米先張法預(yù)應(yīng)力溷凝土空心板計(jì)算書(shū)邊板

1、工程名稱：10、13、16米空心板定型圖設(shè)計(jì) 工程部位：10米跨徑先張法空心板邊板 計(jì)算內(nèi)容： 空心板的強(qiáng)度、應(yīng)力驗(yàn)算 （10cm瀝青+12cm混凝土鋪裝）計(jì) 算 人：校 核 人：審 核 人：天津中交鴻達(dá)道橋技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司2006年4月1日10米跨徑先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板邊板一基本設(shè)計(jì)資料：1 橋?qū)挘喝珜?6.75米，+3*3.75+3-1米。2 跨徑：10米。3 梁高：米4 荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路級(jí)；計(jì)算車道數(shù)：475 3;6 鋪裝層: 10cm厚瀝青混凝土,12cmC40防水混凝土; 防撞護(hù)欄重量（單側(cè)）:10KN/m;波形梁重量（單側(cè)）：10KN/m。7 采用的主要規(guī)范:公路橋涵設(shè)計(jì)通用

2、規(guī)范（JTG-D60-2004）；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（JTG-D62-2004）；8 選用材料：空心板混凝土C50號(hào)，fcd=MPa,ftd=1.83MPa,E=3.45x104MPa;預(yù)應(yīng)力鋼絞線：fpk=1860MPa,fpd=1260Mpa,E=x105Mpa9結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：ro=1.011橋梁沖擊系數(shù)：先張法預(yù)應(yīng)力砼空心板計(jì)算跨徑Lm彈性模量E3.45E+10N/m2跨中慣矩Im4跨中截面面積Am2跨中單位質(zhì)量M1169.07 kg/m基頻f1=9.069 新規(guī)范正彎矩沖擊系數(shù)u0.374 12.橫向分布系數(shù)：支點(diǎn)處按杠桿法計(jì)算；1/4跨徑處采用剛接板梁法計(jì)算，

3、空心板之間按鉸接設(shè)計(jì)；汽車荷載在空心板縱向的分布系數(shù)如下圖：13荷載組合：l 應(yīng)力組合n 組合I：長(zhǎng)期效應(yīng)組合，部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件的抗裂安全驗(yàn)算（參照規(guī)范JTG D62 2004第條），組合原則按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定，但組合時(shí)只考慮直接作用荷載，不考慮間接作用，例如不計(jì)汽車沖擊、不計(jì)沉降、溫度等；符合規(guī)范JTG D62 -2004第6.3.1條規(guī)定；n 組合II：短期效應(yīng)組合，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件而言是按照抗裂驗(yàn)算的要求進(jìn)行組合計(jì)算的，組合原則按規(guī)范JTG D60-2004第條規(guī)定，并滿足規(guī)范JTG D62 2004第條有關(guān)規(guī)定，即對(duì)全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件以及

4、預(yù)制和現(xiàn)澆構(gòu)件的最小法向應(yīng)力組合時(shí)預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力部分分別按照0.85（全預(yù)應(yīng)力預(yù)制構(gòu)件）、0.8（全預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆構(gòu)件）、1.0（部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件）的系數(shù)來(lái)考慮的。其它類型應(yīng)力以及非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的各種應(yīng)力組合由預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)力部分都是按照1.0的系數(shù)考慮的；n 組合III：標(biāo)準(zhǔn)組合，所有應(yīng)力組合時(shí)各種荷載的分項(xiàng)組合系數(shù)都為1.0，參與組合的荷載類型為規(guī)范JTG D60-2004第條中短期效應(yīng)組合中規(guī)定的所有荷載類型，只是荷載分項(xiàng)系數(shù)都為1.0；n 組合IV：撞擊組合n 組合V：施工組合n 組合VI：不用二計(jì)算的基本假設(shè)：1 單元按A類預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)；2 考慮鋼束分階段張拉引起的預(yù)應(yīng)力損失；荷載

5、工況：1.混凝土收縮徐變：1000天2.體系溫差：升溫25、降溫253.局部溫差：頂板上、下緣溫差140，計(jì)算圖示如下：簡(jiǎn)支梁不考慮支座沉降對(duì)空心板應(yīng)力的影響。施工階段1.張拉鋼束；（1天）2.安裝模板，澆筑空心板混凝土；（10天）3.吊裝空心板，澆注二期恒載；（20天）4.計(jì)算收縮、徐變；（1000天）三計(jì)算過(guò)程：1 使用“橋梁博士程序”對(duì)主梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全復(fù)核。2 采用進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。四 計(jì)算簡(jiǎn)圖：1. 橫斷面：2. 計(jì)算模型：五、預(yù)應(yīng)力鋼束：采用12根1s鋼絞線，1*186013 Mpa六、應(yīng)力控制值：、混凝土正截面抗裂驗(yàn)算：組合不出現(xiàn)法向拉應(yīng)力組合法向拉應(yīng)力<=0.7ftk=0.7*

6、-2.65=-1.855 Mpa、混凝土斜截面抗裂驗(yàn)算：組合主拉應(yīng)力<=0.5ftk=0.5*-2.65=-1.325 Mpa、受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力：組合法向壓應(yīng)力<=ck=0.5*= Mpa組合主壓應(yīng)力<=0.6fck=0.6*32.4=19.44 Mpa、預(yù)應(yīng)力鋼絞線最大拉應(yīng)力組合最大拉應(yīng)力<=0.65fpk=0.65*1860=1209Mpa七、截面配筋：1、頂板：距底板41cm高，Ag=cm2，縱向通筋（共計(jì)11根12）；2、底板：距底板cm高，Ag=cm2，縱向通筋（共計(jì)5根20）；八、施工過(guò)程中應(yīng)力計(jì)算：*指定單元截面應(yīng)力輸出*第2施工階段應(yīng)力結(jié)果階段累計(jì)

7、應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段預(yù)應(yīng)力應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段收縮應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段徐變應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣第3施工階段應(yīng)力結(jié)果階段累計(jì)應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段預(yù)應(yīng)力應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段收縮應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段徐變應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣第4施工階段應(yīng)力結(jié)果階段累計(jì)應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段預(yù)應(yīng)力應(yīng)力:主截面:

8、單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段收縮應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段徐變應(yīng)力:主截面:單元號(hào) 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣結(jié)論：由以上計(jì)算結(jié)果看出在施工的各個(gè)階段混凝土的最大拉應(yīng)力（-2.28MPa），根據(jù)規(guī)范條規(guī)定，混凝土的拉應(yīng)力未超過(guò)tk，且僅僅為臨時(shí)性質(zhì)，當(dāng)空心板吊裝以后收縮徐變完成裂縫會(huì)自動(dòng)閉合，所以空心板在施工過(guò)程中按構(gòu)造配置普通鋼筋即可。九、強(qiáng)度計(jì)算：1、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算： 主要進(jìn)行承載力驗(yàn)算，材料采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，假設(shè)鋼筋和混凝土同屈服，同屬于塑性狀態(tài)。計(jì)算時(shí)考慮沖擊系數(shù)和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，計(jì)算表達(dá)式為:r0*S<=R承載力極限

9、狀態(tài)計(jì)算結(jié)果如下：最大抗力及所對(duì)應(yīng)的內(nèi)力最小抗力及所對(duì)應(yīng)的內(nèi)力由圖上看出承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。2、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算：采用短期效應(yīng)組合和長(zhǎng)期效應(yīng)組合，對(duì)構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算，汽車荷載可不計(jì)入沖擊系數(shù)。長(zhǎng)期效應(yīng)組合在本處只考慮直接作用荷載，不考慮間接作用；短期效應(yīng)組合出了考慮直接作用荷載外，尚應(yīng)考慮間接荷載作用。（一）、正截面抗裂驗(yàn)算： 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合：正截面混凝土拉應(yīng)力控制：lt-pc0，即混凝土正截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力，計(jì)算結(jié)果如下圖：上緣最大、最小下緣最大、最小長(zhǎng)期效應(yīng)組合正應(yīng)力因受先張法工藝所限除支點(diǎn)附近局部出現(xiàn)了拉應(yīng)力以外，其他部位均不出現(xiàn)拉應(yīng)力。作用短

10、期效應(yīng)組合：正截面混凝土拉應(yīng)力控制：st-pctk，即混凝土正截面拉應(yīng)力，計(jì)算結(jié)果如下圖：上緣最大、最小下緣最大、最小長(zhǎng)期效應(yīng)組合正應(yīng)力 Mpa（2、22號(hào)節(jié)點(diǎn)下緣），拉應(yīng)力小于1.855 Mpa，滿足規(guī)范要求。（二）、斜截面抗裂驗(yàn)算：作用短期效應(yīng)組合：斜截面混凝土主拉應(yīng)力控制（按預(yù)制構(gòu)件考慮）：tptk，即混凝土斜截面主拉應(yīng)力不大于1.855Mpa，計(jì)算結(jié)果如下圖：短期效應(yīng)組合主拉應(yīng)力支點(diǎn)處下緣拉應(yīng)力最大為1.76 Mpa（2、22號(hào)節(jié)點(diǎn)下緣），拉應(yīng)力小于1.855 Mpa，滿足規(guī)范要求。（三）、撓度計(jì)算：*正常使用階段內(nèi)力位移輸出*結(jié)構(gòu)重力結(jié)果（包括預(yù)應(yīng)力效應(yīng)）:單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 軸力 剪力

11、節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平位移 豎向位移 轉(zhuǎn)角位移預(yù)應(yīng)力結(jié)果（僅為預(yù)應(yīng)力損失效應(yīng)）:單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 軸力 剪力節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平位移 豎向位移 轉(zhuǎn)角位移12 0.000e+000 0.000e+000 0.000e+000汽車MaxQ結(jié)果:單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 軸力 剪力節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平位移 豎向位移 轉(zhuǎn)角位移汽車MinQ結(jié)果:單元號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) 軸力 剪力節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平位移 豎向位移 轉(zhuǎn)角位移 按此撓度結(jié)果進(jìn)行設(shè)置預(yù)拱度.2、持久狀況空心板應(yīng)力計(jì)算： 計(jì)算時(shí)考慮汽車沖擊系數(shù)和其他間接荷載的作用。（一）混凝土的壓應(yīng)力控制： 基本組合： 1、正截面混凝土壓應(yīng)力控制：kc+ptck，即混凝土正截面壓應(yīng)力不大于16.2Mpa。計(jì)算結(jié)果

12、如下：基本組合正截面混凝土壓應(yīng)力 最大的壓應(yīng)力為7.1Mpa，滿足規(guī)范的要求。 2、斜截面混凝土壓應(yīng)力控制：cpck，即混凝土主壓應(yīng)力不大于19.44Mpa。計(jì)算結(jié)果如下：基本組合混凝土主壓應(yīng)力（二）預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力控制：基本組合：鋼絞線最大拉應(yīng)力控制：pe+ppk，即鋼絞線最大拉應(yīng)力不大于1209Mpa。計(jì)算結(jié)果如下：鋼束最大永存應(yīng)力鋼束編號(hào)最大拉應(yīng)力容許拉應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（Mpa）（Mpa）1-1052-1209滿足規(guī)范2-1048-1209滿足規(guī)范3-1014-1209滿足規(guī)范4-1026-1209滿足規(guī)范5-1030-1209滿足規(guī)范十、支反力計(jì)算正常使用階段支承反力匯總:結(jié)構(gòu)重力結(jié)果:節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平力 豎向力 彎矩2 -1.115e-001 1.254e+002 0.000e+00022 0.000e+000 1.254e+002 0.000e+000汽車MaxQ結(jié)果:節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平力 豎向力 彎矩2 0.000e+000 1.244e+002 0.000e+00022 0.000e+000 1.237e+002 0.000e+000汽車MinQ結(jié)果:節(jié)點(diǎn)號(hào) 水平力 豎向力 彎矩2 0.000e+000 -2.573e+000 0.000e+00022 0.000e+000 -