后張法空心板設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、設(shè)計(jì)計(jì)算書工程名稱 鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭工程大件碼頭引橋工程設(shè)計(jì)階段 施工圖 專業(yè)： 路橋計(jì)算內(nèi)容 大件碼頭引橋工程計(jì)算書計(jì)算頁數(shù)： 14 計(jì)算日期： 2010-12-21計(jì) 算：校 核：復(fù) 校：審 核：中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司2010 年 12 月目錄1 工程概況 12 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 13 主要材料 14 設(shè)計(jì)依據(jù) 25 技術(shù)規(guī)范 36 橋梁總體布置 37 結(jié)構(gòu)計(jì)算 47.1 橫向分布系數(shù)計(jì)算 47.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算 57.2.1 簡(jiǎn)支板梁中板結(jié)構(gòu)計(jì)算 57.2.2 簡(jiǎn)支板梁邊板結(jié)構(gòu)計(jì)算 97.2.3 簡(jiǎn)支小箱梁結(jié)構(gòu)計(jì)算 137.3 樁基礎(chǔ)豎向承載力驗(yàn)算 171 工程概況鹽城港大豐港區(qū)大

2、件碼頭工程碼頭引橋全橋長(zhǎng)度為 380m?？鐝讲贾脼?4 20m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板梁橋 +1222m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁橋。橋面寬度 為 11m。橋梁起點(diǎn)橋面高程為 +8.885m，前 80m 縱坡為 1.39%，后 300m 不設(shè)縱 坡，引橋與碼頭變寬段引橋橋面接點(diǎn)高程為 +10.0m。2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期： 100 年2）橋梁設(shè)計(jì)荷載：大件荷載，按雙排雙列平板車荷載布置（見下圖） ，最大軸重 720KN（包括自重），軸距 1.6m，共 12 根軸。3 主要材料（1）混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板梁和小箱梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C50，橋臺(tái)、蓋梁、承臺(tái) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30，橋梁混凝

3、土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)滿足 公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋 涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）的要求。（2）主要鋼材 箱梁所有預(yù)應(yīng)力鋼絞線規(guī)格均采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線 （GB/T 5224-2003）:九股鋼馳，彈性模量為 1.95 絞線 d=15.2mm，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk=1860MPa， 低松馳，彈性模量為 1.95105Mpa，每股鋼絞線公稱截面積 139mm2，公稱重 量 1.101kg/m。錨具：錨具采用 OVM 夾片錨具，其質(zhì)量應(yīng)符合 GB/T14370-93 的要求。 普通鋼筋：采用熱軋 R235、必須符合 GB13013-1991 的規(guī)定；采用熱軋 HRB335 鋼筋，必須符合 GB1499

4、-1998 的規(guī)定。所用鋼板均為符合 GB700-79 規(guī)定的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（ A3 鋼）。 波紋管：預(yù)應(yīng)力鋼束均采用塑料波紋管配真空輔助灌漿施工工藝。 塑料波紋 管質(zhì)量要求應(yīng)滿足 JT/T529-2004 的要求。4 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）我院與建設(shè)單位簽訂的設(shè)計(jì)合同。（2）我院 2010年 5月出版的鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭工程工程可行性 研究報(bào)告 。（3）江蘇省水文水資源勘測(cè)局鹽城分局和揚(yáng)州分局 2010年 4月1:2000 地形測(cè)圖。（4）中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭 工程巖土工程勘察。（5）建設(shè)單位提供的有關(guān)設(shè)計(jì)前提資料（建設(shè)用地地形圖、建設(shè)用地坐 標(biāo)、規(guī)劃紅線圖、

5、規(guī)劃設(shè)計(jì)要求、建設(shè)用地周邊道路標(biāo)高等） 。報(bào)告 （2010.5）。（ 6）中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院 大豐港二期工程碼頭、引橋等相關(guān)施工圖 （2009）；（ 7）鹽城市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 大豐港二期工程引堤施工圖 （ 2009）；5 技術(shù)規(guī)范交通部 JTGB012003公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)交通部 JTGD202006公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范交通部 JTGD622004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范交通部 JTGD602004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范交通部 JTGD812006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范交通部 JTGD502006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范交通部 JTJ D632007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范交通部 J

6、TJ00489公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6 橋梁總體布置（1）橋梁上部結(jié)構(gòu) 根據(jù)橋梁線形及橋墩布置的限制，簡(jiǎn)支梁橋采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn) 支板梁橋計(jì)算跨徑均為 19.3m，簡(jiǎn)支小箱梁橋計(jì)算跨徑為 21.02m。連接引堤的前 80m 橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁，梁高1.3m。中板寬 1.0m，邊板寬 1.5m，外側(cè)懸臂長(zhǎng) 0.5m，懸臂端部厚 0.15m，懸臂根部厚 0.3m。板梁腹板跨徑中部厚度為 0.25m，靠近錨端側(cè) 1.43m 長(zhǎng)度范圍內(nèi)厚 度為 0.3m。板梁頂?shù)装搴穸染鶠?0.15m。引橋后 300m 橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支斜腹板小箱梁橋，梁高 1.6m，

7、寬 2.6m，相鄰兩個(gè)箱梁見設(shè) 0.2m 的現(xiàn)澆接縫。 小箱梁腹板厚 0.3m， 頂?shù)装搴?0.2m，翼緣長(zhǎng)度 0.4m，其中等厚度段 0.2m。(2)橋梁下部結(jié)構(gòu)橋梁下部基礎(chǔ) 0#橋臺(tái)采用鉆孔灌注樁，樁徑為 1200mm，承臺(tái)下設(shè)置 5 根 鉆孔灌注樁； 1#-4#蓋梁下部采用鋼管樁，樁徑為 1000mm，每個(gè)蓋梁下布置 6 根鋼管樁，均為直樁； 5#-16#蓋梁下部采用 PHC 樁，樁徑為 1000mm，5#-13# 和 16#蓋梁布置 6根樁，均為斜樁， 14#、15#蓋梁下部布置 8 根樁，也為斜樁。7 結(jié)構(gòu)計(jì)算7.1 橫向分布系數(shù)計(jì)算1)簡(jiǎn)支板梁橫向分布系數(shù)計(jì)算截面特性如表所示：面積

8、 (m2)抗彎慣矩 (m4)抗扭慣矩 (m4)中性軸高度 (m)邊板0.9220.1720.1890.710中板0.7990.1390.1800.638橫向分布計(jì)算采用鉸接板法，車道數(shù) = 2, 自動(dòng)計(jì)入車道折減計(jì)算得到板梁橫向分布系數(shù)：汽車邊板 0.295、中板 0.238。2)簡(jiǎn)支小箱梁橫向分布系數(shù)計(jì)算截面特性如表所示：面積 (m2)抗彎慣矩 (m4)抗扭慣矩 (m4)中性軸高度 (m)小箱梁1.5740.4650.6490.920橫向分布計(jì)算采用鉸接板法， 車道數(shù) = 2, 自動(dòng)計(jì)入車道折減計(jì)算得到小箱梁橫向分布系數(shù)：汽車 0.3417.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算7.2.1 簡(jiǎn)支板梁中板結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)

9、算采用橋梁博士 3.1版計(jì)算程序，全橋共分 20 個(gè)單元，1 號(hào)節(jié)點(diǎn)水平、 豎向剛性約束， 21 號(hào)節(jié)點(diǎn)豎向剛性約束。1、荷載組合內(nèi)力承載能力基本組合彎矩包絡(luò)圖（KN.m )：承載能力基本組合剪力包絡(luò)圖（KN)正常使用短期效應(yīng)組合彎矩包絡(luò)圖（ KN.m ）：2、持久狀況構(gòu)件應(yīng)力抗裂驗(yàn)算中板配束為 6 束 s15.20-6根據(jù)規(guī)范 （JTGD622004）6.3.1，預(yù)制構(gòu)件st0.85c0正常使用短期效應(yīng)組合的應(yīng)力包絡(luò)圖如下所示：綜合上述計(jì)算可知，構(gòu)件各單元截面均無拉應(yīng)力出現(xiàn)，即 0.85c st 0，滿足規(guī)范要求。3、持久狀況構(gòu)件承載能力驗(yàn)算(KN.M)1） 正截面強(qiáng)度驗(yàn)算 簡(jiǎn)支梁跨中彎距最

10、大，因此對(duì)跨中截面進(jìn)行驗(yàn)算。 根據(jù)承載能力基本組合計(jì)算，跨中最大彎矩： M=6014.3頂板寬為： b 99（） 頂板厚為： h 15（） 鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f pk1260Mpa C50混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f cd 22.4Mpa HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f sd280Mpa 鋼絞線面積 Ap50.04cm2（36 s15.20） 普通鋼筋 As25.136 2（8 20）（ f sdAs+f pkAp ） f cd bx由上式解得： x （126050.04+28025.136） / （22.4 99） 31.61 （）x 0.56 （ha） 0.56 （ 13018） 62

11、.72 （） 滿足受壓區(qū)高度界限?？招陌褰孛娴挚咕兀?0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 1.1 ）：Md f cd bx （h0x/2 ） / 0 22.4 99 31.61 （ 112-31.61/ 2 ） / 1.1 6130（kNm） 6014.3 （kNm） 通過驗(yàn)算 式中： c結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按公預(yù)規(guī)第 5.1.5 條規(guī)定取 1.12） 斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算a. 承載力上限 -板截面尺寸板截面腹板寬度 b=500mm梁, 高度 h0=1120mm, 0 =1.10.51 10 3 fcukbh0 0.51 10 3 50 500 1120 2019.5KN 0Vd 1.1 1197.7 1317.47

12、 KN滿足規(guī)范要求b. 抗剪承載力下限0.50 10 3 2 ftdbh0 0.50 10 3 1.25 1.83 500 1120640.5KN 0Vd 1.1 298.1 327.91KN 滿足規(guī)范要求c. 抗剪承載力計(jì)算 縱向鋼筋配筋率 p=100（36 139）/（500 1120）=0.892 113.10箍筋配筋率 2箍 12， sv Asv /svb 荷載組合內(nèi)力 承載能力基本組合彎矩包絡(luò)圖( KN.m )： 113.10 0.005sv sv v 100 500 混凝土和箍筋的抗剪承載力Vcs 1 2 30.45 10 bh0 (2 0.6p) fcuksv sv f1.0 1

13、.25 1.1 0.45 10 3 500 1120 (2 0.6 0.89) 50 0.005 280 1735.4KN 0Vd 1317.47 KN滿足要求4、持久狀況構(gòu)正常使用擾度驗(yàn)算擾度計(jì)算按荷載短期效應(yīng)組合乘以長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)，由按公預(yù)規(guī)第 6.5.3 條， 1.475在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計(jì)算得 1.32cm ，fmax=1.475x1.32 1.947cmfmax L/600=3.16cm ，符合規(guī)范。7.2.2 簡(jiǎn)支板梁邊板結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算采用橋梁博士 3.1版計(jì)算程序，全橋共分 20 個(gè)單元，1 號(hào)節(jié)點(diǎn)水平、 豎向剛性約束， 21 號(hào)節(jié)點(diǎn)豎向剛性約

14、束。承載能力基本組合剪力包絡(luò)圖（ KN ）正常使用短期效應(yīng)組合彎矩包絡(luò)圖（KN.m ）：2、持久狀況構(gòu)件應(yīng)力抗裂驗(yàn)算 中板配束為 6 束 s15.20-6 根據(jù)規(guī)范 （JTGD622004）6.3.1，預(yù)制構(gòu)件 st0.85c0正常使用短期效應(yīng)組合的應(yīng)力包絡(luò)圖如下所示：綜合上述計(jì)算可知，構(gòu)件各單元截面均無拉應(yīng)力出現(xiàn)， 即 0.85c st 0，滿足規(guī)范要求。3、持久狀況構(gòu)件承載能力驗(yàn)算1. 正截面強(qiáng)度驗(yàn)算簡(jiǎn)支梁跨中彎距最大，因此對(duì)跨中截面進(jìn)行驗(yàn)算M=6185.2 (KN.M)根據(jù)承載能力基本組合計(jì)算，跨中最大彎矩：頂板寬為： b 149.5 （） 頂板厚為： h 15（） 鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

15、 f pk1260Mpa C50混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f cd 22.4Mpa HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f sd280Mpa 鋼絞線面積 Ap50.04cm斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算a. 承載力上限 -板截面尺寸板截面腹板寬度 b=500mm梁, 高度 h0=1120mm, 0 =1.10.51 10 3 fcukbh0 0.51 10 3 50 500 11202019.5KN 0Vd 1.1 1231.9 1355.09 KN 滿足規(guī)范要求b. 抗剪承載力下限0.50 10 3 2 ftdbh0 0.50 10 3 1.25 1.83 500 1120（36 s15.20） 普通鋼筋 As

16、25.136 2（8 20）（ f sdAs+f pkAp ） f cd bx由上式解得： x （126050.04+28025.136） / （22.4 149.5 ） 20.93 （）x 0.56 （ha） 0.56 （ 13018） 62.72 （） 滿足受壓區(qū)高度界限。空心板截面抵抗矩（ 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 1.1 ）：Md f cd bx （h0x/2 ） / 0 22.4 149.5 20.93 （ 112-20.93/ 2 ） / 1.16470（kNm） 6185.2 （kNm） 通過驗(yàn)算式中： c結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按公預(yù)規(guī)第 5.1.5 條規(guī)定取 1.1縱向鋼筋配筋率 p=100

17、(36 139)/(500 1120)=0.89箍筋配筋率 2箍 12， sv Asv /svb 荷載組合內(nèi)力 承載能力基本組合彎矩包絡(luò)圖( KN.m )： 113.10 0.005sv sv v 100 500 混凝土和箍筋的抗剪承載力Vcs 1 2 30.45 10 bh0 (2 0.6p) fcuksv sv f1.0 1.25 1.1 0.45 10 3 500 1120 (2 0.6 0.89) 50 0.005 280 1735.4KN 0Vd 1355.09 KN滿足要求4、持久狀況構(gòu)正常使用擾度驗(yàn)算 擾度計(jì)算按荷載短期效應(yīng)組合乘以長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)，由按公預(yù)規(guī)第 6.5.3 條， 1

18、.475在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計(jì)算得1.87cm ，fmax=1.475x1.32 2.76cmfmax L/600=3.16cm ，符合規(guī)范。7.2.3 簡(jiǎn)支小箱梁結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算采用橋梁博士 3.1版計(jì)算程序，全橋共分 20 個(gè)單元，1 號(hào)節(jié)點(diǎn)水平、 豎向剛性約束， 21 號(hào)節(jié)點(diǎn)豎向剛性約束。承載能力基本組合剪力包絡(luò)圖（ KN ） 2、 持久狀況構(gòu)件應(yīng)力抗裂驗(yàn)算 箱梁配束為 8 束 s15.20-7 根據(jù)規(guī)范 （JTGD622004）6.3.1，預(yù)制構(gòu)件 st0.85c0正常使用短期效應(yīng)組合彎矩包絡(luò)圖（KN.m ）：正常使用短期效應(yīng)組合的應(yīng)力包絡(luò)圖如下所示：

19、綜合上述計(jì)算可知，構(gòu)件各單元截面應(yīng)力均載允許范圍內(nèi)出現(xiàn)， 即 0.85c st 0，滿足規(guī)范要求。3、持久狀況構(gòu)件承載能力驗(yàn)算1. 正截面強(qiáng)度驗(yàn)算簡(jiǎn)支梁跨中彎距最大，因此對(duì)跨中截面進(jìn)行驗(yàn)算M=12494.7 (KN.M)根據(jù)承載能力基本組合計(jì)算，跨中最大彎矩：腹板寬為： b 110（）底板厚為： h 30（）鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f pk1260MpaC50混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f cd 22.4MpaHRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f sd280MpaHRB335鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f sd280Mpa鋼絞線面積 Ap77.84cm2（56 s15.20）抗拉普通鋼筋 As34.562 2（

20、11 20）抗壓普通鋼筋 As=150.816 2（48 20）（f sdAs+f pkAp ）fcd bx+f sd As由上式解得： x （126077.84+28034.562-280 150.816） / （22.4 110） 26.594 （）x 0.56 （ha） 0.56 （ 16017.25 ） 79.94 （） 滿足受壓區(qū)高度界限。小箱梁截面抵抗矩（ 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 1.1 ）：Md f cd bx （h0x/2 ）+f sd As （h 0-a s ） / 0 22.4 11026.594 （142.75-26.594/ 2）+280150.816（142.75-10）/

21、 1.112808（kNm） 12494.7 （kN m） 通過驗(yàn)算式中： c結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按公預(yù)規(guī)第 5.1.5 條規(guī)定取 1.1。2. 斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算a. 承載力上限 -板截面尺寸箱梁截面腹板寬度 b=600mm梁, 高度 h0=1427.5mm, 0=1.10.51 10 3 fcuk bh0 0.51 10 3 50 600 1427.53088.7KN 0Vd 1.1 2473.3 2720.63KN滿足規(guī)范要求b. 抗剪承載力下限0.50 10 3 2 ftd bh0 0.50 10 3 1.25 1.83 600 1427.5979.6KN 0Vd 1.1 629.8 69

22、2.78KN滿足規(guī)范要求c. 抗剪承載力計(jì)算縱向鋼筋配筋率 p=100(56 139)/(600 1427.5)=0.914 113.10箍筋配筋率 4箍 12， sv Asv /svb 4 113.10 0.008sv sv v 100 600 混凝土和箍筋的抗剪承載力Vcs 1 2 30.45 10 bh0 (2 0.6p) fcuksv sv f1.0 1.25 1.1 0.45 10 3 600 1427.5 (2 0.6 0.91) 50 0.008 280 3365.4KN 0Vd 2720.63KN滿足要求4、持久狀況構(gòu)正常使用擾度驗(yàn)算 擾度計(jì)算按荷載短期效應(yīng)組合乘以長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)，由按公預(yù)規(guī)第 6.5.3 條， 1.475在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計(jì)算得1.65cm ， fmax=1.475x1.65 2.43cmfmax L/600=3.50