18m空心板簡支梁橋設(shè)計計算

j-j-空心板支橋計算〔意面計參有，意查僅考路Ⅰ，設(shè)資料XX境某級公路k15+022處公路橋一座部造采用了三跨先X法應(yīng)力混凝土空心板簡支后橋面連續(xù)，下部構(gòu)造采用單排樁柱式橋墩和樁式橋臺。橋梁設(shè)計荷載為公路Ⅰ級，標準徑18m橋面凈空12+20.5m空心板，鉸縫及橋面鋪裝混凝土采用，其余采用，應(yīng)力鋼筋用鋼線其標準強度為1860Mpa，非預應(yīng)力鋼筋采用心板構(gòu)造如圖1所示：圖空板面構(gòu)造〔尺寸單位cmⅡ，設(shè)依據(jù)及參考

橋涵設(shè)計通用標準〔—2004公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標準—公路橋涵施工技術(shù)標準〔JTJ041—2000公路工程抗震設(shè)計標準〔JTJ004—89.

-

11111111h-公路橋涵設(shè)計手冊：梁橋〔上冊民交通；橋梁工程〔上冊立礎(chǔ)，人民交通；橋梁工程：姚玲森，人民交通；構(gòu)造設(shè)計原理：葉見曙，人民交通；橋梁計算例如集：易建國，梁橋，人民交通；Ⅲ，設(shè)過程全橋?qū)挷捎?3塊預制預應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬，長17.96m計算跨徑17.56m，用先X施工工藝，預應(yīng)力鋼筋采用15.24鋼鉸線，沿跨長直線配筋。一．毛截面幾何特性計算〔參見圖1〕毛面面積Ah=9990—2×36×302×

18

×1/2〔〕×8+1/25］=4616cm2毛截面心位置〔如取—截面〕對該截面求靜矩：對稱局部均消法即計算鉸及下部構(gòu)造靜矩××8+〔15+14+7+8/2+28×1/2×〔〕+5××〔29+2/3×+2×〔〕3毛截面中心對該線的距離d=

12627=Ah4616鉸截面中心對該線的距離A=××〕××7］

D鉸=

s鉸3717=絞99(三)毛截面對重心的慣矩每個挖空的半圓面積A××182重心××半圓對自身的慣性矩I=I—Ay2

×

—×7.6

=11803cm由此得截面的慣矩：I=1/12×99×

+99×90

—×〔36

/12+36×30×2

〕—×—×509〕2

〔—〕

］—×〔37.5+2.7〕

4二、內(nèi)力計算（一）恒計算，橋系〔護欄單側(cè)為〔〕橋面鋪裝為厚的

混凝土.

-

1-1-每塊板每延米的荷載為0.1×××25=2.5KN/m那么以上重量均分給板×2/13+2.5=2.69KN/m、鉸和接縫××10×25=0.47KM/m、行車道板=A×r=4616××25=11.54KM/m恒載總重：g=g=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m荷載內(nèi)力計算見下表

QKN〕荷載單塊板重全部恒載

G

L

跨中

1/4點×gL

Q支

Q1/4點〔二載用下．荷橫向分配系跨中和四分點的橫向分配系數(shù)按鉸接板法計算點按杠桿法計算荷載橫向分配系數(shù)點到四分點間按直線內(nèi)插法求得。（1跨中和四分點的荷載橫向分配系數(shù)：先將圖1所截面簡化成以下圖所示，并略去中間肋板，按單筋計算板截面抗扭剛度IT422I6311900.98T2tt2t131

4

：剛度系數(shù)：

I()5.8)ILT

2

0.014.

-

按

--查表得各板的橫向分配影響線豎坐標值板

板

板

板

板

板

板

根據(jù)各板塊的橫向分配影響線豎坐標值，作出各板塊的橫向分配影響線〔見圖〕再由各板塊的橫向分配影響線計算在荷載作用下的橫下分布系數(shù)：.

-

356356=

12

--〔0.0183+0.0125+0.0092+0.0062〕=0.02311〔〕=0.023421=〔〕21〔〕=0.017421=〔〕21=〔0.0078+0.0104+0.0118+0.0090=0.023027

12

〔0.0072+0.010+0.0117+0.0091〕由以上計算可知2號板的橫分布系數(shù)最大，為設(shè)計和施工簡便，各板設(shè)計成同一規(guī)格，并以號板進展設(shè)計，即〔2支點的荷載橫向分布系數(shù)

m

=0.0234按杠桿法計算得2號支點荷載橫向分布系數(shù)如下：m=

12

0.5=0.25支點到四分點的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插進展。，活載內(nèi)力計算（1彎矩沖擊系數(shù)；f

L2

EIcmc其中

10

m

2

，

Icmc

，，

m

=G/g=25×10×4616

／f

17.56

46003041176.35

5.78HZ因為1.5

HZHZ所以

ln5.78

荷載計算〔公路I級〕q10.5KN/mpKN.

-

--折減系數(shù)

橫

，

縱

1.0彎矩計算按以下公式計算

)

mqwy橫縱cii彎矩的具體計算見下表荷載

1+

橫

縱

m

qKN/m/

w

i

y

i

〔

KN

〕跨

公中

路I

1.0

1.0

四

級公分

路I

1.0

1.0

點

級(2).剪力計算a跨中力y0.5L/0.517.56/，L/4處力10.7580.7517.56/4.942c，支剪力y0.234(0.252.087

0.5剪力計算按以下公式計算〔其中計算支點處剪力時1.21)mwypyQ橫縱21

用m乘而不是

m

〕.

-

--剪力具體計算見下表荷載

1+

橫

縱

m

qwy

2

1.2y1

Q(KN跨中

公路I

1.0

1.0

0.5

級四分

公路I

1.0

1.0

點處支點處

級公路I級

1.012.08769.07117.73〔3內(nèi)力組合內(nèi)力組合按“公預規(guī)〞第4.1.2條規(guī)定進展，當恒載產(chǎn)生的效應(yīng)與活載產(chǎn)生的效應(yīng)同時，那么荷載組合；

SSjG

'Q1荷載類別

彎矩〔KN.m〕

剪力〔KN跨中

L4

點

支點

跨中

L4

點恒載〔〕G公路Ⅰ級'〔〕Q×恒載×公路Ⅰ

級控制設(shè)計內(nèi)

1279.93

力三預應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(一預力鋼筋面積的估算按承載能力極限狀態(tài)來估算,這預應(yīng)力鋼筋到達抗拉設(shè)計強度凝土到達抗壓設(shè)計強度.先X法應(yīng)力混凝土空心板可近似地簡化按以下公式來估算預應(yīng)力鋼筋的面:

rM

j由

rMhR

j

得

r

j

取設(shè)計經(jīng)歷系數(shù)

那么.

-

--y

rMh

j

=

1279.930.76

2339.05

KN預應(yīng)力筋采Фj

15.24

的鋼鉸線每根鋼鉸線的截面積a為4y

cm

2那么所需鋼鉸線數(shù)為n

R

2339.051860

8.98(根應(yīng)選用Фj

15.24

作為預應(yīng)力鋼筋12.6y

2(二預力鋼筋布置先X法應(yīng)鋼筋的構(gòu)造布置應(yīng)滿足〞公預規(guī)〞的要,取預應(yīng)力鋼筋凈保護層為得鋼筋重心離板底邊緣距離為

a

1.5242

3.262

根筋在板橫截面中呈均勻分布預力鋼筋設(shè)板跨方向呈直線變即保持預應(yīng)力鋼筋在截面中的分布見以下圖：2.5cm

a

不變。四換算截面幾何特性計算(一換算截面面積A12.6cm0hy式中n—筋彈性模量與混凝土彈性模量之比

2

EE

y

(二換算截面重心位置鋼筋換算截面對毛截面重心的靜矩(63.262)cmg換算截面重心對毛截面重心的偏離

3.

-

kkkk-kkkk-

SA

0.54下?lián)Q算截面重心至截面下緣距離換算截面重心至截面上緣距離

yy

0下0上

462.742..762.747.24鋼筋重心至換算截面重心的距離(三換算截面的慣矩

42.763.26239.46cmIIAnhhhy

46160.54

(612.639.46

4700923.9cm

(四截面抗彎模量

I4700923.9109937.4cmy42.5842.76

y

I上

下

4700923.9

cm

五截面強度計算一般僅需對簡支橋板的跨中截面進展正截面強度驗算空板跨中截面受壓翼緣計算寬度'99i

截面有效高

3.262cmy

混凝土18.4Mpaa

鋼鉸線的度

RMpa

跨中截面大計算彎Mj

采用將空心板截面等效成字截面且忽略鉸(圖)方法進展那b364

2

362097.36

2

得

2097.36bcmhk由1bh312

36

(7.6415)

625840.1843

代入

bk

hk

得

hb等效工字形截面的上翼緣板厚度h'yi上

h59.8414.08cm22等效工字形截面的下翼緣板厚度hi下

h59.84cm2.

-

'xhhh'xhhhii-等效工字形截面的肋板厚度b'i

28.9cm那么

186023436gg'ai

h'i

18.49925648.128N即

RARb''gii

屬于第Ⅰ類T形面,需考慮腹板局部受壓混凝土參加工那么由RAbxb')h'ggaaii

得

×28.9x+18.4×—×14.08x=11.58cm

(903.3)47.690

cmj

1r

xh'i2

故空心板正截面強度滿足要求六預應(yīng)力損失計算按〞公預規(guī)〞規(guī)鋼鉸線X拉制應(yīng)力

取0.8

f

pk

即

=0.8×(一錨具變引起的應(yīng)力損失先X法工采用帶螺帽的錨端X拉采用超X拉,設(shè)用一塊墊板預應(yīng)力鋼筋的有效長度取為X拉臺的設(shè)臺座長L=50m,由〞公預規(guī)〞

mm

那么

h

l

Ey

63

5

24Mpa(二加熱養(yǎng)引起的應(yīng)力損失設(shè)預應(yīng)力鋼筋與臺座間的溫度

C

l

2(t40Mpa21〔三〕鋼筋松弛損失l5

f

pe

0.26)

pe

14640.31464Mpa1860〔四〕砼彈性壓縮引起的應(yīng)力損失

l

Ep

pc

Ep

EE

c

6.

-

2ps2上上-2ps2上上-

p0

l

)17199l3l

pc

NA

M

0I

NA

N

0

yI

171994679.84700923.9

cr

Ep

pc

9.4Mpa〔五〕砼收縮X變起的應(yīng)力損失

AsA

AA

0.003

ps

ei

2ps2

eI4700923.900

設(shè)空心板所處環(huán)境的大氣相對為75%，構(gòu)件受載齡期為天，查表得，

cs

t,0

，

t2.20

l6

E

(t,t),tEp0pc

1.950.33150.0032.55

174.66〔六〕永存預應(yīng)力值預加應(yīng)力

階

段：

第

一

批

應(yīng)

力

損

失

為

4

124使用荷載作用階段，第二批應(yīng)力損失

174.66Mpa全部應(yīng)力損失

297.66預應(yīng)力鋼筋的永存預應(yīng)力為：七截面應(yīng)力計算跨中截面正應(yīng)力（一）混土應(yīng)力

297.66Mpak上緣：

n

A0

AyW0

W0

1190.3412.61190.3412.61279.934679.899511.50.5R

ba

0.528Mpa下緣：

yA

eyy

M.

-

22

--1190.3412.64679.8109937.4=0（二）預力鋼筋的最大應(yīng)力

I

1190.34

39.641255.74

Mpa支點截面主應(yīng)力以換算截面重心處的主應(yīng)力為例靜矩：S9942.76

42.76

(639.647.6)

36(7.5

剪應(yīng)力

2換算截面重心處砼的應(yīng)力：

yA

y

4679.8

主拉應(yīng)力：1

h2

3.2h2Mpa2.62.08Mpa42主壓應(yīng)力：

za

2

3.244

4.16Mpa0.6

0.62816.8Mpa八預施應(yīng)力階段支點截面上緣拉應(yīng)力驗算先X法應(yīng)力板集中梁端某一區(qū)段內(nèi)為應(yīng)力集中區(qū)，考慮到應(yīng)力集中區(qū)長度的不確切性，放松預應(yīng)力鋼筋時的沖擊及其對支點可能不在設(shè)計位置等