公路橋涵設計的案例
公路橋涵設計通用規范
《公路橋涵設計通用規范》（JTG+D60-2015）.pdf
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30m人行天橋結構計算書
一、 概述
跨徑布置為9.5+18+9.5=37m，梁高0.9m，采用整體式鋼箱梁截面，橋寬4.5m。
二、主要設計規范
1.《城市人行天橋與人行地道技術規范》CJJ69-95；
2.《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）
3.《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》（JTJ025-86）
4.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62-2004；
5.《公路橋涵設計通用規范》JTG D60-2004；
6.《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG D63-2004；
三、計算方法
采用MIDAS/CIVIL2010版本，采用空間桿系單元建立模型。計算按橋梁施工流程劃分計算階段，對施工階段及運營階段均進行內力、應力、結構剛度的計算。并根據橋梁的實際施工過程和施工方案劃分施工階段，進行荷載組合，求得結構在施工階段和運營階段時的應力、內力和位移，按規范中所規定的各項容許指標，驗算主梁是否滿足要求。
四、主要材料及設計參數
混凝土、鋼材等材料的彈性模量、設計抗壓（拉）強度參數等基本參數均按規范取值。
1．混凝土現澆層容重、標號
鋼筋混凝土容重：26kN/m3
2. 鋼材
Q345鋼材設計參數
屈服強度
抗拉、抗壓設計值
抗剪設計值
fy
fd
fvd
345
310
180
3．人群荷載：5.0kPa
4．恒載
一期恒載：鋼箱梁容重ρ＝7.85X103 kg/m3
二期恒載：包括雨棚、橋面鋪裝、欄桿等
5．溫度梯度
溫度變化按升溫30℃和降溫20℃計算。
正溫度梯度計算按照《公路橋涵設計通用規范》（JGJD60-2004）中4.3.10中規定取值，負溫度梯度按照正溫度梯度的50%計算。
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材料
公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)
公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵及設計規范(JTJ 023-85)
公路橋涵鋼結構及木結構設計規范(JTJ 025-86)
混凝土結構設計規范(GB 50010-2002)
鋼結構設計規范(GBJ17-88)
高層民用建筑鋼結構技術規程(JGJ 99-98)
其他國家和地區規范(美國、加拿大、德國、英國、歐洲、日本、韓國等)
截面
型鋼: 角鋼、槽鋼、H型鋼、T型鋼、方形鋼管、圓形鋼管、圓形鋼棒、方形鋼棒、帶肋箱型、帶肋管型
組合截面: 角鋼-組合截面、槽鋼-組合截面
焊接組合截面: 角鋼、槽鋼、H形鋼、T形鋼、方形鋼管、圓形鋼管
其他國家標準截面(美國、德國、英國、日本、韓國等)
車輛荷載
公路工程技術標準（JTG B01-2003）的車道荷載、車輛荷載和人群荷載
公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）的汽車荷載
公路橋涵設計通用規范 (JTJ 021-89)的汽車荷載、平板掛車和履帶車荷載
城市橋梁設計荷載標準 (CJJ 77-89)的城-A級、城-B級車輛荷載和車道荷載
鐵路橋涵設計基本規范 (TB 10002.1-99)的“中-活載”的普通活載、特種活載
地鐵設計規范（GB 50157-2003
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棧橋計算書（工字鋼主梁） ￥2
（2）、鐵三院土工試驗報告
（3）、現行施工安全技術標準
1.2、規范標準
（1）、公路橋涵設計通用規范（JTGD60-2004）
（2）、公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ024-85）
（3）、公路橋涵鋼結構及木結構設計規范（JTJ 025-86）
（4）、公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）
2、主要技術標準及設計說明
2.1、主要技術標準
橋面寬度：5.0m
橋面高程：1112.05m
設計荷載：75t履帶吊（負載10t）及公路—Ⅰ級汽車荷載
橋跨布置：9×12m
棧橋全長：108m
起止里程：LDK673+330～LDK673+438
2.2、設計說明
跨黃河棧橋設計荷載主要考慮結構自重和75t履帶吊（負載10t）及公路—Ⅰ級汽車荷載荷載。
展開 某大橋25+4×30+25連續箱梁引橋計算書
二、 設計規范與標準
⑴ 《公路工程技術標準》（JTJ001-97）
⑵ 《公路橋涵設計通用規范》（JTJ021-89）
⑶ 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ023-85）
⑷ 《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》（JTJ025-86）
⑸ 《公路橋涵地基與基礎技術規范》（JTJ024-85）
⑹ 《公路工程抗震設計規范》（JTJ004-89）
⑺ 《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041-2000）
⑻ 《高速公路交通安全設施設計與施工技術規范》（JTJ074-94）
⑼ 《公路橋位勘測設計規范》（JTJ062-91）
⑽ 《公路橋梁抗風設計指南》
三、 設計技術標準
設計計算行車速度：120km/h
橋面寬度及其組成：0.5m(欄桿式護欄)+3.0m(人行道)+0.5m(護欄)+12.0m(行車
道)+2.0m(中分帶)+12.0m(行車道)+0.5m(防撞護欄)+3.0m(人行道)+0.5m(欄桿式護欄)
橋面橫坡： 1.5 %
設計荷載：
1）汽車—超20 級，掛車—120
2）一側人行道寬度3.0 米，人群荷載3.5KN/m2。
3）設計風載按中山地區平均風壓800pa 計。
4）地震荷載：基本地震烈度7 度。
橋面鋪裝：6cm 厚40 號混凝土調平層，10cm 厚瀝青混凝土鋪裝
溫度荷載：箱梁體系溫度取35℃，升、降溫各按20℃計，日照溫差分別按《公路橋涵設計規范》規定的溫度場進行計算。
支座強迫位移：1.0cm。
四、 主要材料
1、 混凝土
箱梁梁體： 50 號混凝土
調平層： 40 號混凝土
橋面鋪裝： 瀝青混凝土
橋面防撞護欄： 30 號混凝土
2、普通鋼筋：采用Ⅰ級和Ⅱ級鋼筋。其技術標準應分別符合國家標準（GB13013－91）、（GB1499－98）的規定。
展開 TB10002.1-2005鐵路橋涵設計基本規范
TB10002.1-2005鐵路橋涵設計基本規范
鋼箱梁系桿拱橋靜動力分析
[4]張振偉,張偉.飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋靜動力特性分析[J].中外公路,2019,39(1):113-116.
[5]黃云,張清華,葉華文,等.鋼管混凝土系桿拱橋空間穩定性分析[J].橋梁建設,2014,44(4):50-56.
[6]劉煥輝,朱芝茳.基于均勻試驗的大跨懸索橋靜力性能參數敏感性分析[J].公路與汽運,2020(4):125-128+134.
[7]中交公路規劃設計院有限公司.公路橋涵設計通用規范:JTGD60—2015[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.
[8]上海市政工程設計研究總院.城市橋梁設計規范:CJJ11—2011[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.
文章來源：公路與汽運 208期
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第二章(極限狀態設計)
公路橋涵進行持久狀況承載能力極限狀態設計時，根據橋涵結構破壞所產生后果的嚴重程度，劃分為三個安全等級進行設計。在設計計算上，采用結構重要性系數 γ0 表達不同的安全等級。
17. 結構構件承載能力極限狀態設計的原則是作用組合(基本組合)的效應設計值必須小于或等于結構抗力的設計值.
18. 公路橋涵的持久狀態設計按承載能力極限狀態的要求，對構件進行承載力及穩定計算，必要時還應對結構的傾覆和滑移進行驗算。
19. 在進行承載能力極限狀態計算時，作用(或荷載)的效應(其中汽車荷載應計入沖擊系數)應采用其組合設計值；結構材料性能采用其強度設計值。
20. 公路橋涵正常使用極限狀態是指對應于橋涵及其構件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態。
21. 公路橋涵按結構正常使用狀態的要求進行計算，是以結構彈性理論或彈塑性理論為基礎。對結構構件的混凝土抗裂、混凝土裂縫最大寬度和撓度變形進行驗算，并使各項計算值不超過《公路橋規》規定的各相應限值。
22. 結構的設計狀況是代表一定時段內實際情況的一組設計條件，設計時應做到在該組條件下結構不超越有關的極限狀態。包括: 持久設計狀況; 短暫設計狀況; 偶然設計狀況; 地震設計狀況. 持久狀況是指在結構使用過程中一定出現且持續期很長的設計狀況，其持續期一般與設計使用年限為同一數量級。短暫狀況是指在結構施工和使用過程中出現概率較大，而與設計使用年限相比，其持續期很短的設計狀況。偶然狀況是指在結構使用過程中出現概率極小且持續時間極短的異常情況時的設計狀況。地震狀況是考慮結構遭受地震時的設計狀況.
23. 《公路橋規》規定的作用代表值為作用的標準值、組合值、頻遇值和準永久值。永久作用被近似認為在設計基準期內是不變化的，其代表值是永久作用的標準值。
展開 JTG-公路懸索橋設計規范
JTG-公路懸索橋設計規范公路懸索橋設計規范
Design specification for highway
suspension bridge
（報批稿）
主編單位：中交公路規劃設計院
批準部門：中華人民共和國交通部
試行日期： （待定）
JTG-公路懸索橋設計規范.pdf
16m空腹式拱橋計算書 ￥3
16m空腹式拱橋計算書
一、設計資料
（一）設計標準
設計荷載：汽車-20級，掛車-100，人群荷載3KN/m2
凈跨徑：L0=16m
凈矢高：f0=2.28m
橋面凈寬：凈6.5+2*（0.25+1.5m人行道）
(二)材料及其數據
拱頂填土厚度hd=0.5m,γ3=22KN/m3
拱腔填料單位重γ=20KN/m3
腹孔結構材料單位重γ2=24KN/m3
主拱圈用10號砂漿砌號60塊石,γ1=24KN/m3,極限抗壓強度Rja=9.0MPa,彈性模量E＝800Raj。
(三)計算依據
1、交通部部標準《公路橋涵設計通用規范（JTJ021-89）》，人民交通出版社，1989年。
2、交通部部標準《公路磚石及混凝土橋涵設計規范（JTJ022-85）》，人民交通出版社，1985年。
3、《公路設計手冊-拱橋》（上、下冊），人民交通出版社，1994年。
4、《公路設計手冊-基本資料》，人民交通出版社，1993年。
二、上部結構計算
（一）主拱圈
1、主拱圈采用矩形橫截面，其寬度b0＝10.0m,主拱圈厚度d=mkl01/3=6*1.2*16001/3=84.2cm,取d=85cm。
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浙江省慶元縣城東大橋技術狀況、荷載試驗、承載能力評定 ￥3
圖2 - 1 承載能力評定流程
2.2 檢測依據
本次檢測主要依據現行國家技術標準、部頒標準及相關技術規范、規程及
大橋設計文件中采用的標準進行， 同時執行了城東大橋檢測方案， 具體包括：
1. 《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004)；
2. 《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》CJJ 2-2008
3. 《公路橋梁養護規范》（JTG H11-2004）；
4. 《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》（CECS21： 2000）；
5. 《混凝土強度檢驗評定標準》（GBJ107-87）；
6. 《建筑結構檢測技術標準》 GB/T 50344-2004
7. 《回彈法評定混凝土抗壓強度技術規程》（ JTJ/T23-2001）；
8. 《公路工程質量檢驗評定標準》（ JTG F80/1-2004）；
9. 《混凝土結構試驗方法標準》(GB 50152-1992)；
10. 《大跨徑混凝土橋梁試驗方法》， 公路科學研究所， 1982 年；
11. 《工程測量規范》（ GB50026-2007）
12. 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規》（ JTG D62-2004）；
13. 《公路工程技術標準》（ JTG B01-2003）；
14. 交通部《公路橋涵施工技術規范》（ JTJ041-2000）。
15. 《公路橋梁技術狀況評定技術規程》2011 等。
16. 城東大橋施工設計圖
第3章 橋梁檢測內容及儀器
本次檢測主要包括三方面的內容：全橋外觀檢測、靜載試驗檢測和動載試驗檢測。
3.1 外觀檢測
1、表觀缺陷檢查；
2、混凝土強度檢測；
3、鋼筋保護層厚度檢測。
展開 大旺大橋第17跨靜動載試驗報告 ￥3
2 依 據
(1) 《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004)
(2) 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004)
(3) 《公路橋涵設計通用規范》（JTG 021-89）
(4) 《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ 023-85）
(5) 《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（送審稿），以下簡稱《評定規程》
(6) 《公路舊橋承載能力鑒定方法》（試行，1998），以下簡稱《鑒定方法》
(7) 《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》（交通部公路科學研究所，1982），以下簡稱《試驗方法》
(8) 《廣東省肇慶市大旺大橋綜合經濟開發區大旺大橋二階段施工圖設計》，廣東省公路勘察規劃設計院，一九九四年六月
(9) 《大旺大橋質量檢測與評價報告》，北京公科固橋技術有限公司（交通部公路科學研究院），二零零四年九月
(10) 《肇慶市大旺大橋維修加固工程施工圖設計》，北京公科固橋技術有限公司（交通部公路科學研究院），二零零四年十二月
(11) 《肇慶市大旺大橋維修加固工程補充施工圖設計》，北京公科固橋技術有限公司（交通部公路科學研究院），二零零六年二月
(12) 《肇慶市大旺大橋維修加固工程主橋加固施工圖設計變更圖》，北京公科固橋技術有限公司（交通部公路科學研究院），二零零七年四月
3 試驗目的
3.1 靜載試驗目的
了解結構或構件在靜力試驗荷載作用下的工作狀態，綜合分析判斷橋梁結構的承載能力和使用條件。
3.2 動載試驗目的
了解結構在動力試驗荷載作用下的工作狀態，綜合分析判斷橋梁結構的動力性能。
4 儀器設備
5 靜載試驗
5.1 試驗跨選擇
根據業主要求本次試驗選擇第17 跨橋跨結構作為試驗跨。
展開 港珠澳大橋設計之美 2
上文我們說到港珠澳大橋的人工島建設，而人工島相間連接的是穿越了伶仃西航道和銅鼓航道的沉管隧道，總長度大約為6公里，是全世界最長最大的海底公路隧道。
建設要求和建設難點
該工程技術難度大，施工過程復雜。隧道的建設標準主要分為幾點：
建設一級公路，限速100km/h，雙向六車道。
使用壽命為120年，極限狀態為1200年。
符合現行交通運輸部頒《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004）規定的汽車荷載提高25%。
符合抗震標準。
而建設難點主要體現在外海環境惡劣復雜、海底軟基深厚、淤泥多、水深、隧道距離長、符合中華白海豚保護區的環保要求等。
利用仿真技術攻破難點
因此，在如此苛刻的建設條件下建設大型海底沉管隧道，已有的內河沉管隧道建設技術和經驗已遠遠不能滿足工程需求，需要進行技術創新和突破。
從2011年開始到2016年間，國內相關專家參與港珠澳項目島隧工程項目，進行了隧道受力分析及動力響應數值仿真項目，對沉管浮運和沉放全過程進行數值建模分析，同時計算分析了沉管安裝深槽區域特殊波浪與流載荷的影響，分析各種不利荷載作用下沉管的動力響應。
其中在2012年，為了達成橋梁使用壽命達到120年的目標，通過采用有限元軟件建立了原件和小件仿真模型，并對不同截面形式的鋼橋面板受力性能進行分析。
試驗進行了半年時間，循環荷載大約進行了三四百萬次，試驗結果表明120年的設想是成立的。通過多種構件試驗，設計出新的構造形式，為設計提供了經濟合理的技術參數，為整體建設節約了3億元左右的資金。
工程師們同時可以利用有限元模型對海床結構進行分析。首先應將沉管隧道結構及其周圍回填的碎石層殺死，進行初始地應力平衡后，再根據設計的管節沉放順序，逐段組合沉管隧道管節結構及其周圍回填的碎石層。
展開 慶元城東大橋計算書
三、設計規范
1、《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004）
2、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）
3、《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）
4、《公路橋梁抗震設計細則》（JTG B02-01-2008）
5、《鋼管混凝土設計與施工規程》（CECS28:90）
6、《矩形鋼管混凝土結構技術規程》（CECS 159:2004）
7、《鋼管混凝土結構技術規程》(DBJ 13-51-2003)
8、《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》 （JTJ025-86）
9、《公路橋涵施工技術規范》 （JTJ041-2000）
10、《鋼結構設計規范》GB50017-2003
四、設計參數
1、混凝土
混凝土的材料特性包括：標準強度、設計強度、彈性模量、剪切模量、線膨脹系數、容重等按有關規范取用。
2、鋼材：
系桿預應力鋼絞線為Φs15.20 低松弛預應力鋼鉸線，標準抗拉極限強度為1860MPa，鋼絞線采用GB/T5224-2003 技術標準。
拱肋、鋼橫梁截面采用Q345c 鋼。
吊桿采用fpk＝1670MPa 的高強鋼絲。
鋼材主要指標一覽表
五、設計荷載取值
1、恒載
上部結構自重，混凝土容重取26KN/m3；拱肋鋼材容重取78.5KN/m3。
橋面鋪裝鋼筋混凝土容重取25KN/m3。
瀝青混凝土鋪裝容重取24KN/ m3，欄桿按5KN/m 計算。
2、計算荷載：
汽車荷載按公路-Ⅱ級，雙向2 車道計算。
3、溫度力
體系整體升溫20℃；體系整體降溫25℃
六、計算概述
主橋總體靜力計算分別采用“MIDAS/CIVIL 程序”及“橋梁博士程序”計算。
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