15m（宽7m）现浇空心板梁结构计算书.docx

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1、15m （宽7m）现浇空心板梁结构计算书1计算依据与基础资料标准及规范1.1.1 标准 跨 径：桥梁标准跨径15m； 设计荷载：公路-11级； 桥面宽度：7m单幅：0. 5m （防撞墙）+6m （机动车道）+0. 5m （防撞墙）=7. 0m； 桥梁平安等级：二级； 区域内地震动参数：桥位区地震动峰值加速度0. 1g抗震设防：7度。 环境条件：（1）上部结构：I类（2）下部结构：IV类。1.1.2 规范 公路桥梁设计通用规范JTG D60-2015 （简称通规） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG3362-2018（简称预规） 城市道路工程设计规范（GJJ 37-2012） 城市桥

2、梁设计规范（CJJ 11-2011）1. 1.3参考资料 公路桥涵设计手册桥梁上册（人民交通出版社2004. 3）主要材料1）混凝土：现浇空心板、现浇调平层为C40；2）预应力钢绞线:采用钢绞线武15.2, fpk=lS60MPa9 Ep=1.95xlO5Mpa;3）普通钢筋：设计采用了 HPB300及HRB400两种钢筋，其中HPB300钢筋应符 合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB1499. 1-2017）. HRB400应符合钢筋混凝土 用热轧带肋钢筋（GB1499. 2-2018）标准中的各项规定。表1-1材料名称及强度取值表材料项 目参数C40 混凝土抗压标准强度fck26. 8MPa抗

3、拉标准强度32. 4MPa抗压设计强度fed18.4MPa抗拉设计强度ftd1. 65MPa抗压弹性模量Ec32500MPa计算材料容重P26kN/m3线膨胀系数a0. 000016sl5.2 低松弛 钢较线抗拉标准强度L1860MPa抗拉设计强度fpH1260MPa抗压设计强度f Pd390MPa弹性模量Ep1.95X 105MPa管道摩擦系数U0.25管道偏差系数k0. 0015张拉控制应力。con0. 75fpk钢丝松弛系数0.3单端锚具回缩值AL12mm普通钢筋 HRB400抗拉标准强度fsk400MPa抗拉设计强度fsd330MPa抗压设计强度却，330MPa普通钢筋 HPB300抗

4、拉标准强度却300MPa抗拉设计强度fsd250MPa抗压设计强度fsd，250MPa1.2 设计要点1）本计算书按后张法A类预应力混凝土构件设计，桥面铺装层100mmC40混凝 士不参与截面组合作用；2）根据横断面，车道数为2,偏载系数1.3,因此横向分布系数为2.63）预应力张拉控制应力值=0.75力4，混凝土强度到达90%时才允许张拉预应力钢束；4）预应力钢筋传力锚固时刻的混凝土龄期：7d；5）环境平均相对湿度RH=80%；2横断面布置2. 1横断面布置图50车祸I桥轴储 道悔700600经邂邈土桥面铺装C4躺空心板39 东犯39I 盟 息392 11就3930180A!图2-1标准横断

5、面布置图（单位：mm）跨中计算截面尺寸表2T梁毛截面几何特性梁号梁几何特性面积人用抗弯惯矩l（n?）4. 530. 3172.2 预应力束布置情况空心板均拟配2 X 4+2 X 4股15.2钢束，钢束为两端张拉。张拉控制应力均为/=0.75力=1395出 ,3.汽车荷载冲击系数值计算3.1 汽车荷载纵向整体冲击系数m按照通规第4. 3. 2条，简支桥梁的自振频率可采用以下公式估算： - 2同弹性模量 = 3.25xlOi&计算跨径L=14.3m按照通规第4. 3. 2条，冲击系数可按下式计算：0.05 if/1.5 = o.l7671n(/) 0.0157 if 1.5/14u=0.3143.

6、 3.2汽车荷载的局部加载的冲击系数采用 11=0. 3144计算参数及计算模式4.1 有关计算参数的选取 一期恒载小：空心板重力密度取y = 26KN/m3 二期恒载%:2)平均lOOmm C40混凝土，重力密度取y = 26KN/n?4)防撞墙荷载10KN/m汽车活载：公路-H级； 相对湿度：80%；整体升降温：25。梯度温度：竖向日照正温差的温度基数按100mm钢筋混凝土铺装层，考虑 100/2mm混凝土调平层折减后采用；竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。4 . 2计算程序及计算模式主梁计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士，计算共分3个阶段，即2个施工 阶段和1个使用阶段，各阶段情况见表

7、4。表4-1施工顺序表,计算结果及结果分析阶段号工作内容1空心板现浇2浇注桥面铺装和防撞墙3使用阶段计算书中采用桥博进行分析计算，并以公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362-2018) 为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。4.1 主梁施工阶段法向压应力验算在频遇状况(施工阶段)，各施工阶段主梁各单元应力极值见以下图。施工中最大压应力为8.11 0.7 X 0.9 Xfck= 16.8MPa；未出现拉应力。第1施工阶段第2施工阶段第2施工阶段第3施工阶段5. 2主梁使用阶段正截面抗裂验算对于局部预应力A类构件，在作用（荷载

8、）频遇效应组合下，应符合以下条件:ost一opc0. 7ftk=0. 7X2. 4=1. 68 MPa但在荷载准永久效应组合下：alt-opc0各个单元的下缘在频遇作用下应力值见以下图：没有出现拉应力各个单元下缘在准永久作用下应力值见以下图：没有出现拉应力5. 3主梁使用阶段斜截面抗裂验算主梁各截面在频遇荷载效应组合作用下，otpSO. 7ftk = 0. 5x2. 4 = 1.2MPao频遇 组合下主拉应力最大值0.59MPa,。主梁各个截面的斜截面主拉应力详见以下图：5. 4主梁使用阶段正截面压应力验算预应力混凝土正截面混凝土的压应力应符合受压区混凝土的最大压应力要求， 对于未开裂构件有o

9、kc+opt0. 5fck = 0. 5x26. 8 = 13. 4MPao标准组合下，压应力最大值为7.5MPa。持久状况下，主梁各单元最大压应力如以下图:5. 5主梁使用阶段斜截面主压应力验算持久荷载作用下，对于预应力混凝土受弯构件，混凝土的主压应力应满足 acp0. 6fck = 0. 6x26. 8 = 16. 08MPao标准组合下，主梁主压应力最大值为7. 5MPa。 主梁各截面的主压应力详见以下图：5. 6主梁使用阶段正截面抗弯验算主梁各单元抗弯承载能力极限状态验算如以下图，未考虑普通钢筋。最大抗力对应的内力：5.7主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限状态验算如下

10、表所示。抗等计算汇总结果X馆起VESEtt/抗力设计电力VR/Vd尺寸0.0最大里力0.00.00.00.00.00是是0.0最小等力-9415.50.00.0-9415.5-1355.36.947是是0.5最大更力4239.70.01779.96019.52837.32.122是是0.5最小等力4423.80.01779.96203.6935.16.634是是1.5最大电力3640.60.0895.54536.12206.92.055是是1.5最小奥力3640.00.0895.54535.5554.48.181是是2.5最大里力3788.70.0558.14346.91874.52.319是

11、是2.5最小电力3788.70.0558.14346.9284.315,287是S3.5最大更力3794.10.0183.13977.21562.32.546是是3.5最小等力3794.10.0183.13977.225.1158.642是是4.5最大更力3794.10.00.03794.11256.53.020是是4.5最小鸥力-3794.10.00.0-3794.1-235.616.101SB5.5最大著力3794.10.00.03794.1954.53.975是S5.5最小翦力3794.10.00.03794.1125.130.339是是6.5最大等力3794.10.00.03794.1

12、666.25.696是是6.5最小羽力-3794.10.00.0-3794.1-134.628,185是是7.5最大翦力3794.10.00.03794.1396.29.577S7.5最小羽力-3794.10.00.0-3794.1-397.09.557是是8.5最大等力3794.10.00.03794.1133.828.356是是8.5最小鸡力-3794.10.00.0-3794.1-665.95.698是是9.5最大翦力-3794.10.00.0-3794.1-125.830.149是B9.5最小电力-3794.10.00.0-3794.1-953.03.981是是10.5最大里力3794

13、.10.00.03794.1234.816.158是是10.5最小雪力-3794.10.00.0-3794.1-1257.33.018是是11.5最大里力-3794.10.00.0-3794.1-25.9146.685是S11.5最小鸡力-3794.10.00.0-3794.1-1575.82.408是是12.5最大电力-3794.10.0-559.1-4353.2-283.915.336是是12.5最小电力-3794.10.0-559.1-4353.2-1916.62.271是是13.5最大里力-3643.70.0-1243.6-4887.3-553.48.832BB13.5最小翦力-364

14、4.20.0-1243.6-4887.9-2250.92.171是是14.5最大等力-3601.80.0-1776.0-5377.8-935.35.750是是14.5最小更力-3461.10.0-1776.0-5237.2-2873.31.823是是15.0最大电力4051.80.00.04051.81375.12.947S15.0最小更力4051.80.00.04051.816.5245.564是是5. 8使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算对钢绞线未开裂构件 apeap0. 65fpk=0. 65 X 1860=1209MPa表1-10受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算结果(MPa)5.

15、 9正常使用极限状态挠度验算钢束束最人应力允许值是否满足1-1054-1208是2-1075-1208是按照新公桥规第条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载准 永久效应的影响。本桥采用C40混凝土，其挠度准永久增长系数n 0 =1.425,消除结构自重产生的准永久挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的l/600o以下图 为活载产生的竖向位移。表极限状态族度蛉算表(mm)-M-Jt 0F点丐位置最大挠度允许值是否薪足2第一跨跨中0是3第一跨跨中0是4第一跨跨中-1是5第一跨跨中-2是6第一跨跨中-3是7第一跨跨中-4是8第一跨跨中-4是9第一跨跨中-5是10第一跨跨中-5是11第一跨跨中-4是12第一跨跨中-4是13第一跨跨中-3是14第一跨跨中-2是15第一跨跨中-1是16第一跨跨中0是17第一跨跨中0是计算跨径的1/600为：15/600=25mm,所以绕度满足要求5. 10主梁计算结论经以上计算，主梁各项指标均满足规范要求。