普通鋼筋混凝土空心板橋梁設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄專心-專注-專業(yè)橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.設(shè)計(jì)題目普通鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板梁橋設(shè)計(jì)2. 設(shè)計(jì)條件及參數(shù)2.1 橋面凈空凈 9m。2.2主梁跨徑和全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：lb=30.00m（墩中心距離）；計(jì)算跨徑：l=29.60m（支座中心線距離）；主梁全長(zhǎng)：l全=29.96m（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）。2.3設(shè)計(jì)荷載公路以級(jí)，人群荷載3.0KN/m。2.4材料鋼筋：主筋用HRB335鋼筋，其他的用R235鋼筋；混凝土：C40；鉸縫為C30細(xì)集料混凝土；橋面鋪裝采用C30瀝青混凝土；欄桿及人行道板為C25混凝土。2.5計(jì)算方法：極限狀態(tài)法。2.6結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)橋面凈寬自行確定。2.7設(shè)計(jì)

2、依據(jù)（1） 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003）（2） 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），簡(jiǎn)稱橋規(guī)；（3） 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），簡(jiǎn)稱公預(yù)規(guī)；（4） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 024-85），簡(jiǎn)稱基規(guī)參考文獻(xiàn):混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋第三版易建國(guó)編二構(gòu)造形式及尺寸要求橋面凈空為凈1.5m+4.5m+4.5m+1.5m，全橋?qū)挷捎?塊C40的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬125cm，高105cm，空心板全長(zhǎng)29.96m。采用后張法施工工藝。C40混凝土空心板的fck=26.8MPa，ftk=2.4MPa，ftd=

3、1.65MPa。全橋空心板橫斷面布置如圖2-1，每塊空心板截面及構(gòu)造尺寸見(jiàn)圖2-2。圖2-1橋梁橫斷面（尺寸單位：cm）圖2-2空心板橫截面構(gòu)造及尺寸（尺寸單位：cm）三空心板毛截面幾個(gè)特性計(jì)算1毛截面面積A由CAD查看截面特性功能可知，毛截面面積為：A=8524.2（cm2）鉸縫面積為：A=87.5（cm2）2空心板毛截面對(duì)其重心軸的慣性矩I由CAD查看截面特性功能，查看圖2-2可知,毛截面慣性矩為：I=1.0586×107cm4）=1.0586×1011（mm4）空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為圖3-1的單箱截面來(lái)近似慣性矩為：IT=9.8845×106(cm4)

4、=9.8845×1010(mm4)圖3-1計(jì)算IT的空心板橫截面簡(jiǎn)化圖（尺寸單位：cm）四作用效應(yīng)計(jì)算1永久作用效應(yīng)計(jì)算1.1 空心板自重（第一階段結(jié)構(gòu)自重）g1g1=A×r=8524.2×10-4×25=21.311（KN/m）1.2 橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重）g2人行道及欄桿重力參照其他橋梁設(shè)計(jì)資料，單側(cè)按12.0KN/m計(jì)算。橋面鋪裝采用等厚度10cm的瀝青混凝土，則全橋?qū)掍佈b每延米重力為：0.1×7×23=16.1（KN/m）上述自重效應(yīng)應(yīng)是在各空心板形成整體后，再加至橋板上的，精確地說(shuō)由于橋梁橫向彎曲變形，各板分配到的自

5、重效應(yīng)應(yīng)是不相同的，本例為計(jì)算方便近似按各板平均分擔(dān)來(lái)考慮，側(cè)每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦底灾貫椋篻2=12×2+16.18=5.013（KN/m）1.3 鉸縫自重（第二段結(jié)構(gòu)自重）g3g3=（87.5+1×105）×10-4×24=0.462（KN/m）由此得空心板每延米總重力g為：g=g1=21.311KN/m（第一階段結(jié)構(gòu)自重）g=g2+g3=5.013+0.462=5.475（KN/m）（第二階段結(jié)構(gòu)自重）g=gi=g+g=21.311+5.4752=26.786（KN/m）由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用（自重）效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-1空心板自

6、重效應(yīng)匯總 表4-1項(xiàng)目作用種類作用gi（KN/m）計(jì)算跨徑l（m）作用效應(yīng)M（KN·m）作用效應(yīng)V（KN）跨中（18gl2）14跨（332gl2）支點(diǎn)（12gl）14跨（14gl）跨中g(shù)21.31119.601023.35767.52208.85104.420g5.47519.60262.91197.1853.6626.830g= g+ g26.78619.601286.26964.70262.50131.2502可變作用效應(yīng)計(jì)算在本課設(shè)設(shè)計(jì)中汽車荷載采用公路級(jí)荷載，它由車道荷載及車輛荷載組成。橋規(guī)規(guī)定橋梁機(jī)構(gòu)整體計(jì)算采用車道荷載。公路級(jí)的車道荷載由qk=7.875（KN/m）的均

7、布荷載和Pk=180+360-18019.6-550-5×0.75=178.8（KN）的集中荷載兩部分組成。按照規(guī)范在計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk應(yīng)乘以1.2的系數(shù)，即計(jì)算剪力時(shí)Pk=1.2Pk=1.2×178.8=214.56(KN)按橋規(guī)車道荷載的均布荷載應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。多車道橋梁上還應(yīng)考慮多車道折減，雙車道的折減系數(shù)為1，并且不得小于雙車道的荷載效應(yīng)。2.1汽車荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算空心板跨中和L/4處的荷載橫向分布系數(shù)按照交接法計(jì)算，支點(diǎn)處按杠桿原理法計(jì)算。支點(diǎn)至L/4點(diǎn)之間的荷

8、載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得。2.1.1跨中及L/4處的橫向分布系數(shù)計(jì)算首先計(jì)算空心板的剛度參數(shù)：=2EI4GIT(bl)25.8IIT(bl)2公式4-1I=1.0586×107（cm4）=1.0586×1011（mm4）IT=9.8845×106(cm4)=9.8845×1010(cm4)b=100(cm)=1000(mm)l=19.60(m)=19600（mm）將以上數(shù)據(jù)帶入公式4-1，得：=5.8×1.0586×10119.8845×1010×()2=0.01617求得剛度參數(shù)后，即可按其查公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)

9、梁橋（上冊(cè)）（徐光輝版）第一篇附錄（二）中8塊板的鉸接板荷載橫向分布影響線表，由=0.01及=0.02內(nèi)插得=0.01617的1號(hào)至4號(hào)板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，計(jì)算結(jié)果列于表4-2中。由表4-2畫出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得兩車道情況下的各板橫向分布系數(shù)。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見(jiàn)圖4-1。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以只需要計(jì)算1號(hào)至4號(hào)板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值表表4-2圖4-1各板橫向分布影響線及橫向最不利布載圖（尺寸單位：m）各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算如下（參照?qǐng)D4-1）1號(hào)板：兩行汽車：m汽=12i汽=12

10、(0.181+0.131+0.106+0.084）=0.251人群荷載：m人=i人=0.22+0.07=0.292號(hào)板：兩行汽車：m汽=12i汽=12(0.18+0.14+0.113+0.09）=0.262人群荷載：m人=i人=0.186+0.075=0.2613號(hào)板：兩行汽車：m汽=12i汽=12(0.158+0.153+0.128+0.101)=0.27人群荷載：m人=i人=0.148+0.084=0.2324號(hào)板：兩行汽車：m汽=12i汽=12(0.129+0.15+0.147+0.117)=0.272人群荷載：m人=i人=0.119+0.098=0.217各板橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總于

11、表4-3。由表4-3可知：兩行汽車荷載作用時(shí)，4號(hào)板的橫向分布系數(shù)最不利。為設(shè)計(jì)和施工方便，各空心板設(shè)計(jì)成統(tǒng)一規(guī)格，同時(shí)考慮到人群荷載與汽車荷載效應(yīng)組合，因此，跨中和L/4處的荷載分布系數(shù)偏安全地取下列數(shù)值：m汽=0.272m人=0.290各板荷載橫向分布期數(shù)匯總表4-3板號(hào)橫向分布系數(shù)1234m汽0.2510.2620.2700.272m人0.2900.2610.2320.2172.1.2車道荷載作用于支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算。由圖4-2，34號(hào)板的橫向分布系數(shù)計(jì)算如下：圖4-2支點(diǎn)處荷載橫向分布影響線及最不利布載圖汽車荷載：m汽=12×

12、1.0=0.5人群荷載：m人=02.1.3支點(diǎn)到L/4處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插法求得?？招陌宓暑~荷載橫向分布器書(shū)匯總于表4-4?？招陌宓暮奢d橫向分布系數(shù)表 4-4總用位置作用種類跨中至L/4處支點(diǎn)汽車荷載0.2720.500人群荷載0.29002.2汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算橋規(guī)規(guī)定汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。按機(jī)構(gòu)基頻f的不同而不同，對(duì)于簡(jiǎn)支板橋：f=2l2EIcmc當(dāng)f1.5Hz時(shí)，=0.5；當(dāng)f14Hz時(shí)，=0.45；當(dāng)1.5Hzf14Hz時(shí)，=0.1767f-0.0157。式中：L結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨境（m）； E結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/m2）；Ic結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣

13、性矩（m4）；mc結(jié)構(gòu)跨中的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（KN/m，當(dāng)換算為重力單位時(shí)為Ns2/m2），mc=G/g； G結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力（N/m）；g重力加速度，g=9.81m/s2。由前面得：G=26.786KN/m=26.786×103N/mL=19.6mIc=1.0586×107（cm4）=1.0586×1011（mm4）=1.0586×10-1m4由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范查的C40混凝土的彈性模量E=3.25×104MPa，代入公式得：f=2l2EIcmc=2l2EIcGg=2×19.623.25×104

14、×106×1.0586×10-126.786×1039.81=4.5898(Hz)則：=0.1767ln4.5898-0.0157=0.25371+=1.25372.3可變作用效應(yīng)計(jì)算2.3.1車道荷載效應(yīng)計(jì)算車道荷載引起的空心板跨中及L/4截面的效應(yīng)（彎矩和剪力）時(shí)，均布荷載qk應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)音響線上，集中荷載Pk只作用于影響線中一個(gè)最大影響線峰值處，見(jiàn)圖4-3 跨中截面彎矩：=18l2=18×19.62=48.02m2M汽=m(qkk+Pkyk)（不計(jì)沖擊時(shí)）不計(jì)沖擊M汽=1×0.272×(7.87

15、5×48.02+178.8×4.9)=341.16(KN·m)計(jì)入汽車沖擊M汽=(1+)m(qkk+Pkyk) =1.2537×1×0.272×(7.875×48.02+178.8×4.9)=427.72(KN·m)剪力: =0.5×19.6×0.5×0.5=2.45m2V汽=m(qkk+Pk'yk)（不計(jì)沖擊時(shí)）不計(jì)沖擊V汽=m(qkk+Pk'yk) =1×0.272×(7.875×2.45+214.56×12)=34

16、.43(KN)計(jì)入沖擊系數(shù)V汽=(1+)m(qkk+Pk'yk) =1.2537×1×0.272×(7.875×2.45+214.56×12)=43.16(KN)圖4-3簡(jiǎn)支空心板跨中及l(fā)/4截面內(nèi)力影響線及加載圖 L/4截面彎矩：M汽=m(qkk+Pkyk)（不計(jì)沖擊時(shí)）=332l2=332×19.62=36.02m2不計(jì)沖擊M汽=1×0.272×(7.875×36.02+178.8×3.675)=255.88(KN·m)計(jì)入沖擊M汽=(1+)m(qkk+Pkyk) =1.2

17、537×1×0.272×(7.875×36.02+178.8×3.675)=320.80(KN·m)剪力：不計(jì)沖擊V汽=m(qkk+Pk'yk)=0.5×14.7×0.75=5.51m2=1×0.272×(7.875×5.51+214.56×0.75)=55.57(KN)計(jì)入沖擊V汽=(1+)m(qkk+Pk'yk)=1.2537×1×0.272×(7.875×5.51+214.56×0.75)=69.67(K

18、N) 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算支點(diǎn)截面由于車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時(shí)，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長(zhǎng)的變化，同樣均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處。不計(jì)沖擊系數(shù)V汽=1×0.272×7.875×9.8+12×0.5-0.272×19.64×7.875×112+1112+214.56×1×0.5=132.67KN計(jì)入沖擊系數(shù)V汽=1.2537×1×0.230×10.5×17.3+12×0.5-0

19、.230×34.64×10.5×112+1112+395.04×1×0.5=166.33KN2.3.2人群荷載效應(yīng)人群荷載是一個(gè)均布荷載，其大小按橋規(guī)取用為3.0kN/m2。人行道寬度為1.5m，因此q人=1.5×3=4.5(KN/m)。人群荷載作用下產(chǎn)生的效應(yīng)計(jì)算如下。 跨中截面彎矩：M人=m人q人M=0.290×4.5×48.02=62.67(KN·m)剪力：V人=m人q人V=0.290×4.5×2.45=3.20(KN) l4截面彎矩：M人=m人q人M=0.290×4.

20、5×36.02=47.01(KN·m)剪力：V人=m人q人V=0.290×4.5×5.513=7.19(KN) 支點(diǎn)截面剪力V人=0.290×4.5×9.8-12×19.64×0.290-0×4.5×112+1112=9.59KN可變作用匯總于表1-5中，如下可變作用效應(yīng)匯總表 表4-5作用效應(yīng)截面作用種類位置彎矩M(KN·m)剪力V（KN）跨中l(wèi)/4跨中l(wèi)/4支點(diǎn)車道荷載兩行不計(jì)沖擊系數(shù)341.16255.8834.4355.57132.67計(jì)沖擊系數(shù)427.72320.8043.1

21、669.67166.33人群荷載62.6747.013.207.199.593作用效應(yīng)組合按橋規(guī)公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)組合，并用于不同的計(jì)算項(xiàng)目。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本組合表態(tài)時(shí)為;0Sud=0(1.2SGK+1.4SQ1K+0.8×1.4SQjk)式中：0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋?qū)傩?=1.0；Sud效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；SGK永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SQ1K汽車荷載作用（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值；SQjk人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：作用短期效應(yīng)組合表達(dá)式：Ssd=SGK+0.7

22、5;SQ1K'+1.0×SQjk式中：Ssd作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；SGK永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SQ1K'汽車荷載作用（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值；SQjk人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合表達(dá)式：Sld=SGk+0.4×SQ1K'+0.4×SQjk式中：各符號(hào)意義見(jiàn)上面說(shuō)明。橋規(guī)還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需要進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，即此時(shí)效應(yīng)組合表達(dá)式為：S=SGk+SQ1k+SQjk式中：S標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；SGk，SQ1k，SQjk永久作用效應(yīng)、汽車荷載效應(yīng)（計(jì)入汽車沖擊力）、人群荷載效應(yīng)組合標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)計(jì)算得到的作

23、用效應(yīng)，按橋規(guī)各種組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，現(xiàn)將計(jì)算匯總于表4-6?？招陌遄饔眯?yīng)組合計(jì)算匯總表 表4-6序號(hào)作用種類彎矩M（KN·m）剪力V(KN)跨中l(wèi)/4跨中l(wèi)/4支點(diǎn)作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值永久作用效應(yīng)g1023.35767.520104.42208.85g262.91197.18026.8353.66g=g+g(SGk)1286.26964.700131.25262.50可變作用效應(yīng)車道荷載不計(jì)沖擊SQ1k'341.16255.8834.4355.57132.67×(1+)SQjk427.72320.8043.1669.67166.33人群荷載SQjk62.

24、6747.013.207.199.59承載能力極限狀態(tài)基本組合Sud1.2SGk（1）1543.511157.640157.5315.001.4SQ1k（2）598.81449.1260.4297.54232.860.8×1.4SQjk（3）70.1952.653.588.0510.74Sud=（1）+（2）+（3）2212.511659.4164.00263.09558.60正常使用極限狀態(tài)作用短期效應(yīng)組合SsdSGk（4）1286.26964.700131.25262.500.7SQ1K'（5）238.81179.1224.1038.9092.87SQjk（6）62.67

25、47.013.207.199.59Ssd=（4）+（5）+（6）1587.741190.8327.30177.34364.96使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合SldSGk（7）1286.26964.700131.25262.500.4SQ1K'（8）136.46102.3513.7822.2353.070.4SQjk（9）25.0718.801.282.883.84Sld=（7）+（8）+（9）1447.791085.8515.06156.36319.41彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合SSGk（10）1286.26964.700131.25262.50SQ1k（11）427.72320.8043.

26、1669.67166.33SQjk（12）62.6747.013.207.199.59S=（10）+（11）+（12）1776.651332.5146.36208.11438.42五普通鋼筋數(shù)量估算及布置1普通鋼筋數(shù)量的估算及布置可由正截面承載力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數(shù)量，暫不考慮普通鋼筋的影響?？招陌褰孛婵蓳Q算成工字形截面來(lái)考慮：由bkhk=4×402+25×40=2256.64(cm2)得bk=2256.64cm2hk112bkhk3=40×25312+2×0.00686×404+2×628.3×(8.06+12

27、.5)2=.44(cm4)把bk=2256.64cm2hk代入112bkhk3=.44cm4，求得hk=57.3cm，bk=2256.64cm257.3=39.4cm則得等效工字形截面的上翼緣板厚度hf'：hf'=y上-hk2=52.5-57.32=23.85(cm)等效工字型截面的下翼緣板厚度hf：hf=y下-hk2=52.5-57.32=23.85(cm)等效工字形截面的肋板厚度：b=bf'-2bk=125-2×39.4=46.2(cm)圖5-1空心板換算等效工字形截面（尺寸單位：cm）估算普通鋼筋時(shí)，可先假定xhf'，則由下式可求得受壓高度x，設(shè)

28、h0=105-aps=105-4=101cm=1010(mm)。0Mudfcdbf'x(h0-x2)由公預(yù)規(guī)，0=0.9，C40，fcd=18.4MPa，由表4-6，跨中Mud=2212.51KN·m=N·m，bf'=1250mm，代入上式得：0.9×2212.51×10618.4×1250×x×(1010-x2)求得：x=89.70mm<hf'=213.5mm，且x<bh0=0.4h0=404mm說(shuō)明中和軸在翼緣板內(nèi)，可用下式求得普通鋼筋面積As：As=fcdbf'xfsd=18

29、.4×1250×89.70280=7368.2mm2普通鋼筋采用1032布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長(zhǎng)直線布置，鋼筋重心至下緣40mm處，即as=40mm。實(shí)配面積為：As=8042mm2,有效高度h0=1050-40=1010(mm)配筋率=Asbf'h0=×1010=0.64%>min=0.2%六換算截面幾何特性計(jì)算1換算截面面積AsA0=A+(Es-1)ASEs=EsEc=2×1053.25×104=6.15；As=8042mm2A=mm2代入得：A0=+（6.15-1）×8042=.3（mm2

30、）2換算截面重心位置所有鋼筋截面對(duì)毛截面重心的靜矩為：S01=(Es-1)As×(525-5-40)=(mm3)換算截面重心至空心板毛截面重心的距離為：d01=S01A0=420=23.3(mm)(向下移)則換算截面重心至空心板截面下緣的距離為：y01l=525-5-23.3=496.7(mm)換算截面重心至空心板截面上緣的距離為：y01u=525+5+23.3=553.3(mm)換算截面重心至普通鋼筋重心的距離為：e01s=496.7-40=456.7(mm)3換算截面慣性矩I0I0=I+Ad012+Es-1Ase01s2=1.0586×1011+×23.32+

31、(6.15-1)×8042×456.72=1.1496×1011(mm4)4換算截面彈性抵抗矩下緣：W01l=I0y01l=1.1496×.3=207.77×106(mm3)上緣：W01u=I0y01u=1.1496×.7=231.45×106(mm3)七承載能力極限狀態(tài)計(jì)算1跨中截面正截面抗彎承載力計(jì)算跨中截面構(gòu)造尺寸及配筋見(jiàn)圖7-1。普通鋼筋離截面底邊as=40mm，則普通鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面地面的距離為ps=fsdAsasfsdAs=280×8042×40280×8042=40(mm)h

32、0=h-aps=1050-40=1010(mm)采用換算等效工字形截面來(lái)計(jì)算，參見(jiàn)圖5-1，上翼緣厚度hf'=238.5mm，上翼緣工作寬度圖7-1空心板跨中截面普通鋼筋的布置（尺寸單位：cm）bf'=1250mm，肋寬b=462mm。首先按公式fsdAsfcdbf'hf'判斷截面類型：fsdAs=280×8042=Nfcdbf'hf'=18.4×1250×238.5=(N)所以屬于第一類T形，應(yīng)按寬度bf'=1250mm的矩形截面來(lái)計(jì)算其抗彎承載力。由x=0計(jì)算混凝土受壓高度x：由fsdAs=fcdbf&#

33、39;x得x=fsdAsfcdbf'=280×.4×1250=97.9mm<bh0=0.4×1010=404mm<hf'=238.5(mm)將x=97.9mm代入下列公式計(jì)算出跨中截面的抗彎能力Mud：Mud=fcdbf'xh0-x2=18.4×1250×97.9×1010-97.92=2164.0×106Nmm=2164.0KNm<0Md=1.0×2212.51=2212.51(KNm)計(jì)算結(jié)構(gòu)表明，跨中截面抗彎承載力滿足要求。2截面抗剪承載力計(jì)算2.1截面抗剪強(qiáng)度上、下

34、限復(fù)核選取距支點(diǎn)h/2處截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。截面構(gòu)造尺寸及配筋圖見(jiàn)5-1。首先進(jìn)行抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，按公預(yù)規(guī)5.2.9條：0Vd0.51×10-3fcu，kbh0（KN）式中：Vd驗(yàn)算截面處的剪力組合設(shè)計(jì)值（kN），由表4-6得支點(diǎn)處剪力及跨中截面剪力，內(nèi)插得到距支點(diǎn)h/2=525mm處的截面剪力Vd：Vd=558.60-500×558.60-64.=533.37(KN)h0截面有效高度，由于本設(shè)計(jì)中普通鋼筋是直線配置，有效高度h0與跨中界面相同，h0=1010mm；fcu,k邊長(zhǎng)為150mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，空心板為C40，則fcu,k=40MPa，f

35、td=1.65MPa；b等效工字形截面的腹板寬度，b=462mm。代入上述公式：0Vd=1.0×533.37=533.37(KN)0Vd0.51×10-340×462×1010=1505.09(kN)計(jì)算結(jié)構(gòu)表明空心板截面尺寸符合要求。按公預(yù)規(guī)第5.2.10條：1.25×0.5×10-3×2ftdbh0=1.25×0.5×10-3×1.0×1.65×462×1010=481.2(KN)式中：2=1.0 是按公預(yù)規(guī)5.2.10條，板式受彎構(gòu)件可乘以1.25提高系數(shù)。由

36、于0Vd=1.0×533.37=533.37(KN)>1.25×0.5×10-3×2ftdbh0=481.2(KN)，并對(duì)照表4-6中沿跨長(zhǎng)各截面的控制剪力組合設(shè)計(jì)值，在l/4至支點(diǎn)的部分區(qū)段內(nèi)應(yīng)按計(jì)算要求配置抗剪箍筋，其它區(qū)段可按構(gòu)造要求配置箍筋。為了構(gòu)造方便和便于施工，本設(shè)計(jì)中預(yù)應(yīng)力混凝土空心板不設(shè)彎起鋼筋，計(jì)算剪力全部由混凝土及箍筋承受，則斜面抗剪承載力按下式計(jì)算：0VdVcsVcs=123×0.45×10-3bh0(2+0.6P)fcu,ksvfsv式中，各系數(shù)值按公預(yù)規(guī)5.2.7條規(guī)定取用：1異號(hào)彎矩影響線系數(shù)，簡(jiǎn)支梁

37、1=1.02預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，本設(shè)計(jì)部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，偏安全取2=1.0；3受壓翼緣的影響系數(shù)，取3=1.1；b，h0等效工字形截面的肋寬及有效高度，b=462mm，h0=1010mm；P縱向鋼筋的配筋率，P=100=100××1010=1.72;sv=Asvbsv，箍筋選用雙股帶肋鋼筋，Asv=2××1024=157.08(mm2)，則寫出箍筋間距sv的計(jì)算式為：sv=122232×0.2×10-6(2+0.6P)fcu,kfsvAsvbh02(0Vd)2=1.021.021.12×0.2×10-6(2+0.6&

38、#215;1.72)40×280×157.08×462×10102(1.0×533.37)2 =338.13(mm)fcu,k=40MPa；箍筋選用HRB335，則fsv=280MPa；取箍筋間距sv=150mm，并按公預(yù)規(guī)要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距取100mm。配筋率sv=Asvbsv=157.08462×150=0.0023=0.23%>svmin=0.12%（按公預(yù)規(guī)9.3.13條規(guī)定，HRB335，svmin=0.12%）在組合設(shè)計(jì)剪力值0Vd1.25×0.5×10-32

39、ftdbh0=481.2KN的部分梁段，可只按構(gòu)造要求配置箍筋，設(shè)箍筋仍選用雙肢帶肋鋼筋10，配筋率sv取svmin，則由此求得構(gòu)造配筋的箍筋間距sv'=Asvbsvmin=157.08462×0.0012=283.3mm。取sv'=200mm。經(jīng)比較和綜合考慮，箍筋沿空心板跨長(zhǎng)布置如圖7-2圖7-2空心板箍筋布置圖（尺寸單位：cm）八持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算1持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算按公預(yù)規(guī)第6.4.3條的規(guī)定，最大裂縫寬度按下式計(jì)算：Wfk=C1C2C3ssEs（30+d0.28+10）（mm）式中：C1考慮鋼筋表面形狀的系數(shù)，取C1=1.0;C

40、2考慮荷載作用的系數(shù)，長(zhǎng)期荷載作用時(shí)，C2=1+0.5×NlNs，其中Nl為長(zhǎng)期荷載效應(yīng)組合下的內(nèi)力，Ns為短期效應(yīng)組合計(jì)算的內(nèi)力；C3與構(gòu)件形式有關(guān)的系數(shù)，C3=1.15； d縱向受拉鋼筋A(yù)g的直徑（mm），取d=32mm；縱向受拉鋼筋配筋率，=Asbh0+（bf-b）hf，帶入后得=×1010+(1250-462)×238.5=0.012ss受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力，對(duì)于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，ss=Ms0.87Ash0Es鋼筋彈性模量（MPa）荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為：Ms=MG+0.7Ma+1.0Mp=1286.26+238.81+62.67=158

41、7.74（KN·m）荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為：Ml=MG+0.4Ma+0.4Mp=1286.26+136.46+25.07=1447.79（KN·m）系數(shù)C2=1+0.5×MlMs=1+0.5×1447.74=1.46ss=Ms0.87Ash0=1587.74×1060.87×8042×1010=224.69（MPa）所以，Wfk=C1C2C3ssEs30+d0.28+10=1.0×1.46×1.15×224.692×105×30+320.28+10×0.012

42、=0.290.2（mm）不滿足要求，所以根據(jù)公預(yù)規(guī)第9.3.8條的規(guī)定，在梁高的兩側(cè)設(shè)置直徑為6/8的縱向防裂鋼筋，以防止產(chǎn)生裂縫。若用68，則As=3.018cm2,=A's/（bh）=3.018/（18×130）=0.0013，介乎0.00120.002之間，可行?；蛄芽p注膠封閉以及粘貼碳纖維布和腹板粘鋼。2持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰?yàn)算8.1.1受彎構(gòu)件的剛度計(jì)算公路橋規(guī)規(guī)定，對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度后不應(yīng)超過(guò)以下規(guī)定限值：梁式橋主梁最大撓度處l/600；l為受彎構(gòu)件的計(jì)算跨徑。對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，公路橋規(guī)規(guī)定計(jì)算變形時(shí)的抗彎剛度為：B=B

43、0（McrMs）2+1-（McrMs）2B0Bcr式中：B開(kāi)裂構(gòu)件等效截面抗彎剛度；B0全截面的抗彎剛度，B0=0.95EcI0；Bcr開(kāi)裂截面的抗彎剛度，Bcr=EcIcr;Ec混凝土的彈性模量；I0全截面換算截面慣性矩；Icr開(kāi)裂截面的換算截面慣性矩；Ms按短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；Mcr開(kāi)裂彎矩，Mcr=ftkW0；ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)，=2S0/W0；S0全截面換算重心軸以上（或以下）部分面積對(duì)重心軸的面積矩；W0全截面換算截面抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩。因?yàn)閤hf'，為第一類T型截面。換算截面面積A0=bx+EsAs=462×97.9+6.15×8042=94688.1mm2換算截面對(duì)中性軸的凈距受壓區(qū)S0c=12bx2=12×462×97.92=.71mm2受拉區(qū)S0t=EsAsh0-x=6.15×8042×1010-97.9=.43mm2換算截面慣性矩Icr=13bx3+EsAsh0-x2=13×462×97.93+6.15×