申嘉湖杭高速公路练市至杭州段
洪圣里大桥主桥
计算书
计 算 复 核 审 核
浙江交通勘察设计有限公司
2006年4月
目 录
一、概述 ............................................... 1 二、主要规范标准 ....................................... 1 三、主桥描述 ........................................... 1 四、主要材料 ........................................... 2
1．混凝土 .................................................................................................................................... 2
2．预应力材料 ............................................................................................................................ 2 3．普通钢筋 ................................................................................................................................ 3
五、主桥箱梁计算 ....................................... 3
1．结构离散图 ............................................................................................................................ 3
2．计算参数 ................................................................................................................................ 3 3．施工阶段划分 ........................................................................................................................ 9 4．施工阶段应力验算 .............................................................................................................. 10 5．正常使用极限状态验算 ...................................................................................................... 14 6．承载能力极限状态验算 ...................................................................................................... 15
六、横向框架分析 ...................................... 16
1．结构离散图 .......................................................................................................................... 16
2．计算参数 .............................................................................................................................. 16 3．施工阶段划分 ...................................................................................................................... 17 4．施工阶段应力验算 .............................................................................................................. 17 5．正常使用极限状态验算 ...................................................................................................... 18 6．承载能力极限状态验算 ...................................................................................................... 19
七、下部桩长计算 ...................................... 20
1．墩顶作用力计算 .................................................................................................................. 20
2．桩长计算 .............................................................................................................................. 25
八、结论 .............................................. 25
一、概述
洪圣里大桥所跨河流（沈店桥港）为Ⅶ级等外航道，通航净空为：18x3.5m，主桥采用（40+70+40）m预应力混凝土变高度连续箱梁。
桥梁设计主要技术标准如下： 1.横向布置：双幅桥，双向四车道； 2.桥面横坡为单向坡：i=±2％；
3.桥面全宽27.5m：0.5m(外侧护拦)+11.75m(行车道)+1m（内侧护栏）+1m（中央分隔带）+1m（内侧护栏）+11.75m（行车道）+0.5m(外侧护拦)；
4.汽车荷载等级：公路－Ⅰ级。
二、主要规范标准
1．《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004)
2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 3．《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85) 4．《公路工程技术标准》(JTG B01-2003) 5．《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)
三、主桥描述
主桥上部为（40+70+40）m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，全桥宽27.5m，双向分离式断面，单箱单室箱形截面，箱梁根部梁高3.8m，高跨比为1/18.421,跨中梁高1.8m，高跨比为1/38.889, 箱梁高度从距主墩中心1.75m处到最大悬臂端处按二次抛物线变化。箱梁顶板宽13.25m，底板宽6.75m，翼缘板悬臂长为3.25m。除墩顶0号块设一个厚2.5m的横隔板及边跨端部设厚1.5m的横隔板外，其余部位均不设横隔板。箱梁采用三向预应力体系。
0号块两侧距主墩中心3.75～1.25m范围内箱梁顶厚度由0.28m变化至0.70m，底板厚度由0.6m变化至1.1m；距主墩中心3.75m处至跨中箱梁顶板均为0.28m等厚度，底板厚度从0.60m至0.30m按二次抛物线变化，腹板宽度分为0.50m和0.7m两种，其间按直线过渡。
主桥连续箱梁采用挂蓝悬臂现浇法施工。0号块总长10m，中跨、边跨合拢段长度均为2m。悬臂现浇梁段最大重量为1250kN，挂蓝自重按470kN考虑，合拢吊架自重按240kN考虑。
主桥范围桥面铺装层为10cm厚的沥青混凝土+8cm厚C50混凝土调平层。横坡2%，横坡由腹板高度调整。
主桥下部主墩采用实体墩（过渡墩采用双柱式桥墩）、承台和钻孔灌注桩基础。
四、主要材料
1．混凝土
现浇箱梁：采用C50混凝土 调平层：采用C50混凝土
后张法预应力管道灌浆：采用C50水泥浆 桥墩：采用C30混凝土 承台：采用C30混凝土 桩基础：采用C25水下混凝土
2．预应力材料
（1）纵向预应力钢筋和横向预应力钢筋采用标准强度fpk=1860MPa、符合ASTM A416M－98标准的270K级ФS15.2低松弛钢绞线，竖向预应力钢筋采用标准强度fpk=930MPa、直径为32mm的精轧螺纹钢筋。纵向预应力钢筋：顶板钢束和边跨底板钢束采用16ФS15.2，中跨底板钢束采用19ФS15.2，顶板合拢钢束采用19ФS15.2，张拉控制应力con＝1395MPa，两端张拉；横向预应力钢筋：采用3ФS15.2高强度低松弛钢绞线，顺桥向间距为每0.5m一束，张拉控制应力con＝1395MPa，单端张拉；竖向预应力钢筋：采用JL32精轧螺纹钢筋，张拉控制应力con＝837MPa，单端张拉。
（2）波纹管：纵向预应力钢束分别采用内径90mm和100mm塑料波纹管，横向预应力钢束采用内径60x19mm扁塑料波纹管，竖向预应力钢筋采用内径50mm塑料波纹管。
（3）预应力锚具：纵向预应力钢束分别采用BTM15-16、BTM15-19锚具，横向预应力钢束采用BTM BM15-3，竖向预应力钢筋采用YGM锚具。
3．普通钢筋
普通非预应力钢筋采用R235和HRB335钢筋。钢筋的化学成分及力学性能应符合GB13013-1991及GB1499-1998的规定。凡需焊接的钢筋均应满足可焊性要求。
五、主桥箱梁计算
1．结构离散图
主桥结构的静力计算分析以平面杆系理论为基础，采用桥梁博士进行结构分析。结构离散图见图1。
2143648
图1 结构离散图
2．计算参数
(1)预应力混凝土重力密度：26kN/m3
(2)二期恒载：(0.08x25+0.1x24)x11.75+7.75+7＝66.45kN/m (3)孔道偏差系数：k＝0.0015 (4)孔道摩擦系数：μ＝0.17
(5)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值（一端）：l＝6mm (6)混凝土加载龄期：5天
(7)基础不均匀沉降：主墩：1.8cm，桥台：1cm。
(8)竖向日照温差：T114C,T25.5C，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。 合拢温度：18C 年最高气温：43C 年最低气温：7C 整体升温温差：25C 整体降温温差：25C
(9)竖向预应力钢筋采用fpk=930MPa 的精轧螺纹钢筋（JL32），张拉控制应力con＝
837MPa，张拉力为673.2kN，单端张拉。在进行结构分析时，竖向预应力以均布荷载作用在箱梁腹板上，单根精轧螺纹钢筋有效预应力取673.2x40％＝269.3kN。 (10)车道荷载冲击系数按下式计算：
当f1.5Hz时， 0.05 （1）
当1.5Hzf14Hz时，0.1767lnf0.0157 （2） 当f14Hz时， 0.45 （3）
f113.616EIc （4） 2mc2lf223.651EIc （5） mc2l2式中 l——结构的计算跨径（m）；
； E——结构材料的弹性模量（N/m）
Ic——结构跨中截面的截面惯矩（m4）； mc——结构跨中处的单位长度质量（kg/m）。
2
计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用f2。
对于本桥而言，有：l70m，E=3.45x1010N/m2，Ic= 3.87481m4，mc=23774kg/m 将以上参数代入式（4）得f11.049Hz，根据式（1）得10.05。 将以上参数代入式（5）得f21.822Hz，根据式（2）得20.09。 (11)横向分布系数
支点横向分布系数采用杠杆法计算，跨中横向分布系数采用修正偏心压力法计算，理由如下：对于一般多梁式桥，不论跨度内有无中间横隔梁，当桥上荷载作用在靠近支点处时，荷载的绝大部分通过相邻的主梁直接传至墩台。再从集中荷载直接作用在端横隔梁上的情形来看，虽然横隔梁是连续于几根主梁之间，但由于不考虑支座的弹性压缩和主梁本身的微小压缩变形，显然荷载将主要传至两个相邻的主梁支座，即连续端横隔梁的支点反力与多跨简支梁的反力相差不多（见姚玲森主编《桥梁工程》第103～104页、第148页，人民交通出版社，1996年）。本桥为单箱单室截面，横向设置两个支座，更是如此。
因此，采用杠杆法计算支点横向分布系数。
但当荷载作用在跨中且偏心布置时，主梁截面将会发生扭转，若仍采用杠杆法，将会忽略主梁的抗扭刚度，导致算得的横向分布系数偏大。因此，跨中横向分布系数计算采用考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法。常规的修正偏心压力法是针对等截面简支梁的，对变截面连续梁是不能适用的。因为影响桥梁荷载横向分布的因素除宽跨比外，主要的因素是桥跨结构的抗弯刚度和抗扭刚度，为此，我们可以把各种体系的变截面梁桥近似用跨径相同的等刚度等截面简支梁来计算。所谓等刚度是指分别在原结构跨中和等代简支梁跨中作用一个集中力或一个扭矩，两者的跨中挠度或扭转角相等。对于多跨连续梁，当各跨的跨度与刚度不等时，将整个结构折算为相应于各跨跨径长度的几个等代简支梁，分别计算其荷载横向分布系数。对本桥3跨连续梁而言，设支点横向分布系数为m1，边跨跨中横向分布系数为m2，中跨跨中横向分布系数为m3，在分析时取图2所示的折线横向分布系数（见以下几本著作：①邵旭东主编，程翔云主审《桥梁设计百问》第24页，人民交通出版社，2003年；②张继尧、王昌将编著《悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥》第168页，人民交通出版社，2004年；③李国豪、石洞著《公路桥梁荷载横向分布计算》第151～152页，人民交通出版社，1987年；④李正良、陈科昌合编《公路桥荷载横向分布简化计算》第30～39页，人民交通出版社，1982年）。
图2 折线横向分布系数
a.采用杠杆法计算
按2车道布置时，杠杆法计算图式见图3、图4。此时
外侧腹板横向分布系数为0.5x(0.616+0.904+1.112+1.4)=2.016， 内侧腹板横向分布系数为0.5x(1.32+1.032+0.824+0.536)=1.856。 按3车道布置时，杠杆法计算图式见图5、图6。此时
外侧腹板横向分布系数为0.5x(0.12+0.408+0.616+0.904+1.112+1.4)=2.28， 内侧腹板横向分布系数为0.5x(1.32+1.032+0.824+0.536+0.328+0.04)=2.04。
2车道布载时箱梁横向分布系数为：1.0x（2.016+1.856）＝3.872， 3车道布载时箱梁横向分布系数为：0.78x（2.28+2.04）＝3.3696。
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）第4.3.1条第7点，“多车道折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应”，支点横向分布系数取m1=3.872。
图3 2车道布载外侧腹板横向分布系数计算图(单位：m)
图4 2车道布载内侧腹板横向分布系数计算图(单位：m)
图5 3车道布载外侧腹板横向分布系数计算图(单位：m)
图6 3车道布载外侧腹板横向分布系数计算图(单位：m)
b.采用修正偏心压力法计算 任意k号梁的横向影响线竖标为： kiIknieakIkIi1ai1n （6）
2iiI 1Gl2112EIai1i1nn1 （7）
Ti2iiI
l3 Ii （8）
48Ef ITil （9） 4G式中 Ii、Ik——第i、k根梁的等效抗弯惯性矩（m4）； ITi——第i根梁的等效抗扭惯性矩（m4）；
ai——第i根梁距离桥梁中心线的距离（m）； e——单位荷载距离桥梁中心线的距离（m）；
； l——结构的计算跨径（m）； E——混凝土的弹性模量（N/m）； G——混凝土的剪变模量（N/m）
22
——抗扭修正系数；
f——单位竖向力作用于连续梁跨中时跨中截面的挠度；
——单位扭矩作用于连续梁跨中时跨中截面的扭转角。
对本桥而言，有：l边＝40m，l中＝70m，f边＝9.148x10-9m，f中＝2.583 x10-8m，边＝
中＝5.384 ai＝3.025m，2.869x10-9rad，x10-9rad，E＝3.45x1010Pa，G＝0.4E＝1.38 x1010Pa，将以上参数代入式（6）～式（9）得：Ii边＝4.2247m4，Ii中＝8.0188m4，ITi边＝0.2526 m4，
ITi中＝0.2355m4，边＝0.742，中＝0.656。
对边跨而言，有： 影响线数值: 坐标X 1#梁
2#梁
0.000 0.871 0.129 6.050 0.129 0.871
2车道布载时横向分布系数计算结果: 梁号 汽车 1 2
挂车 人群 满人 特载 车列
1.778 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.655 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
3车道布载时横向分布系数计算结果: 梁号 汽车 1 2
挂车
人群 满人
特载
车列
2.096 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.911 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
2车道布载时箱梁边跨跨中横向分布系数为1.0x（1.778+1.655）＝3.433， 3车道布载时箱梁边跨跨中横向分布系数为0.78x（2.096+1.911）＝3.125。 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）第4.3.1条第7点，“多车道折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应”，边跨跨中横向分布系数取m2＝3.433。
对中跨而言，有： 影响线数值: 坐标X 1#梁
2#梁
0.000 0.828 0.172 6.050 0.172 0.828
2车道布载时横向分布系数计算结果: 梁号 汽车 1 2
挂车
人群 满人
特载
车列
1.688 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.579 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
3车道布载时横向分布系数计算结果: 梁号 汽车 1 2
挂车
人群 满人
特载
车列
2.027 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.863 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
2车道布载时箱梁中跨跨中横向分布系数为1.0x（1.688+1.579）＝3.267， 3车道布载时箱梁中跨跨中横向分布系数为0.78x（2.027+1.863）＝3.034。 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）第4.3.1条第7点，“多车道折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应”，中跨跨中横向分布系数取m3＝3.267。
综上所述，有m1=3.872，m2＝3.433，m3＝3.267。 3．施工阶段划分
施工阶段划分见表1。
表1 施工阶段划分表 施工周期阶段 (天) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 30 7 7 7 7 7 7 7 1 7 1 7 1 30 说 明 在托架上浇筑0号块，张拉钢束T1 安装挂篮，悬臂浇筑1号块，张拉钢束T2 挂篮前移，悬臂浇筑2号块，张拉钢束T3 挂篮前移，悬臂浇筑3号块，张拉钢束T4 挂篮前移，悬臂浇筑4号块，张拉钢束T5 挂篮前移，悬臂浇筑5号块，张拉钢束T6 挂篮前移，悬臂浇筑6号块，张拉钢束T7、T7’ 挂篮前移，悬臂浇筑7号块，张拉钢束T8；在支架上浇筑9号块。 拆除挂篮 合拢边跨 拆除边跨合拢吊架，张拉边跨钢束B1～B5、BT1～BT2 合拢中跨 拆除中跨合拢吊架，松开墩顶临时锚固精轧螺纹钢筋，张拉中跨钢束Z1～Z9。 拆除临时支座，施工桥面铺装和护栏 3650 收缩徐变 4．施工阶段应力验算
施工阶段正应力见图7～图21（红线代表上缘应力，蓝线代表下缘应力）。 施工阶段中，箱梁最大压应力为13.1MPa，最大拉应力-1.1MPa，混凝土压应力限值
'为0.70fck=0.7x32.4=22.68MPa，拉应力限值为1.15ftk'=-1.15x2.65=-3.05MPa，施工阶段
应力均满足规范要求。
2.1-0.42.1-0.42.1-0.42.1-0.4
图7 第1施工阶段正应力图
4.5-0.84.5-0.94.5-0.94.5-0.8
图8 第2施工阶段正应力图
6.16.16.16.1-0.6-0.7-0.6-0.6
图9 第3施工阶段正应力图
7.67.67.67.6-0.9-1.0-1.0-0.9
图10 第4施工阶段正应力图
8.78.78.78.7-0.50.9-0.6-0.6-0.5
图11 第5施工阶段正应力图
9.79.79.79.7-1.0-1.1-1.1-1.0
图12 第6施工阶段正应力图
10.310.310.310.3-0.84.3
-1.0-1.04.3-0.8
图13 第7施工阶段正应力图
9.59.59.59.56.26.3
图14 第8施工阶段正应力图
10.310.310.310.35.25.3
图15 第9施工阶段正应力图
10.110.210.210.25.45.4
图16 第10施工阶段正应力图
11.711.76.27.37.36.2
图17 第11施工阶段正应力图
11.611.6-1.17.37.3
图18 第12施工阶段正应力图
13.113.16.110.610.66.1
图19 第13施工阶段正应力图
11.511.49.59.5
图20 第14施工阶段正应力图
9.59.59.59.4
图21 第15施工阶段正应力图
5．正常使用极限状态验算
（1）挠度验算
在汽车作用下，箱梁跨中最大位移为1.08cm，最小位移为-3.17cm，C50混凝土的挠度长期增长系数1.425，跨中挠度限值[f]=L/600＝7000/600＝11.7cm，
1.425x0.7x（1.08+3.17）=4.239cm<[f]=11.7cm，挠度验算合格！ （2）应力验算
正常使用极限状态下箱梁应力见图22～图25（其中图22～图23中红线和蓝线分别代表上缘最大、最小正应力，青线和绿线分别代表下缘最大、最小正应力；图24、图25中红线代表最大主压应力，蓝线代表最大主拉应力）。
在正常使用极限状态下，箱梁最大压应力为15.2 MPa，组合1（长期效应组合）、组合2（短期效应组合）均未出现拉应力，最大主压应力为15.2MPa，最大主拉应力为-0.7MPa，部分预应力A类构件的压应力限值为0.5fck＝0.5x32.4=16.2MPa，作用短期效应组合下拉应力限值为0.7ftk＝-0.7x2.65＝-1.855MPa，主压应力限值为0.6fck＝0.6x32.4=19.44MPa，主拉应力限值为0.5ftk＝-0.5x2.65=-1.325MPa，使用阶段应力均满足规范要求。
8.48.48.28.18.17.78.07.97.78.1
图22 组合1正应力（MPa）
15.115.215.015.111.09.99.911.0
图23 组合2正应力（最大压应力取自组合3，单位：MPa）
-0.5-0.7
图24 组合2主应力（MPa）
15.115.215.015.1
图25 组合3主应力（MPa）
6．承载能力极限状态验算
（1）正截面强度验算
在承载能力极限状态组合1下，箱梁最大最小抗力及相应内力见图26（红线、蓝线分别代表最大抗力，最小抗力，青线、绿线分别代表与最大、最小抗力对应的内力）。从图中可看出，盖梁各截面抗力均大于弯矩设计值，正截面抗弯强度验算合格！
图26 抗力及对应内力图（kN-m）
（2）斜截面抗剪强度验算
最大、最小剪力抗力图见图27和图28（红线代表抗力，蓝线代表相应的剪力）。从图中可看出，各截面抗力均大于剪力设计值，斜截面抗剪强度验算合格！
六、横向框架分析
1．结构离散图
取1m长的梁段进行分析，横向框架静力计算以平面杆系理论为基础，采用桥梁博士进行结构分析。结构离散图见图29。
12345262728678910111213141516171819202122232425294630453144334232433435363738394041
图29 结构离散图
2．计算参数
(1)预应力混凝土重力密度：26kN/m3
(2)二期恒载：铺装和调平层：(0.08x25+0.1x24)x1＝4.4kN/m
防撞护栏：7.75kN/m 波形护栏：7.0kN/m
(3)底板纵向预应力钢束径向分力计算过程如下：
钢束沿程最大应力1170MPa，底板半径260m，底板共设9束20ФS15.2，9束钢束横向宽2.24375m，底板钢束径向分力为 q911702013950.2kN/m
2602.24375(4)孔道偏差系数：k＝0.0015 (5)孔道摩擦系数：μ＝0.17
(6)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值（一端）：l＝6mm (7)混凝土加载龄期：5天
(8)竖向日照温差：T114C,T25.5C，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5
(9)桥梁结构局部加载采用车辆荷载，车辆荷载冲击系数＝0.3。 (10)横向加载时汽车荷载横向分布系数为50.3，计算过程如下：
车轮作用下箱梁沿纵向有效分布宽度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）第4.1.3条计算，车辆荷载后轮作用下有效宽度可取a＝2L/3+d＝2x6.25/3+1.4＝5.567m，1m长梁段所承受的荷载为2x140/5.567＝50.3kN。根据桥梁博士横向加载的计算原理，此时的横向分布系数为50.3。
3．施工阶段划分
施工阶段划分见表2。
表2 施工阶段划分表 施工阶段 周期(天) 说 明 1 7 安装单元，张拉横向预应力，施加底板纵向预应力钢束径向分力。 2 30 施工桥面铺装和护栏 3 3650 收缩徐变 4．施工阶段应力验算
施工阶段桥面板正应力见图30～图32（红线代表上缘应力，蓝线代表下缘应力）。 施工阶段中，桥面板最大压应力为5.4MPa，最大拉应力-1.1MPa，混凝土压应力容许
'值为0.70fck=0.7x35.5=24.85MPa，拉应力容许值为1.15ftk'=-1.15x2.74=-3.151MPa，施
工阶段应力均满足规范要求。
5.5-1.12.5-1.12.55.43.73.9
图30 第1施工阶段正应力图
5.15.1-0.62.43.83.9-0.72.4
图31 第2施工阶段正应力图
3.6-0.91.03.62.52.5-0.91.02.82.8
图32 第3施工阶段正应力图
5．正常使用极限状态验算
（1）桥面板应力
正常使用极限状态下桥面板应力见图33（图33中红线和蓝线分别代表上缘最大、最小正应力，青线和绿线分别代表下缘最大、最小正应力）。
在正常使用极限状态下，桥面板最大压应力为6.2MPa，最大拉应力为-1.6MPa，部分预应力A类构件的压应力容许值为0.5fck＝0.5x35.5=17.75MPa，拉应力容许值为0.7ftk＝-0.7x2.74＝-1.918MPa，使用阶段应力应力均满足规范要求。
6.21.1-1.1-1.45.8-1.66.1-0.91.1
图33 组合2正应力（最大压应力取自组合3，单位：MPa）
（2）裂缝宽度
裂缝宽度验算见下表。
表3 裂缝宽度验算表（单位：mm） 上缘 下缘 裂缝宽度 容许值 满足? 裂缝宽度 容许值 0.066 0.2 是 0.000 0.2 0.080 0.2 是 0.000 0.2 0.080 0.2 是 0.000 0.2 0.093 0.2 是 0.000 0.2 0.093 0.2 是 0.000 0.2 0.122 0.2 是 0.000 0.2 0.000 0.2 是 0.000 0.2 0.000 0.2 是 0.000 0.2 0.117 0.2 是 0.000 0.2 0.192 0.2 是 0.000 0.2 0.192 0.2 是 0.000 0.2 单元号 29 30 31 32 33 34
节点号 9 30 30 31 31 32 32 33 32 34 34 满足? 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是
35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 35 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 44 43 44 44 45 45 46 46 21 0.056 0.056 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.059 0.059 0.196 0.196 0.119 0.000 0.000 0.119 0.096 0.096 0.083 0.083 0.069 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 0.019 0.019 0.100 0.100 0.127 0.127 0.125 0.125 0.126 0.126 0.098 0.098 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 6．承载能力极限状态验算
在承载能力极限状态组合1下，框架最大最小抗力及相应内力见图34（红线、蓝线分别代表最大抗力，最小抗力，青线、绿线分别代表与最大、最小抗力对应的内力）。从图中可看出，箱梁各截面抗力均大于对应的内力，正截面强度验算合格！
图34 抗力及对应内力图（kN-m）
七、下部桩长计算
1．墩顶作用力计算
(1)竖向力
使用阶段荷载引起的支反力见下表。
表4 使用阶段荷载结构支承反力表
使用阶段荷载1(结构重力)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 2790 0 14 0 23500 0 36 0 23500 0 48 0 2780 0 使用阶段荷载2(预应力)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用阶段荷载4(收缩荷载)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用阶段荷载5(徐变荷载)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用阶段荷载6(变位1)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 -79 0 14 0 146 0 36 0 -108 0 48 0 41 0 使用阶段荷载7(变位2)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 263 0 14 0 -520 0 36 0 451 0
48 0 -194 0 使用阶段荷载8(变位3)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 -194 0 14 0 451 0 36 0 -520 0 48 0 263 0 使用阶段荷载9(变位4)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 41 0 14 0 -108 0 36 0 146 0 48 0 -79 0 使用阶段荷载41(温度1)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 92 0 14 0 -92 0 36 0 -92 0 48 0 92 0 使用阶段荷载42(温度2)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 -46 0 14 0 46 0 36 0 46 0 48 0 -46 0 使用阶段荷载55(汽车MaxM)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用阶段荷载56(汽车MinM)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用阶段荷载57(汽车MaxQ)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 2400 0 14 0 4210 0 36 0 4210 0 48 0 2340 0 使用阶段荷载58(汽车MinQ)结构支承反力(单位：kN)
节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 -736 0 14 0 -354 0 36 0 -354 0 48 0 -736 0 使用阶段荷载59(汽车MaxN)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 使用阶段荷载60(汽车MinN)结构支承反力(单位：kN) 节点号 水平力 竖向力 弯矩 2 0 0 0 14 0 0 0 36 0 0 0 48 0 0 0 组合3（标准值组合）支承反力见下表。
节点号 2 内力 水平力 竖向力 弯 矩 水平力 竖向力 弯 矩 水平力 竖向力 弯 矩 水平力 竖向力 弯 矩 组合3支承反力(单位：kN) 水平最大 水平最小 竖向最大 竖向最小 最大弯矩 最小弯矩 0 0 0 0 0 0 2790 2790 5710 1690 2790 2790 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23500 23500 28600 22400 23500 23500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23500 23500 28600 22400 23500 23500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2780 2780 5640 1690 2780 2780 0 0 0 0 0 0 14 36 48 主桥荷载作用下主墩墩顶竖向力为28600kN，过渡墩墩顶竖向力为5710kN。 汽车靠内、外侧行驶时计算图式见图35、图36，从图中可看出，汽车靠外侧行驶时偏载效应要大。下面计算汽车靠外侧行驶时引起的内、外侧支座的支反力。对主墩而言:
汽车（考虑冲击）引起总支反力为：F＝4210x1.05＝4420.5kN， 汽车（考虑冲击）引起内侧支座反力为:-4420.5x0.6/5.15＝-515kN， 汽车（考虑冲击）引起外侧支座反力为:4420.5x(0.6+5.15)/5.15＝4936kN。 结构自重、支点强迫位移、梯度温度、收缩徐变和预应力引起的总支反力为:28600-4420.5＝24179.5kN，内、外侧支座反力为：24179.5/2＝12090kN。
故内侧支座总的支反力为12090-515＝11575kN， 外侧支座总的支反力为12090+4936＝17026kN。 对过渡墩而言:
汽车（考虑冲击）引起总支反力为：F＝2400x1.05＝2520kN， 汽车（考虑冲击）引起内侧支座反力为:-2520x0.6/5.15＝-294kN， 汽车（考虑冲击）引起外侧支座反力为:2520x(0.6+5.15)/5.15＝2814kN。 结构自重、支点强迫位移、梯度温度、收缩徐变和预应力引起的总支反力为:5710-2520＝3190kN，内、外侧支座反力为：3190/2＝1595kN。
故内侧支座总的支反力为1595-294＝1301kN， 外侧支座总的支反力为1595+2814＝4409kN。
图35 汽车靠内侧行驶计算图式（单位：m）
图36 汽车靠外侧行驶计算图式（单位：m）
(2)水平力 a.制动力
主桥制动力加载长度为一联长度：40x2+70=150m
加载长度为一联长度的制动力：T3＝2x（150x10.5+360）x10%=387kN， 设置固定支座桥墩的制动力为T3＝387kN， 设置活动支座桥墩的制动力为0.3T3＝116.1kN。 b.整体升温降温引起的水平力
整体升降温将引起活动支座滑动，故其引起的最大墩顶水平力为支座摩阻力。
主墩支座摩阻力:FW＝0.06x23500＝1410 过渡墩支座摩阻力:FW＝0.06x2790＝167
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）第4.1.5条，汽车制动力与支座摩阻力不同时组合，故墩顶水平力取两者中的大者：主墩取1410kN，过渡墩取168kN。
主桥荷载作用下墩顶作用力汇总如下：
表6 墩顶作用力汇总表(单位：kN) 汽车靠外侧行驶时支座竖向力 水平力 内侧 外侧 合计 1410 11575 17026 28600 167 1301 4409 5710 墩台号 主墩 过渡墩
2．桩长计算
(1)
八、结论
上述计算结果表明，本桥上部结构应力、挠度、强度及裂缝宽度均满足规范要求。
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