預(yù)應(yīng)力空心板13米板計算

1、第一章 設(shè)計資料1 設(shè)計基本資料（1）跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑13m，計算跨徑：12.6m（2）荷載：公路級（3）橋面凈空：2×凈11.5m，斜交：15°、30°、45°（4）主要材料：砼：預(yù)制塊件采用C30混凝土，橋面鋪裝采用10cm厚C30聚丙烯纖維混凝土其上加10cm瀝青混凝土；填接縫采用C30號小石砼鋼筋：R235鋼筋需符合GB13013-1991規(guī)定要求，GRB335鋼筋需GB1499-1998規(guī)定要求。2 施工要點：預(yù)制塊件在砼強度達(dá)75以后才能起吊。吊運、安裝時要緩慢平穩(wěn)。運輸和堆放時應(yīng)在吊點位置下設(shè)支點。澆筑鉸縫砼之前，必須鑿除結(jié)合砼上的浮塵土等雜

2、物，并反預(yù)留在側(cè)壁上的連接鋼筋混凝土拔出，按設(shè)計位置綁扎，用水沖洗后澆筑后震搗結(jié)實。3 編制依據(jù)（1）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B012003（2）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 JTG D602004（3）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 JTG D622004第二章 橫斷面及計算簡圖本橋按高速公路橋梁設(shè)計，取上部獨立橋梁講行計算，橋而凈寬11.0m，兩側(cè)為安全護欄，全橋采用9塊砼空心板，中板為1.27m，邊板為1.67m，C30聚丙烯纖維混凝土鋪裝厚10cm，瀝青砼厚10cm。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見圖2.1圖2.1 標(biāo)準(zhǔn)恒斷面板的橫截面見圖2.2,2.3圖2.2中板橫截面圖2.3邊板橫截面第三章 橫向

3、分布系數(shù)的計算1鉸接板法計算采用鉸結(jié)板法計算彎矩及L/4截面至跨中截面剪力的1.1 截面抗彎慣性距 板的截面尺寸參照圖在AUTOCAD中作圖量測得到邊、中板跨中截面對各自水平形心軸的抗彎慣性矩：、1.2 計算截面抗扭慣性矩將空心板的截面轉(zhuǎn)換成下圖（3.1、3.2）的形式圖3. 1中板簡化形式圖 圖3. 2邊板簡化形式（1）中板跨中截面抗扭慣性矩（2）邊板跨中截面抗扭慣性矩式中c值由查表 (姚林森 橋梁工程 表2-5-2,122頁) 得出。1.3計算剛度參數(shù)（1）中板剛度參數(shù) （2）邊板剛度參數(shù) 1.4 計算各塊板影響線坐標(biāo)根據(jù)值，查梁橋附表（二）1附23，得各塊板軸線處的影響線坐標(biāo)值如下表(表

4、3.1)表3. 1影響線縱坐標(biāo)值1號板1112131415161718190.03872 302 230 155 105 71 49 36 27 24 2號板2122232425262728290.02907 214 210 171 122 89 66 50 41 37 3號板3132333435363738390.02907 152 171 179 150 109 81 62 50 45 4號板4142434445464748490.02907109 122 150 167 142 105 81 66 59 5號板5152535455565758590.02907 81 90 109 140

5、 160 140 109 90 81 圖3. 3跨中及l(fā)/4處影響線縱坐標(biāo)圖 1.5計算彎矩及L/4截面至跨中截面剪力的mc (1)影響線縱坐標(biāo)圖(圖3.5)（2）計算<1>設(shè)計車道為2計算<3>設(shè)計車道為3計算（橫向折減系數(shù)為0.78）1號板為邊板故邊板取二車道的值。25號板均為中板且構(gòu)造相同均故取其中值最大的一塊2號板故2杠桿法計算采用杠桿法計算支點剪力的用杠桿法計算，各塊板的影響線、布置最不利汽車荷載位置如下圖(圖3.6)所示圖3. 4支點處影響線縱坐標(biāo)圖由圖上可知邊、中板的均為第四章 沖擊系數(shù)計算1 橋梁的自振頻率(基頻)計算根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D

6、602004)條文說明，簡支梁橋的自振頻率（基頻）可采用下式計算：式中 ,將上列數(shù)據(jù)代入公式,2 沖擊系數(shù)計算 ,根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D602004)第五章 內(nèi)力計算1 永久荷載產(chǎn)生的內(nèi)力1.1 空心板自重(一期恒載)1.2 橋面系自重及絞縫重 (二期恒載)(1)橋面鋪裝全橋?qū)掍佈b每延米總重(2)防撞護欄由橋涵設(shè)計通用圖之<<橋涵公用構(gòu)造圖>>查得,橋上欄桿的荷載密集度為(3)鉸縫重故1.3恒載內(nèi)力計算見表(5.1,5.2)2 可變荷載產(chǎn)生的內(nèi)力2.1計算原理截面汽車、人群作用效應(yīng)一般計算公式如下對于汽車荷載，將集中荷載直接布置在內(nèi)力影響線數(shù)值最大的位置，

7、其計算公式為：表5. 1邊板恒載內(nèi)力計算表項目 種類glM(KN.m)Q(KN)跨中1/4跨支點1/4跨一期恒載16.46412.6326.73245.05103.7251.86二期恒載8.6012.6170.67128.0054.1827.09恒載合計25.0612.6497.40373.05157.9078.95表5. 2中板恒載內(nèi)力計算表項目 種類glM(KN.m)Q(KN)跨中1/4跨支點1/4跨一期恒載12.98 12.6 257.59 193.19 81.77 40.89 二期恒載8.60 12.6 170.67 128.00 54.18 27.09 恒載合計21.58 12.6

8、428.26 321.19 135.95 67.98 上式中：所示截面的彎矩或剪力汽車荷載的沖擊系數(shù)汽車荷載橫向折減系數(shù)跨中橫向分布系數(shù)汽車車道荷載中，每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值彎矩剪力影響線面積沿橋跨縱向與集中荷載位置對應(yīng)的橫向分布系婁車道荷載中的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值沿橋縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值利用上式計算支點截面剪力或靠近支點截面的剪力時，應(yīng)另外計及支點附近因荷載橫向分布系數(shù)變化而引起的內(nèi)力增（或減）值，即其中：荷載橫向分布系數(shù)m過渡段長度每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值m變化區(qū)荷載重心處對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)2.2 荷載橫向分布系數(shù)匯總表5. 3橫向分布系數(shù)總匯梁號荷載位置分布系數(shù)備注邊板跨中0.35

9、4鉸接板法支點0.5杠桿法中板跨中0.327鉸接板法支點0.5杠桿法2.3 跨中及l(fā)/4活載的計算公路級中集中荷載計算計算彎矩效應(yīng)時：計算剪力效應(yīng)時：表5. 4 影響線面積及距離 類型截面公路級均布荷載（KN/m）影響線面積（m2或m）影響線距離m影響線圖式10.53.1510.50.510.52.3610.50.75表5. 5邊板內(nèi)力表截面邊板荷載類型qk(KN/m)Pk(KN)1+mc或mi或yS(KN·m或KN)SiSMl/2公路I級10.5210.41.34450.35419.8599.20414.64 1.34450.3543.15315.44 Ql/210.5252.48

10、1.34450.3541.587.90 67.98 1.34450.3540.560.08 Ml/410.5210.41.34450.35414.8874.36 310.69 1.34450.3542.36236.33 Ql/410.5252.481.34450.3543.5417.69 107.82 1.34450.3540.7590.13 表5. 6中板內(nèi)力表截面中板荷載類型qk(KN/m)Pk(KN)1+mc或mi或yS(KN·m或KN)SiSMl/2公路I級10.5210.41.35000.32719.8592.01 384.58 1.35000.3273.15292.57Q

11、l/210.5252.481.35000.3271.587.32 63.051.35000.3270.555.73Ml/410.5210.41.35000.32714.8868.97 288.17 1.35000.3272.36219.20 Ql/410.5252.481.35000.3273.5416.41 100.01 1.35000.3270.7583.60 2.4 支點處的活載計算繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向變化圖形和支點剪力影響線（圖5.1）圖5. 1橫向分布系數(shù)變化圖形及支點剪力影響線按上圖原理可得出橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：變化區(qū)荷載重心按計算方法有：邊板:中板:3 主梁內(nèi)力組

12、合鋼筋混凝板橋當(dāng)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計時采用如下荷載組合表5. 7邊板內(nèi)力組合表序號荷載類別彎矩M(KN·m)剪力Q(KN)梁端四分點跨中梁端四分點跨中<1>恒載總重00<2>汽車荷載0<3>1.2×<1>0447.66596.88189.48 94.740.00 <4>1.4×<2>0434.966580.496285.867150.94895.172<5>Sud=<3>+<4>0882.6261177.376475.347245.68895.17 表5.

13、8 中板內(nèi)力組合表序號荷載類別彎矩M(KN·m)剪力Q(KN)梁端四分點跨中梁端四分點跨中<1>恒載總重00<2>汽車荷載0288.17384.58203.17100.0163.05<3>1.2×<1>0385.428513.912163.14 81.5760.00 <4>1.4×<2>0403.438538.412284.435140.01488.27 <5>Sud=<3>+<4>0788.8661052.324447.575221.5988.27 第六章

14、 持久狀況承載力極限狀態(tài)計算1正載面受彎計算1.1截面換算空心板腹板是變厚度的，為保持其截面不變將圓孔折算成等效的矩形孔，然后按工字形截面計算。按面積相等、按慣性矩相等得下式：解出 上翼厚度：下翼厚度：腹板厚度：計算結(jié)果參照右圖6.1。1.2正截面抗彎計算空心板采用C30混凝土，抗壓設(shè)計強度fcd=13.8MPa，抗拉強度ftd=1.39MPa，板的主筋采用HRB335鋼筋，兩排 圖6. 1 空心板抗彎等效換算 布筋，第一排1722，212,第二排322抗拉設(shè)計強度fsd=280MPa，As=7828.2mm2；箍筋采用R235鋼筋8，抗拉設(shè)計強度fsd=195MPa，保護層厚度30mm，板寬

15、1260mm。空心板的有效高度為。判斷截面類型：計算受壓區(qū)高度xx>hf，混凝土受壓區(qū)高度為T形，其正截面承載力計算為：因此該截面的抗彎承載力滿足要求。2斜截面抗剪計算2.1斜截面抗剪計算a.驗算截面尺寸是否滿足要求 在支點處h0=700-(30+25.1/2)=657.45mm b=126cm fcu,k=30支點計算剪力Vd0=447.575KN2314KNb驗算是否需要進行抗剪強度設(shè)計由公預(yù)規(guī)條，可不進行斜截面承載力的驗算，僅需按公預(yù)規(guī)條構(gòu)造要求配置箍筋。2.2箍筋驗算支點剪力組合設(shè)計值：距支點h/2=700/2=350mm處的設(shè)計剪力值為：其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計值

16、為：箍筋配筋率：式中:P縱向鋼筋百分率 受壓翼緣影響系數(shù)，取箍筋抗拉強度設(shè)計值，取在配筋時取sv =0.0018，選用直徑為8mm的四肢箍筋，單肢箍筋截面面積箍筋間距為:按圖中箍筋按22×10, 57×15,22×10已經(jīng)滿足受力要求并且滿足規(guī)范中的構(gòu)造成要求。第七章 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算1裂縫驗算1.1 荷載組合短期效應(yīng)組合長期效應(yīng)組合正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度計算，采用荷載短期效應(yīng)組合，并考慮荷載長期效應(yīng)的影響到中板荷載短期效應(yīng)組合：中板荷載長期效應(yīng)組合：1.2跨中截面裂縫計算鋼筋表面形狀系數(shù)，對光面鋼筋，；對帶肋鋼筋，作用（或荷載）長期效應(yīng)影響系數(shù)，其

17、中和分別按作用（或荷載）長期效應(yīng)組合和短期效應(yīng)組合計算的內(nèi)力值（彎矩和軸向力）；與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)為鋼筋混凝土受彎構(gòu)件時鋼筋應(yīng)力，受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋直徑。 不同鋼筋直徑時縱向受拉鋼筋配筋率，對于混凝土構(gòu)件，當(dāng)取當(dāng)取構(gòu)件受拉翼緣寬度構(gòu)件受拉翼緣高度裂縫滿足要求2 撓度驗算2.1受彎構(gòu)件剛度計算其中：開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度；全截面的抗彎剛度，；開裂截面的抗彎剛度，；開裂彎矩；構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)開裂截面換算截面慣性矩混凝土軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值按全截面參加工作計算，取bf=1132mm，將鋼筋截面換算為等效的混凝土截面。，換算截面面積為： 換算截面尺寸如右圖7.1。圖7. 1 全截面換算截面由CAD量出 中性軸位于腹板內(nèi)屬于第二類T形截面，換算截面受壓區(qū)高度和慣性距