上弦管混凝土凝固，形成联合截面撤销施工荷载拱脚固结10浇筑拱肋底板混凝土拱脚固结11浇筑拱肋腹板混凝土拱脚固结12浇筑拱肋顶板混凝土拱脚固结13对称浇筑1号、23号拱上立柱与盖梁拱脚固结14安装吊杆与横梁拱脚固结15安装桥面空心板梁、桥面系、成桥二期恒载桥面约束16成桥后继续运营5年（2）拱肋施工阶段构件应力计算结果汇总施工阶段拱肋各主要控制截面的应力计算结果如

19、表3-2所示。表3-2 施工阶段计算结果汇总表 单位：MPa施工阶段拱脚1/8截面1/4截面3/8截面拱顶上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘施工阶段1钢管-13.1-14.1-8.9-11.9-10.7-8.7-9.4-8.7-10.1-9.0管砼施工阶段2钢管-16.5-20.7-13.7-16.3-15.3-11.9-12.6-11.6-13.4-12.3管砼施工阶段3钢管-16.4-20.5-13.5-16.1-15.1-11.8-12.5-11.5-13.3-12.2管砼施工阶段4钢管-19.6-24.2-16-18.6-17.3-14.9

20、-15.4-14.3-16.5-14.5管砼-0.6-0.4-0.5-0.5-0.4续表3-2施工阶段拱脚1/8截面1/4截面3/8截面拱顶上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘上管上缘下管下缘阶段5钢管-19.5-24.1-15.9-18.5-17.3-14.8-15.3-14.3-16.4-14.4管砼-0.6-0.4-0.5-0.4-0.4阶段6钢管-21.7-27.9-18.1-21.7-19.6-17.2-16.6-16.4-17.7-16.9管砼-1.2-0.9-0.9-0.8-0.8阶段7钢管-21.6-27.8-18-21.6-19.5-17.1-16

21、.5-16.3-17.6-16.8管砼-1.2-0.9-0.9-0.8-0.8阶段8钢管-23.8-30.3-19.7-23.3-20.9-19.2-18.5-18.2-20-18.4管砼-0.3-1.6-0.3-1.2-0.2-1.2-0.3-1.1-0.4-1.0阶段9钢管-23.7-30.2-19.7-23.2-20.9-19.1-18.4-18.2-19.9-18.3管砼-0.2-1.4-0.3-1.2-0.2-1.2-0.3-1.1-0.4-1.0阶段10钢管-36.6 -72.2 -52.0 -47.6 -45.9 -42.2 -39.2 -42.1 -41.5 -42.1 管砼0

22、.7 -3.7 -1.8 -1.1 -0.9 -1.0 -0.3 -1.1 -0.3 -1.1 底板砼-0.880.19-0.01-0.02-0.01-0.01-0.02-0.01-1.0-0.9阶段11钢管-47.5 -97.4 -77.6 -73.9 -72.9 -68.7 -64.8 -65.7 -68.1 -65.7 管砼0.01 -5.9 -4.0 -3.9 -3.4 -3.7 -2.7 -3.4 -2.8 -3.4 底板砼-1.65-0.40.110.11-0.02-0.020.170.17-1.39-1.4腹板砼0.020.02-0.69-0.88-1.18-1.17-1.4-1

23、.3-1.45-1.4阶段12钢管-42.1 -115 -90.2 -81.3 -83.5 -77.3 -73.5 -75.6 -76.1 -75.6 管砼0.6 -7.6 -4.9 -4.2 -4.0 -4.2 -3.1 -4.1 -3.2 -4.1 底板砼-2.48-1.11-0.34-0.33-0.31-0.25-0.21-0.2-1.66-1.7腹板砼-0.53-0.43-0.75-1.02-1.3-1.36-1.75-1.65-1.93-1.83顶板砼-0.03-0.02-0.37-0.34-0.3-0.26-0.19-0.21-0.3-0.27阶段13钢管-43.3 -124 -9

24、6.2 -84.4 -87.3 -80.8 -77.0 -80.0 -79.5 -80.0 管砼0.6 -7.9 -4.9 -4.2 -3.9 -4.2 -3.1 -4.2 -3.1 -4.2 底板砼-3-2.15-0.45-0.42-0.28-0.28-0.19-0.18-2.6-2.3腹板砼-1.8-1.17-0.66-0.94-1.19-1.28-1.68-1.58-1.87-1.77顶板砼-0.61-0.02-0.55-0.5-0.3-0.27-0.16-0.18-0.33-0.32阶段14钢管-60.6 -128 -106.0 -103.0 -98.2 -98.1 -95.9 -88

25、.2 -100.0 -88.2 管砼-1.1 -7.9 -5.5 -6.0 -4.7 -5.8 -4.8 -4.7 -5.0 -4.7 底板砼-3.9-2.88-0.8-0.88-1.23-1.24-1.6-1.66-3.8-3.5腹板砼-2.38-1.44-1.78-1.89-2.44-2.63-2.37-2.41-2.5-2.46顶板砼-0.78-1.1-0.95-0.96-1.34-1.27-1.6-1.67-1.83-1.92续表3-2阶段15钢管-99.9 -154 -137.0 -151.0 -131.0 -142 -144 -116.0 -151.0 -116 管砼-4.0 -9

26、.0 -7.1 -9.4 -6.5 -8.9 -8.1 -6.4 -8.4 -6.4 底板砼-5.4-4.1-2.95-3.29-3.87-3.84-5.11-5.2-5.89-5.91腹板砼-5.27-3.12-3.99-3.7-4.88-5.35-4.43-4.71-4.32-4.26顶板砼-2.14-3.73-3.46-3.5-4.23-4.07-5.1-5.17-5.87-5.94Max钢管-99.9 -154 -137.0 -151.0 -131.0 -142 -144 -116.0 -151.0 -116 管砼-4.0 -9.0 -7.1 -9.4 -6.5 -8.9 -8.1 -

27、6.4 -8.4 -6.4 底板砼-5.4-4.1-2.95-3.29-3.87-3.84-5.11-5.2-5.89-5.91腹板砼-5.27-3.12-3.99-3.7-4.88-5.35-4.43-4.71-4.32-4.26顶板砼-2.14-3.73-3.46-3.5-4.23-4.07-5.1-5.17-5.87-5.94（注：表中所示应力以拉为正，压为负。） 各个施工阶段拱肋各主要控制截面的应力，以第1阶段为例如图所示。图3-2 第1阶段上弦拱肋上缘应力图3-3 第1阶段下弦拱肋下缘应力钢管、管混凝土与外包砼在各个施工阶段的应力趋势见下图所示。图3-4 钢管在各个施工阶段的应力趋势

28、图图3-5 钢管灌注砼在各个施工阶段的应力趋势图图3-6 外包底板下缘混凝土在各个施工阶段的应力趋势图图3-7 外包顶板上缘混凝土在各个施工阶段的应力趋势图（3）施工阶段结构稳定性分析结合该桥的结构特点与施工特点，根据施工步骤示意图中提供的施工方法对裸拱状态与成桥运营状态的结构稳定性进行分析，结果如表3-3所示。表3-3 主拱施工阶段稳定系数表施工阶段稳定系数K（一阶模态）施工阶段稳定系数K（一阶模态）裸钢管成型无铰拱裸钢管成型无铰拱112.951010.2226.781110.9649.581212.0469.541312.6989.55158.16912.95图3-8 施工阶段1 (K=1

29、2.95) 图3-9 施工阶段2 (K=6.78)图3-10 施工阶段4 (K=9.58) 图3-11 施工阶段6 (K=9.54)图3-12 施工阶段8 (K=9.55) 图3-13 施工阶段10 (K=10.22)图3-14 施工阶段11 (K=10.96) 图3-15 施工阶段12 (K=12.04) 图3-16 施工阶段13 (K=12.69) 图3-17 施工阶段15 (K=8.16)3.2.2 裸钢管成型两铰拱按设计图中图纸说明提供的施工顺序：裸钢管形成为两铰拱，在浇注主拱圈底板混凝土，并封拱脚后，形成无铰拱，再浇注腹板、顶板混凝土成拱。计算分析情况如下。（1）模型建立采用空间有限

30、元分析程序进行建模，三维空间梁单元采用来模拟，吊杆采用空间杆单元来模拟，行车道板采用板单元。整个模型共有梁单元3784个，节点2214个，如图所示。图3-18 有限元整体计算模型整个施工过程共划分为7个施工阶段，具体如表3-4所示。表3-4 施工阶段划分表施工阶段安装的构件施加荷载边界条件1吊装合拢劲性骨架，焊接横、K撑，形成钢管裸拱结构自重拱铰铰接2浇注管混凝土凝固并形成联合截面结构自重拱铰铰接3浇筑拱肋底板混凝土结构自重拱铰铰接4浇筑拱肋腹板混凝土结构自重拱铰固结5浇筑拱肋顶板混凝土结构自重拱铰固结6对称浇筑1号、23号拱上立柱与盖梁安装吊杆与横梁结构自重拱铰固结7安装桥面空心板梁、桥面系

31、、成桥二期恒载桥面约束8成桥后继续运营5年（2）拱肋施工阶段构件应力计算结果汇总施工阶段拱肋各主要控制截面的应力计算结果如表3-5所示。表3-5 施工阶段计算结果汇总表 单位：MPa截面位置拱脚截面1/8截面1/4截面1/2截面上弦上缘下弦下缘上弦上缘下弦下缘上弦上缘下弦下缘上弦上缘下弦下缘空钢管阶段1钢管-12.8-13.5-10.7-6.8-10.4-9.82 -11.5-4.7灌注砼阶段2钢管-14.4-19.2-15.2-16.1-14.1-12.3-16.5-15.9管砼-2.44-3.2-2.71-2.79-2.52-2.23-2.5-2.41外包底砼阶段3钢管-38.2-57.2

32、-57.0-42.7-45.8-43.5-43.4-49.2管砼-0.3-4.3-3.98-2.65-2.5-2.53-1.34-2.67底砼0.040.12-1.69-2.85外包腹砼阶段4钢管-41.6-72.7-56.7-51.9-51.2-47.6-53.8-45.4管砼-0.51-4.37-3.22-2.28-2.52-2.51-2.02-2.50底砼-0.51-1.14-1.72-2.24腹砼-2.1-1.93-1.92-1.64外包顶砼阶段5钢管-50.2-76.2-40.4-41.6-49.3-44.4-42.9-50.1管砼-1.11-6.05-4.38-0.96-2.72-

33、2.22-1.65-3.55底砼-0.2-0.33-1.6-3.11腹砼-1.22-2.91-2.19-1.23顶砼-1.02-2.33-2.06-1.39吊杆横梁阶段6钢管-61.5-83.1-46.1-49.9-58.3-52.1-52.2-55.9管砼-2.64-7.13-5.51-2.85-4.02-3.41-2.86-4.4底砼-1.03-1.56-2.6-4.18腹砼-1.63-3.73-3.46-2.56顶砼-1.63-3.23-3.17-2.73桥面系二期阶段7钢管-105.4-111.4-70.0-72.6-78.8-73.6-79.2-70.3管砼-6.11-8.2-7.7

34、1-7.04-6.51-6.20-6.37-5.73底砼-3.0-4.53-5.21-5.77腹砼-2.89-5.55-6.02-6.32顶砼-3.0-5.75-6.52-7.73Max钢管-105.4-111.4-70.0-72.6-78.8-73.6-79.2-70.3管砼-6.11-8.2-7.71-7.04-6.51-6.2-6.37-5.73底砼-3.0-4.53-5.21-5.77腹砼-2.89-5.55-6.02-6.32顶砼-3.0-5.75-6.52-7.73（注：表中所示应力以拉为正，压为负。） 各个施工阶段拱肋各主要控制截面的应力，以第1阶段为例如图所示。图3-19 第1

35、阶段上弦拱肋上缘应力 图3-20 第1阶段下弦拱肋下缘应力钢管与混凝土在各个施工阶段的应力趋势见下图所示。图3-21 钢管在各个施工阶段的应力趋势图图3-22 钢管灌注砼在各个施工阶段的应力趋势图图3-23 外包底板下缘混凝土在各个施工阶段的应力趋势图图3-24 外包顶板上缘混凝土在各个施工阶段的应力趋势图（3）施工阶段结构稳定性分析结合该桥的结构特点与施工特点，根据图纸说明中提供的施工顺序对裸拱状态与成桥运营状态的结构稳定性进行分析，结果如表3-6所示。表3-6 主拱施工阶段稳定系数表施工阶段稳定系数K（一阶模态）施工阶段稳定系数K（一阶模态）裸钢管成型两铰拱裸钢管成型两铰拱111.9510

36、.726.8612.6310.779.95410.83.2.3 施工阶段计算结论本次计算对施工图中提到的两种施工顺序均进行了模拟，两种施工顺序对成桥箱肋砼的受力影响不大，但在施工阶段，若按两铰拱计算，施工阶段稳定性较差，成桥阶段拱脚弯矩较小；按无铰拱计算，施工阶段稳定性较好，拱肋应力亦能满足设计要求，因此建议施工顺序按照施工步骤示意图中提供的方法执行，钢管成型无铰拱，然后灌注砼。3.3 运营阶段计算分析按照裸拱成型无铰拱的施工方法，对桥梁的运营阶段进行了计算分析。3.3.1 荷载组合成桥运营阶段共计算了下述几种荷载组合：组合1：支座水平位移+恒载+收缩徐变；组合2：支座水平位移+恒载+收缩徐变

37、+汽车荷载+人群荷载；组合3：支座水平位移+恒载+收缩徐变+汽车荷载+人群荷载+整体升温；组合4：支座水平位移+恒载+收缩徐变+汽车荷载+人群荷载+整体降温。3.3.2 承载能力极限状态验算构件按极限状态设计的原则是：荷载效应最不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值。即： 0S R(fd , ad)。经验算，拱肋各控制截面在最不利荷载组合下强度满足要求，见表3-7。3.3.3 正常使用极限状态验算对该桥拱肋在拱脚、拱顶等9个控制截面按照作用短期荷载效应组合，各截面应力见以下图表所示。表3-7 拱肋各控制截面强度验算汇总表截面位置组合组合计算偏心距（m）容许偏心距（m）最不利组合抗力Np

38、（kN)最不利组合Np/Nj轴力Nj（kN)弯矩Mj（kN.m）轴力Nj（kN)弯矩Mj（kN.m）组合组合拱脚截面-28514.2-12554.4-28405.4-16968.60.440.600.92-49516.21.7L/8截面-24053.0-4269.5-23918.8-5945.80.180.250.75-27826.11.2L/4截面-20529.15179.9-20374.45893.10.250.290.75-26814.61.33L/8截面-19279.63535.9-19116.25075.20.180.270.75-27826.11.4拱顶截面-18836.24359

39、.6-18669.56217.40.230.330.75-27129.11.45L/8截面-19279.13688.4-19117.05205.20.190.270.75-27697.71.43L/4截面-21159.87169.0-21010.97489.40.340.360.75-25198.21.27L/8截面-24317.6-4124.1-24187.3-5944.40.170.250.75-27948.71.2拱脚截面-28938.0-15933.1-28830.9-20522.80.550.710.92-44777.61.6图3-25组合拱肋上缘混凝土应力 图3-26组合拱肋下缘混

40、凝土应力图3-27组合拱肋上缘混凝土应力 图3-28组合拱肋下缘混凝土应力表3-8作用短期荷载效应组合各控制断面混凝土应力汇总表 单位：MPa荷载组合组合组合组合组合拱脚截面上缘-5.6-3.4-4.8-2.0下缘-9.6-12.3-10.9-13.6L/8截面上缘-5.5-6.5-7.4-5.7下缘-9.3-10.6-9.8-11.4L/4截面上缘-8.7-11.6-11.3-11.6下缘-7.3-5.0-5.2-4.63L/8截面上缘-8.5-10.2-9.4-11.1下缘-6.3-8.0-9.0-7.1拱顶截面上缘-9.5-8.6-7.5-9.7下缘-5.1-6.6-7.8-5.45L/

41、8截面上缘-8.8-10.4-9.6-11.3下缘-6.3-8.1-9.1-7.13L/4截面上缘-9.1-11.9-11.7-12.0下缘-7.2-5.1-5.3-4.77L/8截面上缘-5.4-6.3-7.2-5.5下缘-9.2-10.4-9.7-11.3拱脚截面上缘-3.9-1.8-3.2-0.4下缘-8.7-11.3-9.9-12.7（注：表中所示应力以拉为正，压为负。） 由表3-8 中可以看出，在各荷载组合下，控制截面均为压应力。3.3.4 挠度验算分别计算了拱肋各控制点在恒载、活载等荷载工况下的竖向变形，详见表3-9。表3-9各荷载工况下拱肋竖向变形 位置荷载工况1/8截面（cm）

42、1/4截面（cm）拱顶截面（cm）收缩徐变2.35.69.2恒载2.44.35.9支座水平变位0.41.21.9升温1.03.14.6活载1.23.01.03.3.5 吊杆验算该吊杆采用标准强度fpk1860MPa的高强钢绞线，吊杆型号为OVM-PWS-37。吊杆力详见表3-10。表3-10 吊杆力汇总表吊杆编号恒载N（kN）汽车荷载N（kN）最不力组合N（kN）N/A(MPa)标准强度fpk (MPa)安全系数1号769.8281.21072.5207.018609.02号813.9272.01109.6214.218608.73号808.4264.81096.7211.718608.84号

43、813.8323.51160.8224.118608.35号818.5343.81185.8228.918608.16号811.0192.61027.0198.318609.47号806.3183.61013.3195.618609.58号816.6181.91021.9197.318609.49号815.6181.01020.0196.918609.410号813.5180.81017.7196.518609.5经计算吊杆在最不利组合下的安全系数达到8.1，表明吊杆安全储备较大，应对吊杆截面面积适当优化。3.3.6 吊杆横梁验算吊杆横梁长14.75m，吊杆间距13.75m，横梁采用11.2m

44、( 宽高)矩形截面，C40混凝土，跨中截面配有4束5s15.24预应力钢绞线。据此对吊杆横梁作持久状况承载能力极限状态计算与持久状况正常使用极限状态计算。（1）持久状况承载能力极限状态验算持久状况承载能力极限状态下，对吊杆横梁跨中正截面抗弯承载力进行验算，其正截面抗弯承载力为3990kNm，弯矩组合设计值为3637.6 kNm，正截面抗弯承载力大于弯矩组合设计值，正截面抗弯承载力满足规要求。持久状况承载能力极限状态下，对吊杆横梁近支点h/2处斜截面抗剪进行验算，其近支点h/2处斜截面抗剪承载力为3825kN，最大剪力组合设计值Vd=1256.0 kN，斜截面抗剪承载力值大于剪力组合设计值，斜截

45、面抗剪承载力满足规要求。（2）持久状况正常使用极限状态验算持久状况正常使用极限状态下，对吊杆横梁跨中截面下缘最大拉应力进行验算，在恒载作用下，跨中截面下缘最大拉应力达2.48MPa，若考虑活载作用，跨中截面下缘最大拉应力达5.68MPa，不满足规要求。（3）结论与建议根据计算结果，吊杆横梁跨中正截面抗弯承载能力与近支点h/2处斜截面抗剪承载能力满足规与设计要求，但持久状况正常使用极限状态下，吊杆横梁跨中截面下缘最大拉应力不满足规要求，建议对吊杆横梁预应力钢绞线配置进行调整并将吊杆横梁的混凝土由C40调整为C50。3.3.7 1#与23#肋间横梁验算肋间横梁为钢筋混凝土构件，长12m，横梁采用1

46、.21.2m( 宽高)矩形截面，C50混凝土，跨中与支点截面下缘配有1325普通钢筋，据此对肋间横梁作持久状况承载能力极限状态计算与持久状况正常使用极限状态计算。（1）持久状况承载能力极限状态验算 持久状况承载能力极限状态下，对肋间横梁跨中正截面抗弯承载力进行验算，其正截面抗弯承载力为2329.4kNm，结构弯矩组合设计值Md=1080kNm，正截面抗弯承载力值大于弯矩组合设计值，正截面抗弯承载力满足规要求。 持久状况承载能力极限状态下，对肋间横梁支点正截面抗弯承载力进行验算，其正截面抗弯承载力为-2325.4kNm，结构弯矩组合设计值Md=-2711.6kNm，正截面抗弯承载力小于弯矩组合设

47、计值，正截面抗弯承载力不满足规要求。 持久状况承载能力极限状态下，对肋间横梁近支点h/2处斜截面抗剪进行验算，其近支点h/2处斜截面抗剪承载力为3600.3kN，最大剪力组合设计值Vd=1582 kN，斜截面抗剪承载力值大于剪力组合设计值，斜截面抗剪承载力满足规要求。（2）持久状况正常使用极限状态验算持久状况正常使用极限状态下，对肋间横梁跨中截面裂缝宽度进行验算，最大裂缝宽度Wfk=0.17mm0.2mm，不满足规要求。（3）结论与建议根据计算结果，其跨中与支点正截面抗弯承载能力、近支点h/2处斜截面抗剪承载能力均能满足规与设计要求，但跨中截面裂缝宽度验算不能满足规要求，建议对肋间横梁截面配筋

48、进行加强。3.3.9 桥墩盖梁验算桥墩盖梁全长12.5m，柱间距8.5m，跨中采用1.21.1m( 宽高)矩形截面，C30混凝土，跨中截面下缘配有1322普通钢筋，支点截面下缘配有722普通钢筋。据此对桥墩盖梁作持久状况承载能力极限状态计算与持久状况正常使用极限状态计算。（1）持久状况承载能力极限状态验算 持久状况承载能力极限状态下，对桥墩盖梁跨中正截面抗弯承载力进行验算，其正截面抗弯承载力为2253.1kNm，结构弯矩组合设计值Md=1648.9kNm，正截面抗弯承载力值大于弯矩组合设计值，正截面抗弯承载力满足规要求。 持久状况承载能力极限状态下，对桥墩盖梁近盖梁支点h/2处斜截面抗剪进行验

49、算，其近盖梁支点h/2处斜截面抗剪承载力为1789.7kN，最大剪力组合设计值Vd=834.2 kN，斜截面抗剪承载力值大于剪力组合设计值，斜截面抗剪承载力满足规要求。（2）持久状况正常使用极限状态验算持久状况正常使用极限状态下，对桥墩盖梁跨中截面裂缝宽度进行验算，最大裂缝宽度Wfk=0.30mm0.2mm，不满足规要求。（3）结论与建议根据计算结果，跨中正截面抗弯承载能力与近支点h/2处斜截面抗剪承载能力均能满足规与设计要求，但在持久状况正常使用极限状态下，跨中截面裂缝宽度验算不能满足规要求，建议对盖梁截面配筋进行调整。3.3.10 桥台验算主桥拱座采用6根D=1.3m钢筋混凝土桩与基岩连接

50、，基桩要求嵌入微风化千枚岩不小于1.5m，横向通过一19137.5m(长宽高)的拱座基础连为整体，拱座基础采用C30混凝土和C40混凝土，基桩采用C30混凝土。本桥0号桥台拱座基础基底置于强风化千枚岩上，强风化千枚岩容许承载力推荐值0=600KPa，1号桥台拱座基础基底置于全风化千枚岩上，全风化千枚岩容许承载力推荐值0=300KPa。由于拱座基础较为庞大，且基底地质条件较好，在桥台验算中，假定不考虑基桩的受力，仅将拱座基础作为扩大基础来进行受力计算分析，具体计算结果如下：（1）地基承载力计算，m，A=247m2，W=535 m3，所以拱座基础基底承载力max=456.2Kpa， 基底地基容许承

51、载力按最不利全风化千枚岩来计算，可得=583.5KPa。 max，基底承载力满足规与设计要求。（2）基础稳定性计算基础抗倾覆计算拱座基础的抗倾覆稳定系数K0=，大于规规定值K0=1.5，满足规要求。基础抗滑动计算，所以拱座基础的抗滑动稳定系数Kc=1.26，小于规规定值Kc=1.3，上述抗滑动稳定性系数Kc计算未考虑基桩与台后被动土压力影响作用，若考虑基桩与台后被动土压力影响，则拱座基础的抗滑动稳定系数能够满足规要求。（3）结论与建议根据上述受力分析，桥台基础的承载力与基础稳定性能够满足规与设计要求。第四章 结构动力计算分析4.1 结构自振频率与振型本桥采用大型通用的结构计算程序进行了结构的自振振型与频率的分析，计算模型以设计图纸为依据，主要采用空间梁单元建模，本桥共计算了前十阶自振频率，详见表4-1。表4-1 动力分析结果模态一阶二阶三阶四阶五阶六阶七阶八阶九阶十阶频率（HZ）0.570.820.941.301.431.451.652.362.412.58本桥提取了前三阶自振振型立面、侧面与平面图，从图4-1图4-3可以看出，堰吉河大桥的第一振型为拱肋面外对称挠曲振动，表明拱肋的面外挠曲刚度小于竖向挠曲刚度。图4-