《桥梁预应力空心板设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁预应力空心板设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、设计计算书第1页共 52 页1 预应力空心板设计计算书 一、设计资料 1.跨径：标准跨径 :? ?=1600m；计算跨径l =1556m 2.桥面净空： 2X0.5m+9m 3.设计荷载 :公路-? 极荷载; 4.材料: 预应力钢筋：采用 1 7 钢绞线 ,公称直径12.7mm ；公称截面积 98.7 mm 2 , f pk =1860Mpa ， f pd =1260Mpa ，E p =1.95 10 5 Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置; 非预应力钢筋：采用 HRB335, f sk =335Mpa, f sd =280Mpa;R235, fsk =235Mpa, f sd =195M
2、pa; 混凝土：空心板块混凝土采用C50，f ck =26.8MPa ，f cd =18.4Mpa ， f tk =2.65Mpa ， f td =1.65Mpa 。绞缝为 C30 细集料混 凝土；桥面铺装采用C30 沥青混凝土；栏杆为C25 混凝土。 5、设计要求：根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62 2004 ）要求，按 A 类预应力混凝土构件设计此梁。7、设计依据与参考书结构设计原理叶见曙主编，人民交通出版社桥梁计算示例集（梁桥）易建国主编，人民交通出版社桥梁工程（1985）姚玲森主编，人民交通出版社二、构造与尺寸50 900/2 2% 图 1-1 桥梁横断面设
3、计计算书第2页共 52 页2 图 1-2 面构造及尺寸 （尺单位：cm ）三、毛截面面积计算 （详见图 1-2 ）Ah=4688.28cm2( 一) 毛截面重心位置全截面静距：对称部分抵消后对1/2 板高静距S=4854.5cm 3铰面积： A铰=885cm2毛面积的重心及位置为：dh=1.2cm ( 向下) 铰重心对 1/2 板高的距离：d铰=5.5cm ( 二) 毛截面对重心的惯距面积： A=2290.2cm2圆对自身惯距： I=417392.8cm4由此可得空心板毛截面至重心轴的惯性矩：I=3.07X10 1 omm4 空心板的截面抗扭刚度可简化为图1-3 的单箱截面来近似计算IT=4.
4、35X101omm4 设计计算书第3页共 52 页3 四、作用效应计算（一） 、永久荷载（恒载）作用下空安全带、栏杆：单侧为2.5kN/m 桥面铺装： 0.1X9X23=20.7kN/m 1、空心板自重 g1= 10.62 kN/m 2、桥面系自重： g2=2.57 kN/m 3、铰缝自重 g3=2.3 kN/m 恒载总重力： g=g1+g2+g3=3.43+0.45+11.72=15.6kN/m 恒载内力计算见表1-1。表 11 荷载g (kN/m) L (m) M(kN*m) V(kN) 跨中1/8gL21/4点3/32gL2支点1/2gL 1/4跨 点1/4gL 跨中g1g2g=g1+g
5、210.62 4.87 15.49 15.5615.5615.56 321.4 147.39 468.79 241.05 110.54 351.59 82.62 37.89 120.51 41.31 18.94 60.25 0 0 0 （二） 、基本可变荷载（活载）作用下1. 荷载横向分布系数跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算。支点按杠杆法计算荷载横向分布系数；支点到四分点间按直线内插求得。（1）跨中和四分点的荷载横向分布系数：刚度系数 r=2EI/(4GI T)(b/l)2=5.8I/ I T (b/l)2式中 I=Ih=3.07X101 ocm4; b=99cm ; L=15560m
6、m 板截面的抵抗扭刚度IT=4.35X101 omm4 = 0.016图 1-2 所示截住面简化成图1-4。 （略去中间肋板）设计计算书第4页共 52 页4 按 r 查桥梁工程 （1985）附录 I 之附表的各板的横向分布影响线竖坐标值，见表1-2。说明： 1、表中值为小数点后三位有效数字。2、表中 I ，J 分别为板号与荷载作用的板号。3、 竖标值应该绘在板的中轴线处 1-2 荷载位置板号iji1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 i8 i9 i10 1 213 178 140 111 088 072 059 051 045 043 2 178 174 149 118 094 076 06
7、3 054048 045 3 140 149 152 132 105 085 072 060 054 051 4 111 118 132 140 124 100 083 070 063 059 5 088 094 105 124 134 121 100 085 076 072 根据所求得数值作影响线：( 如图 1-5) 根据各板影响线，在其上加载求得各种荷载作用下的横向分布系数如下：汽车荷载作用下： m3=1/2i汽板号 1：二行汽车：m2汽=1/2（0.1440.111 0.0950.079 ）=0.24 板号 2：11 10 10 90 14 99 图 1-4 尺寸单位： cm 设计计算书
8、第5页共 52 页5 二行汽车：m2汽=1/2（0.1390.115 0.0980.082 ）=0.230 板号 3：二行汽车：m2汽=1/2（0.1270.120 0.1030.086 ）=0.270 板号 4：二行汽车：m2汽=1/2（0.1100.119 0.1120.093 ）=0.238 板号 5：二行汽车：m2汽=1/2（0.0980.109 0.1170.102 ）=0.224 支点、支点到四分点的荷载横向分布系数按杠杆法计算（图1-6）支点荷载横向分布系数求得如下: 1.00.10.11201202502502502500.90.90.91.8图1-6：支点荷载分布影响线汽-2
9、0挂-20m2汽=1/21.00=0.500 支点到四分点的荷载横向分布系数按直线内插进行。横向分布系数汇总于表1-3。表 1-3 荷载跨中到四分点支点二行汽 -20 m2汽=0.253 0.500 2、活载内力计算弯矩设计计算书第6页共 52 页6 汽-20 产生的弯矩 M汽车=（1+） miPiyi式中: （1+）为冲击系数，（1+）=1.212 为折减系数 , 两列车取 1.0 作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和跨中及1/4 点的弯矩影响线（见图 1-7）0.50.30.525012012060250250250 1.24.01.21.44.04.5644.2143.6643.26
10、43.5640.3030.1210.218三行汽 -20的m3汽图二行汽 -20的m2汽图挂-100的m挂图1 4点弯矩影响线跨中弯矩影响线3.4854.0855.3855.485701301044.01.2250 250 1.2250 2501.5641.7140.7144.01.4 120120606.0850.4330.4030.1560.4330.403图1-7跨中弯矩的计算：M2汽=1.155 1.0 (60 4.085 120 6.085 120 5.385) 0.218=300.693 kN.m 计入冲击系数： M2汽=364.44kN.m 1/4 点弯矩的计算：M2汽=1.15
11、51.0 (60 1.564 0.403 1204.564 0.218+1204.214=225.66 kN.m 计入冲击系数： M2汽=273.50 kN.m (2) 、剪力计算跨中剪力近似按同一个跨中荷载横向分布系数计算见图1-8 设计计算书第7页共 52 页7 2501.20.4511201.40.50.3030.54.01.2250 2502500.2780.2860.3030.4434.0 601200.50.2450.1210.30.3图1-8 跨中剪力影响线m3汽图m挂图0.1300.121V2汽车=（1+） miPiyi =1.155 1.0(1200.51200.443600
12、.278) 0.218=39.145kN 计入冲击系数：V2汽车=47.44kN 支点剪力：剪力影响线及横向分布系数见图1-9 1.2250 4.0250 1.2250250604.0 1201.4 1200.30.50.9510.9430.7860.7370.1210.303图1-9 支点剪力影响线1300.1620.3730.3250.4550.2650.1470.77815V支汽=（1+） miPiyi =1.155 1.0(0.5 1201.0 0.4551200.943=160.01kN 设计计算书第8页共 52 页8 计入冲击系数：V支汽=193.93kN 1/4 点剪力：图1-1
13、00.528250 1.2600.50.30.5360.6930.7010.1210.3030.750.251201.4 1204.0250250 4.0250 1.20.4870.3030.1210.30.5m汽图m挂图V汽=（1+） miPiyi =1.155 1.0(0.303 1200.750.3031200.693 0.303 =62.60kN 计入冲击系数： V汽=75.87kN 可变作用汇总于 1-5 表：(3) 作用效应组合按承载力极限状态设计时的基本表达式为： )4.18.04.12.1(100QjKKQGKudSSSS按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下
14、两种作用效应截面位置作用种类弯矩 M （kN.m）剪力 V(KN) 跨中1/4 跨跨中1/4 跨支点两行车不计冲击300.7 225.7 39.15 62.60 160.01 X(1+U) 364.4 273.5 47.44 57.87 193.93 设计计算书第9页共 52 页9 效应组合：作用短期效应组合表达式为：QjKKQGKSdSSSS0.17.01作用长期效应组合表达式为：QjKKQGKldSSSS4.04.01 则此时的效应组合表达式为：QjkKQGKSSSS1 以上计算汇总于下表：空心板作用效应组合汇总表序号作用种类弯矩 M （KN.m ）剪力（KN ）跨中L/4 跨中L/4 支
15、点作用效应标准值永久作用效应g 1 321.4 241.1 0 41.31 82.6 g 2 147.39110.5 0 18.94 37.9 g =g1+g2 SGK468.79 351.6 0 60.25 120.5可变作用效应不计冲击SQ1K300.7 225.7 39.15 62.60 160 SQ1K364.4 273.5 47.44 57.87 193.9承载能力极限状态基本组合 Sud 1.2SGK 1 562.6 421.9 0 72.3 144.61.4SQ1K 2510.2 382.9 66.42 81.02 271.5 Sud =1+21072.7804.8 66.42 153.3 416.1 正常使用极限状态作用短期效应组合SsdSGK 3468.79 351.6 0 60.25 120.5 SQ1K 4210.5 158.0 27.41 43.82 112 Ssd=3+4679.3 509.6 27.41 104.1 232.5 作用长期效应组合Sld SGK 5468.8 351.6 0 60.25 120.5 SQ1K 6120.3 90.28 15.66 25.04 64 Sld=5+6589.1 441.9 15.66 85.
