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结构检算

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1 路基专业结构检算

一、DK20+900～DK21+200右侧路堑重力挡墙（以DK21+099断面为例）

采用理正软件，重力式挡土墙验算[执行标准：铁路]

计算项目： 重力式挡土墙

计算时间： 2013-09-22 11:14:40 星期日

-----------------------------------------------------------

1．原始条件

2．墙身尺寸

墙身高: 10.000(m)

墙顶宽: 2.000(m)

面坡倾斜坡度: 1:0.250

背坡倾斜坡度: 1:-0.250

采用1个扩展墙址台阶:

墙趾台阶b1: 0.500(m)

墙趾台阶h1: 1.000(m)

墙趾台阶与墙面坡坡度相同

墙底倾斜坡率: 0.200:1

3．物理参数:

圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)

圬工之间摩擦系数: 0.500

2 地基土摩擦系数: 0.400

砌体种类: 混凝土C30

水泥土砂浆强度等级: M7.5

挡土墙类型: 一般挡土墙

墙后填土内摩擦角: 35.000(度)

墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)

墙后填土容重: 18.000(kN/m3)

墙背与墙后填土摩擦角: 35.000(度)

地基土容重: 20.000(kN/m3)

修正后地基土容许承载力: 350.000(kPa)

墙底摩擦系数: 0.400

地基土类型: 土质地基

地基土内摩擦角: 35.000(度)

土压力计算方法: 库仑

4．坡线土柱

坡面线段数: 3

折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数

1 2.000 0.000 0

2 9.760 6.500 0

3 6.400 1.000 0

===========================================================

5．结构检算

第 1 种情况: 无荷载的情况

[土压力计算] 计算高度为 10.476(m)处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角： 43.275(度)

Ea=223.999 Ex=209.172 Ey=80.142(kN) 作用点高度 Zy=3.193(m)

墙身截面积 = 21.095(m2) 重量 = 485.190 kN

(一) 滑动稳定性验算

基底摩擦系数 = 0.400

采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:

基底倾斜角度 = 11.310 (度)

Wn = 475.768(kN) En = 119.607(kN) Wt = 95.154(kN) Et =

189.393(kN)

3 滑移力= 94.239(kN) 抗滑力= 238.150(kN)

滑移验算满足: Kc = 2.527 > 1.300

地基土摩擦系数 = 0.400

地基土层水平向: 滑移力= 209.172(kN) 抗滑力= 230.668(kN)

地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.103 <= 1.300

(二) 倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.662 (m)

相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 3.179 (m)

相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.717 (m)

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩= 568.311(kN-m) 抗倾覆力矩= 1546.376(kN-m)

倾覆验算满足: K0 = 2.721 > 1.500

(三) 地基应力及偏心距验算

基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

取倾斜基底的水平投影宽度验算地基承载力和偏心距

作用于基础底的总竖向力 = 565.332(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=978.066(kN-m)

基础底面宽度 B = 2.381 (m) 偏心距 e = -0.540(m)

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.730(m)

基底压应力: 趾部=0.000 踵部=579.044(kPa)

作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-0.540 > 0.167*2.381 =

0.397(m)

地基承载力验算不满足: 最大压应力=579.044 > 350.000(kPa)

(四) 基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

(五) 墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积 = 20.500(m2) 重量 = 471.500 kN

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.692 (m)

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.179 (m)

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.717 (m)

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力 = 551.642(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=955.792(kN-m)

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.733(m)

4 截面宽度 B = 2.500 (m) 偏心距 e1 = -0.483(m)

截面上偏心距验算满足: e1= -0.483 <= 0.300*2.500 = 0.750(m)

截面上压应力: 面坡=-34.933 背坡=476.247(kPa)

压应力验算满足: 计算值= 476.247 <= 9000.000(kPa)

拉应力验算满足: 计算值= 34.933 <= 550.000(kPa)

切向应力检算:

剪应力验算满足: 计算值= -26.660 <= 1100.000(kPa)

(六) 台顶截面强度验算

[土压力计算] 计算高度为 9.000(m)处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角： 44.181(度)

Ea=162.596 Ex=151.833 Ey=58.173(kN) 作用点高度

Zy=2.678(m)

墙身截面积 = 18.000(m2) 重量 = 414.000 kN

[强度验算]

验算截面以上，墙身截面积 = 18.000(m2) 重量 = 414.000 kN

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.125 (m)

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.670 (m)

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.678 (m)

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力 = 472.173(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=628.423(kN-m)

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.331(m)

截面宽度 B = 2.000 (m) 偏心距 e1 = -0.331(m)

截面上偏心距验算满足: e1= -0.331 <= 0.300*2.000 = 0.600(m)

截面上压应力: 面坡=1.712 背坡=470.461(kPa)

压应力验算满足: 计算值= 470.461 <= 9000.000(kPa)

切向应力检算:

剪应力验算满足: 计算值= -42.127 <= 1100.000(kPa)

=================================================

各组合最不利结果

=================================================

(一) 滑移验算

安全系数最不利为：组合1(无荷载的情况)

5 抗滑力 = 238.150(kN),滑移力 = 94.239(kN)。

滑移验算满足: Kc = 2.527 > 1.300

安全系数最不利为：组合1(无荷载的情况)

抗滑力 = 238.150(kN),滑移力 = 94.239(kN)。

地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.103 <= 1.300

(二) 倾覆验算

安全系数最不利为：组合1(无荷载的情况)

抗倾覆力矩 = 1546.376(kN-M),倾覆力矩 = 568.311(kN-m)。

倾覆验算满足: K0 = 2.721 > 1.500

(三) 地基验算

作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=-0.540 > 0.167*2.381 =

0.397(m)

地基承载力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

地基承载力验算不满足: 最大压应力=579.044 > 350.000(kPa)

(四) 基础验算

不做强度计算。

(五) 墙底截面强度验算

[容许应力法]:

截面上偏心距验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

截面上偏心距验算满足: e1= -0.483 <= 0.300*2.500 = 0.750(m)

压应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

压应力验算满足: 计算值= 476.246 <= 9000.000(kPa)

拉应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

拉应力验算满足: 计算值= 34.933 <= 550.000(kPa)

剪应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

剪应力验算满足: 计算值= -26.660 <= 1100.000(kPa)

(六) 台顶截面强度验算

[容许应力法]:

截面上偏心距验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

截面上偏心距验算满足: e1= -0.331 <= 0.300*2.000 = 0.600(m)

压应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

压应力验算满足: 计算值= 470.461 <= 9000.000(kPa)

拉应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 550.000(kPa)

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浅谈旧桥结构检算与加固设计

浅谈旧桥结构检算与加固设计

建筑・规划・设计　民营科技２０１３年第３期　

浅谈旧桥结构检算与加固设计　

唐永利　

（辽宁大通公路工程有限公司，辽宁沈阳ｌ１０１６６）　

摘要：旧桥结构检算是对旧桥进行实际状态评定和采取有效方法与措施进行加固设计的重要前提，同时加固设计的成功与否，　

也需要通过结构检算来验证，二者相辅相成、密不可分。　

关键词：旧桥；结构检算；加固设计　

１概述　由于历史和资金等原因，我国大部分二十世纪六、七十年代甚或　

五十年代修建的桥梁仍在营运使用，但其设计荷载标准偏低和桥梁宽　

度偏小等因素，这些桥梁已成为交通运输中的潜在隐患。国内、外的实　

践均已证明，旧桥加固、维修工作是一项技术上可行、经济上合理的举　

措。而旧桥结构检算则是旧桥采取有效方法与措施进行加固设计的重　

要前提，同时加固设计的成功与否，也需要通过结构检算来验证，二者　

相辅相成、密不可分。　

２旧桥的结构检算　

在进行公路旧桥结构检测与评定和加固设计前，均应进行必要　

的桥梁结构检算，这项工作是旧桥处治的重要基础工作，不可或缺。　

２．１结构检算原则　

１）利用桥梁现有的结构尺寸、材料等信息，以及通过现场检查、检　

测而发现桥梁已存在的病害和缺损等结果，对桥梁的受力性能和状　

况、以及安全可靠性进行分析，并作出加固维修方案的决策过程。与新　

桥设计的工作相比，两者是在不同阶段进行，所拥有的信息及信息量　

必然会产生较大变化，这就导致旧桥的结构检算和新桥设计不仅在宏　

观上（涉及过程、原理、准则等）有所区别，在具体实施中（涉及对荷载　

和抗力的确定、结构分析方法的选择以及安全系数的调整等）也会有　

差异。２）目前公路旧桥的结构检算与分析，仍是基本上采用新桥的设　

计理论和方法再次进行验算，且大多数计算方法是以弹性理论为基　

础，尽量也考虑了某些因素对承载能力的影响，但由于对结构力学模　

型的简化与实际受力状况的差别（如未考虑实际支座的位置、拱脚的　

固绪情况等），以新桥设计理论和计算方法来进行旧桥的结构计算，难　

扣轨检算

扣轨检算

K241+515顶涵架空扣轨梁验算

一、 线路两侧纵梁验算

1.列车荷载：

查《铁路桥涵设计规范》取最不利荷载：L主=7.0m时集中荷载Q活3/8=150.9KN/m

2.静载：纵梁拟采用3片I45a工字钢，横梁采用I32a普通工字钢

① 纵梁：q1=3片×81.86kg/m（容量）=245.58kg/m

② 横梁：q2=4.5米×2片×52.7kg/m（容量）=474.3kg/m

3线上荷载：q3=731.28kg/m

a. P60轨道：2×60.64=121.28kg/m

b. S-3枕：1667/1000×300=500kg/m

c. 其他连接件：110kg/m

Q静=∑q1=1451.2kg/m=14.51KN/m

3.列车冲击系数：顶进时限速V限=45km/h

①折减系数：ru=V限/（2Vkp-V限）=45/（2×80-45）=0.39

②冲击系数：1+ru=1+0.39×[28/（40+8）]=1.23

4.荷载组合:Q主=Q静+（1+Yu）Q活=14.51+1.23×150.9KN/m=200.1KN/m

5.验算

I45a的普通工字钢纵梁验算（主跨取L主=7.0m按简支梁验算）

查表：Ix=34950cm4,Wx=1533cm3

① 强度

Mp=Q主L2/8=200.1×72/8=1225.6KN·m σ=Mp/w=1225.6KN·m/[（6片×1533×106 ）m3 ]=133×106

N/m2=133Mpa<[σ]=170Mpa

② 挠度

f=5×Q主L主4 /(384×E×Ix)=5×200.1×103 ×74/(384×2.1×105

×106×6片×34950×10-8)=0.0142<7m（跨度）/400=0.0175m

经检算，I45a的工字钢纵梁符合要求。

二、 横梁验算

活载机车最大轴重：P轴=25t 横梁间距0.54m 机车轴距：1.5m

劲性骨架结构检算

劲性骨架结构检算

- 1 -

新建地方铁路叙永至大村线B标

三槽湾特大桥连续刚构

中跨合拢段施工劲性骨架强度计算书

检 算 者：

职 务：

职 称：

检算单位（部门）：

二〇一三年十二月十日

- 2 - 三槽湾特大桥连续刚构

中跨合拢段施工劲性骨架强度计算书

1.工程概况

1.1 工程概况

三槽湾特大桥（68m+128m+68m）预应力混凝土连续刚构为截面为单箱单室、直腹板、变截面箱梁，梁体全长265.4m。边支座中心线至梁端0.7m，边支座桥向中心距为5.7m。中跨中部18m梁段和边跨端部13.7m梁段为等高梁段，梁高为4.4m；主墩处0#梁段长12m，梁高为8.8m，其余梁段梁高按二次抛物线变化。箱梁顶板宽8.1m、箱宽6.4m。顶板厚52cm；底板厚42～90cm，按二次抛物线变化；腹板厚40～70cm，按线性变化。梁体在边墩支座处及主墩处设横隔板，全联共设6道横板。

1.2 劲性骨架结构

劲性骨架：中跨合拢段（17`梁段）劲性骨架共布置7组，其中底板设置4组间距为1.5m，顶板设置3组间距为2m。在施工16`梁段时分别在底板和顶板相对应位置预埋工字钢I25b（长0.6m预埋0.3m至砼里、外露0.3m与连接型钢焊接）。待16`梁段砼施工完毕，将连接型钢（长2.4m I25b工字钢）与预埋工字钢I25b进行焊接形成劲性骨架体系。

- 3 - 2. 劲性骨架结构检算

- 4 - 2.1 荷载计算

劲性骨架主要抵抗来自纵向预应力钢束2束T18和4束B1的张拉力，每束张拉力为设计张拉力的30%。

梁体纵向预应力体系采用高强低松弛钢绞线，抗拉强度标准值为fpk=1860MPa，其中顶板、腹板、底板纵向预应力钢束采用12-7Ø5钢绞线，锚下张拉控制应力为0.7fpk。所以：

结构检算培训练习题

结构检算培训练习题

1 中铁二局一公司结构检算分析培训题库

（2022年9月版）

说明：未指明材料的均为碳素结构钢Q235，泊松比0.3，弹性模量206Gpa，密度7850kg/m3，其它参数按《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）取值：

第一部分. 基础练习题

第1题. 杆、梁单元分析（一）

如下模型，两杆横截面积均为100mm2，在交汇处吊有1000N的重物。请分别按两杆固定端位置铰接、固结，交汇处梁单元共节点、梁单元释放端部约束，杆、梁单元等进行计算分析，并比较不同边界条件、单元类型下结构受力差异（不考虑压杆稳定性）。（单位：mm） 2 第2题. 杆、梁单元分析（二）

如图所示平面三角架支撑作用到地面上，一端为固定铰支撑、一端为活动铰支撑。已知杆件截面为I20a型工字钢，请分别按杆、梁两种不同单元类型分析计算跨中最大挠度，以及按梁单元分析时截面最大组合应力位置和最大值，并绘制AE段梁弯矩、剪力图。注：按梁单元分析时，各杆件之间采用刚性连接形式。

第3题. 索、梁单元分析

某信号塔主体由直径为φ50mm的圆钢构成，安装后高度为10m，顶部设备重5kg。在距离地面8m高度位置在圆钢四周均布架设4根10mm，相互对称，且和圆钢夹角为200的钢绳拉紧在地面，每根钢绳初始预紧量为全长的1%（81.2mm）。在信号搭顶端安装的设备最大受到1000N的横向风力时，圆钢采用梁单元，钢绳分别采用索单元和梁单元进行分析，比较结构受力差异情况。（长度尺寸单位：mm） 3

第4题.

门式钢架简化分析

门式吊是工程起重机械中的一种常见结构，如图所示的门式吊一般可简化为单片门式钢架进行分析。已知该门式支架简化后力学模型见下图，滑轮作用点单点集中载荷为30KN。请分析结构受力和变形情况，绘制弯矩剪力图，并根据现行钢结构设计技术规范验证其受力是否满足规范要求。

4

第5题. 杆梁组合应用分析