橋梁承載能力驗(yàn)算

1、1. 工程概況本工程為崇明東灘防汛橋、望海橋、東旺沙閘橋、白滧橋、3號(hào)涵橋、東旺東路飲水河橋的修繕工作。其中防汛橋、望海橋、東旺沙閘橋、白滧橋要進(jìn)行主梁更換，預(yù)制梁為10m16m的預(yù)應(yīng)力空心板梁，具體形式如下表所示：防汛橋預(yù)制板梁具體形式如下表所示：長度（m）重量（KN）數(shù)量（片）邊板梁131706中板梁131366望海橋預(yù)制板梁具體形式如下表所示：長度（m）重量（KN）數(shù)量（片）邊板梁131654中板梁1313112邊板梁162052中板梁161636東旺沙閘橋預(yù)制板梁具體形式如下表所示：長度（m）重量（KN）數(shù)量（片）邊板梁10.511010中板梁10.58320白滧橋預(yù)制板梁具體形式如下

2、表所示：長度（m）重量（KN）數(shù)量（片）邊板梁101058中板梁107924邊板梁162052中板梁161636預(yù)制板梁由上海隧道構(gòu)件場預(yù)制，用運(yùn)梁車（具體形式如下圖所示）運(yùn)載到現(xiàn)場進(jìn)行拼裝。3號(hào)涵橋橋面板為5.6米預(yù)制實(shí)心混凝土板梁，由施工單位自己現(xiàn)場預(yù)制加工吊裝。東旺東路飲水河橋不更換板梁只對(duì)橋身有裂縫處進(jìn)行碳纖維加固。本方案對(duì)運(yùn)梁車所經(jīng)過的橋涵進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算，編制合理的運(yùn)梁方案。參考資料：橋梁工程、東灘相關(guān)橋涵檢測(cè)報(bào)告、預(yù)制板梁相關(guān)圖紙。運(yùn)梁車荷載分布圖2. 運(yùn)梁方案根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，運(yùn)載防汛橋板梁時(shí)一次最多可以運(yùn)載一片邊梁和一片中梁，途經(jīng)橋梁的承載能力余量可以達(dá)到7%（雖然邊梁承載

3、能力不足但車輛可靠中間行駛）；運(yùn)載望海橋板梁時(shí)一次最多可以運(yùn)載一片16米的邊板梁和一片16米的中板梁，途經(jīng)橋梁的承載能力余量可以達(dá)到20%以上；運(yùn)載東旺沙閘橋板梁時(shí)一次最多可運(yùn)載一片中板梁和一片邊板梁，途經(jīng)橋梁的承載能力余量可達(dá)到30%以上；運(yùn)載望海橋板梁時(shí)一次最多可以運(yùn)載一片16米邊板梁和一片16米中板梁，途經(jīng)橋梁的承載能力余量可達(dá)到20%以上。為了安全起見，運(yùn)梁車在通過橋梁時(shí)要減速慢行，車速不得超過5km/h，由于途經(jīng)橋梁邊梁恒載較大，汽車荷載承載能力較低，梁車要靠中間行駛。對(duì)于途經(jīng)所有一跨的涵橋，由于建造年限較長，承載力未知因素較多，為了安全起見要鋪設(shè)路基箱。運(yùn)載時(shí)車輛要配備專人導(dǎo)航嚴(yán)格

4、按照指定的行車路線行車，防止車輛經(jīng)過沒進(jìn)行驗(yàn)算的橋梁時(shí)出現(xiàn)橋梁破壞事故。具體路線見第三節(jié)運(yùn)梁路線圖，計(jì)算書見第四節(jié)。3. 運(yùn)梁路線圖由地形圖可知運(yùn)載防汛橋板梁的梁車途徑3號(hào)橋；運(yùn)載望海橋板梁的梁車途徑5號(hào)橋、1號(hào)涵橋、2號(hào)涵橋、4號(hào)涵橋、6號(hào)涵橋、8號(hào)涵橋、10號(hào)涵橋、白滧橋（白滧橋雖然為要更換主梁的待修繕橋梁，但其原因是一片邊板梁有較大裂縫，其他板梁基本完好，在承載力驗(yàn)算時(shí)均可滿足要求，因此梁車通過時(shí)靠中間行駛即可）；運(yùn)載東旺沙閘橋板梁的梁車途徑5號(hào)橋、1號(hào)涵橋、2號(hào)涵橋、4號(hào)涵橋、6號(hào)涵橋、8號(hào)涵橋、10號(hào)涵橋、12號(hào)涵橋、團(tuán)旺西河橋、閘港橋；運(yùn)載白滧橋板梁的梁車途徑5號(hào)橋、1號(hào)涵橋、2號(hào)

5、涵橋、4號(hào)涵橋、6號(hào)涵橋、8號(hào)涵橋、10號(hào)涵橋。4. 計(jì)算書4.1. 運(yùn)載防汛橋梁車荷載驗(yàn)算由運(yùn)梁路線圖可知運(yùn)載防汛橋板梁的梁車途徑3號(hào)橋，驗(yàn)算3號(hào)橋的承載力時(shí)先以裝載兩片梁（一片邊梁和一片中梁）計(jì)算，如承載能力不足，在以一片梁計(jì)算。橋梁形式：3號(hào)橋橋梁跨徑組合為16+16+16=48m，橋面總寬6.5m，橋面橫向布置為：0.25m（欄桿）+6m（行車道）+0.25m（欄桿）=6.5m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由6片鋼筋混凝土空心板梁組成，梁板高85cm，8cm鋼筋混凝土鋪裝。橋面各孔受力相同，選擇進(jìn)行荷載試驗(yàn)的一號(hào)孔作為驗(yàn)算對(duì)象。驗(yàn)算荷載：結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：8cm厚的

6、鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m；汽車參數(shù)：汽車一次托運(yùn)兩片板梁，板梁加汽車總重426KN，汽車每側(cè)共5個(gè)車輪，從后往前依次排號(hào)為15號(hào)車輪，其中1號(hào)、2號(hào)間距1.35m；2號(hào)、3號(hào)間距10m；3號(hào)、4號(hào)間距1.35m；4號(hào)、5號(hào)間距3.3m。根據(jù)車輛形式，荷載在車輪上分布為：1號(hào)、2號(hào)車輪集中荷載為91.5KN；3號(hào)、4號(hào)輪集中荷載為106.5KN；5號(hào)車輪集中荷載為30KN。具體如上圖所示按照橋規(guī)要求，綜合考慮結(jié)構(gòu)重力、二期恒載、活載等多種效應(yīng)的組合，驗(yàn)算橋梁的承載能力。計(jì)算跨徑取15.5m。橋梁正常使用條件下承載能力極

7、限值、橫向分布系數(shù)均取檢測(cè)單位給出的檢測(cè)數(shù)值?？缰袕澗氐挠绊懢€形式如下圖所示：根據(jù)影響線的形式，車輪集中荷載布置如下圖所示：106.5106.5301215.5 )運(yùn)兩片梁計(jì)算得出跨中最大彎矩如下表所示：項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）430404梁車荷載內(nèi)力（KN.m）293.344266.152梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）923921梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載926.6816857.4128承載力富余量不足（靠中間行駛）7%運(yùn)1片邊板梁計(jì)算得出跨中最大彎矩如下表所示：項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）430404梁車荷載內(nèi)力（KN.m）199.

8、004180.557梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）923921梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載794.6056737.5798承載力富余量14%20%注：梁車荷載內(nèi)力由公式：計(jì)算得出，其中式中：梁車作用下梁體所求截面產(chǎn)生的最大彎矩； 汽車荷載的沖擊系數(shù)，汽車在過橋時(shí)慢行（時(shí)速5千米/h以內(nèi)）可取1 多車道橋涵的汽荷載折減系數(shù)取1 對(duì)于所計(jì)算主梁的橫向分布系數(shù)，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告中梁取0.323，邊梁取0.356 車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值此處取0 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線的面積； 車道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 所加載影響線中一個(gè)最大影響線峰值；其中可用結(jié)構(gòu)

9、力學(xué)求解器根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線按規(guī)范布載求出。其余幾座類似橋梁不在詳細(xì)敘述計(jì)算過程，只給出計(jì)算參數(shù)及最后結(jié)果。4.2. 運(yùn)載望海橋梁車荷載驗(yàn)算由運(yùn)梁路線圖可知運(yùn)載望海橋板梁的梁車途徑5號(hào)橋、1號(hào)涵橋、2號(hào)涵橋、4號(hào)涵橋、6號(hào)涵橋、8號(hào)涵橋、10號(hào)涵橋、白滧橋，以運(yùn)載一片16米邊梁和一片16米中梁驗(yàn)算這些橋的承載力。4.2.1. 5號(hào)橋承載能力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑組合為16+16+16=48m，橋面總寬9.55m，計(jì)算跨徑取15.5m。橋面橫向布置為：0.5m（欄桿）+7m（行車道）+0.5m（欄桿）=8m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由8片鋼筋混凝土空心板梁組成，梁板高85cm，寬99cm,10cm鋼筋

10、混凝土鋪裝。各孔受力相同，選擇進(jìn)行荷載試驗(yàn)的一號(hào)孔作為驗(yàn)算對(duì)象。驗(yàn)算荷載：結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：10cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m；計(jì)算結(jié)果如下表所示：項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）367337梁車荷載內(nèi)力（KN.m）332.504301.682橫向分布系數(shù)0.3560.323梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）11601160梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載905.9056826.7548承載力富余量21%28%4.2.2. 1號(hào)涵橋承載能力驗(yàn)算 橋梁

11、形式：橋梁跨徑為5.6m，計(jì)算跨徑為5.3m。橋面總寬9.55m，橋面橫向布置為：0.25m（欄桿）+9.05m（行車道）+0.25m（欄桿）=9.55m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由九片長為5.6m的鋼筋混凝土空心板梁組成，梁板高50cm，寬99cm，8cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載：結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：8cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m； 計(jì)算結(jié)果如下表所示：項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）39.438梁車荷載內(nèi)力（KN.m）62.6662.66橫向分布系數(shù)0.260.26梁體抗力（由檢測(cè)單位給

12、出 KN.m）175.1175.1梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載135.004133.324承載力富余量22%23%4.2.3. 2號(hào)涵橋承載能力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑為4.6m，計(jì)算跨徑為4.3m。橋面總寬9.5m，橋面橫向布置為：0. 35m（欄桿）+8.8m（行車道）+0.35m（欄桿）=9.5m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由10片鋼筋混凝土板梁組，9cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載：結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：9cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.34KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.64KN/m；計(jì)算結(jié)果如下表所

13、示：項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）2623.5梁車荷載內(nèi)力（KN.m）48.0647.7橫向分布系數(shù)0.2670.265考慮橋面鋪裝后梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）142.7142.7梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載98.48494.98承載力富余量30%33%4.2.4. 4號(hào)涵橋承載能力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑為4.6m，計(jì)算跨徑為4.3m。橋面總寬9.52m，橋面橫向布置為：0. 36m（欄桿）+8.8m（行車道）+0.36m（欄桿）=9.52m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由10片鋼筋混凝土實(shí)心板梁組成，板梁高25cm，兩塊邊板梁寬70cm，中間板寬100

14、cm，8cm鋼筋混凝土鋪裝。 驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：8cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.64KN/m；計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）2223.5梁車荷載內(nèi)力（KN.m）48.0647.7橫向分布系數(shù)0.2670.265梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）138.7138.7梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載93.68494.98承載力富余量32%31%4.2.5. 6號(hào)涵橋承載能力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑為4.6m，計(jì)算跨徑為4.3m。橋面總寬9.9m，橋

15、面橫向布置為：0. 45m（欄桿）+9m（行車道）+0.45m（欄桿）=9.9m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由9片鋼筋混凝土空心板梁組成，板梁高50cm，梁寬99cm， 8cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：8cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.64KN/m；計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）27.625.9梁車荷載內(nèi)力（KN.m）48.0647.7橫向分布系數(shù)0.2670.265梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）189.9189.9梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4

16、梁車荷載100.40497.86承載力富余量47%48%4.2.6. 8號(hào)涵橋承載能力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑4.6m，計(jì)算跨徑為4.3m。橋面總寬9.8m，橋面橫向布置為：0. 4m（欄桿）+9m（行車道）0.4m（欄桿）=9.8m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由10片鋼筋混凝土空心板梁組成，板梁高52cm，8cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：8cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m；計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）2224梁車荷載內(nèi)力（KN.m）43.3857.24橫向分布系數(shù)0.

17、2410.318梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）149211梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載87.132108.936承載力富余量41%48%4.2.7. 10號(hào)涵橋承載能力驗(yàn)算 橋梁形式：橋梁跨徑4.6m，計(jì)算跨徑為4.3m。橋面總寬9.6m，橋面橫向布置為：0. 35m（欄桿）+8.9m（行車道）0.35m（欄桿）=9.6m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由10片鋼筋混凝土板梁組成，板梁高25cm，兩邊板寬70cm，中間板寬100cm，8cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：8cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算

18、得2.1KN/m2；欄桿和基座：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m；計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）1420梁車荷載內(nèi)力（KN.m）38.5255.26橫向分布系數(shù)0.2140.307考慮橋面鋪裝后梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）112155梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載70.728101.364承載力富余量36%34%4.2.8. 白滧橋承載能力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑10+10+16+10+10=56m，取跨徑16m（計(jì)算跨徑15.6m）和10m（計(jì)算跨徑9.6m）檢測(cè)其承載能力。橋面總寬9.1m，橋面橫向布置為：0.25m（欄桿）+0.8m（人行道

19、）+7m（行車道）+0.8m（人行道）+0.25m（欄桿）=9.1m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由8片鋼筋混凝土空心板梁組成，板梁高52cm，10cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：10cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取24KN/m3；護(hù)欄：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m；人行道：按圖紙計(jì)算每側(cè)2.5KN/m；人群：3.4KN/m2；10m跨徑計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）169124梁車荷載內(nèi)力（KN.m）156.663133.341橫向分布系數(shù)0.3090.263梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）496494梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.

20、2恒載+1.4梁車荷載422.1282335.4774承載力富余量14%32%16m跨徑計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）528397梁車荷載內(nèi)力（KN.m）284.87235.368橫向分布系數(shù)0.3050.252梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）11601132梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載1032.418805.9152承載力富余量11%28%4.3. 運(yùn)載東旺沙閘橋梁車荷載驗(yàn)算由路線圖可知運(yùn)載東旺沙閘橋板梁的梁車途徑5號(hào)橋、1號(hào)涵橋、2號(hào)涵橋、4號(hào)涵橋、6號(hào)涵橋、8號(hào)涵橋、10號(hào)涵橋、12號(hào)涵橋、團(tuán)旺西河橋、閘港橋，根據(jù)望海橋梁板驗(yàn)算情況來看

21、，在此只需驗(yàn)算12號(hào)涵橋、團(tuán)旺西河橋、閘港橋在運(yùn)載兩片邊梁的情況下的橋梁承載力。4.3.1. 12號(hào)涵橋承載力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑4.6m，計(jì)算跨徑為4.3m。橋面總寬9.71m，橋面橫向布置為：0. 38m（欄桿）+8.95m（行車道）0.38m（欄桿）=9.71m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由10片鋼筋混凝土板梁組成，板梁高34cm，兩邊板寬70cm，中間板寬100cm，20cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：20cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得5.2KN/m2；欄桿：按實(shí)際測(cè)量計(jì)算每側(cè)1.1KN/m；側(cè)墻：估算每側(cè)26.2KN/m；填

22、土：按平均2.63m計(jì)算，容重取17KN/m3；計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）130131梁車荷載內(nèi)力（KN.m）12.512.5橫向分布系數(shù)0.10.1梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）184257梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.m）1.2恒載+1.4梁車荷載173.5174.7承載力富余量5%32%4.3.2. 團(tuán)旺西河橋承載力驗(yàn)算橋梁形式：橋梁跨徑15+15+25+15+15=85m，取跨徑15m（計(jì)算跨徑14.5m）與25m（計(jì)算跨徑24.3m）兩跨檢測(cè)其承載能力。橋面總寬9.6m，橋面橫向布置為：0.3m（欄桿）+1m（人行道）+7m（行車道）+1m（人行道）+0.3m（欄桿）=9.6m。橋梁上部結(jié)構(gòu)：該橋由9片鋼筋混凝土空心板梁組成，板梁高85cm，11cm鋼筋混凝土鋪裝。驗(yàn)算荷載結(jié)構(gòu)重力：混凝土容重取26KN/m3；橋面鋪裝：11cm厚的鋼筋混凝土鋪裝，容重取26KN/m3，計(jì)算得2.1KN/m2；護(hù)欄：按圖紙計(jì)算每側(cè)3.4KN/m；人行道板：按圖紙計(jì)算每側(cè)8.06KN/m；人群：3.4KN/m2；25m跨徑計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目邊梁中梁恒載內(nèi)力（KN.m）15901429梁車荷載內(nèi)力（KN.m）360.84328.83橫向分布系數(shù)0.2560.238梁體抗力（由檢測(cè)單位給出 KN.m）39483329梁車作用下梁體產(chǎn)生的最大內(nèi)力（KN.