15m（寬7m）現(xiàn)澆空心板梁結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)

1、15m （寬7m）現(xiàn)澆空心板梁結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)1計(jì)算依據(jù)與基礎(chǔ)資料標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)跨 徑：橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑15m；設(shè)計(jì)荷載：公路-11級(jí)；橋面寬度：7m單幅：0. 5m （防撞墻）+6m （機(jī)動(dòng)車(chē)道）+0. 5m （防撞墻）=7. 0m；橋梁平安等級(jí)：二級(jí)；區(qū)域內(nèi)地震動(dòng)參數(shù)：橋位區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0. 1g抗震設(shè)防：7度。環(huán)境條件：（1）上部結(jié)構(gòu)：I類(lèi)（2）下部結(jié)構(gòu)：IV類(lèi)。規(guī)范公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2015 （簡(jiǎn)稱(chēng)通規(guī)）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JTG3362-2018（簡(jiǎn)稱(chēng)預(yù)規(guī)）城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GJJ 37-2012）城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ 11-2011）1. 1

2、.3參考資料公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)橋梁上冊(cè)（人民交通出版社2004. 3）主要材料1）混凝土：現(xiàn)澆空心板、現(xiàn)澆調(diào)平層為C40；2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn):采用鋼絞線(xiàn)武15.2, fpk=lS60MPa9 Ep=1.95xlO5Mpa;3）普通鋼筋：設(shè)計(jì)采用了 HPB300及HRB400兩種鋼筋，其中HPB300鋼筋應(yīng)符 合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（GB1499. 1-2017）. HRB400應(yīng)符合鋼筋混凝土 用熱軋帶肋鋼筋（GB1499. 2-2018）標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)規(guī)定。表1-1材料名稱(chēng)及強(qiáng)度取值表材料項(xiàng) 目參數(shù)C40 混凝土抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)ck26. 8MPa抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度32. 4MPa抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)ed1

3、8.4MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)td1. 65MPa抗壓彈性模量Ec32500MPa計(jì)算材料容重P26kN/m3線(xiàn)膨脹系數(shù)a0. 000016sl5.2 低松弛 鋼較線(xiàn)抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度L1860MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)pH1260MPa抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn) Pd390MPa彈性模量Ep1.95X 105MPa管道摩擦系數(shù)U0.25管道偏差系數(shù)k0. 0015張拉控制應(yīng)力。con0. 75fpk鋼絲松弛系數(shù)0.3單端錨具回縮值A(chǔ)L12mm普通鋼筋 HRB400抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)sk400MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)sd330MPa抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度卻，330MPa普通鋼筋 HPB300抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度卻300MPa抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)sd25

4、0MPa抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)sd，250MPa設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）本計(jì)算書(shū)按后張法A類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，橋面鋪裝層100mmC40混凝 士不參與截面組合作用；2）根據(jù)橫斷面，車(chē)道數(shù)為2,偏載系數(shù)1.3,因此橫向分布系數(shù)為2.63）預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值=0.75力4，混凝土強(qiáng)度到達(dá)90%時(shí)才允許張拉預(yù)應(yīng)力鋼束；4）預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時(shí)刻的混凝土齡期：7d；5）環(huán)境平均相對(duì)濕度RH=80%；2橫斷面布置2. 1橫斷面布置圖50車(chē)禍I橋軸儲(chǔ) 道悔700600經(jīng)邂邈土橋面鋪裝C4躺空心板39 東犯39I 盟 息392 11就3930180A!圖2-1標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置圖（單位：mm）跨中計(jì)算截面尺寸表2T梁毛截面幾

5、何特性梁號(hào)梁幾何特性面積人用抗彎慣矩l（n?）4. 530. 317預(yù)應(yīng)力束布置情況空心板均擬配2 X 4+2 X 4股15.2鋼束，鋼束為兩端張拉。張拉控制應(yīng)力均為/=0.75力=1395出 ,3.汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)值計(jì)算汽車(chē)荷載縱向整體沖擊系數(shù)m按照通規(guī)第4. 3. 2條，簡(jiǎn)支橋梁的自振頻率可采用以下公式估算： - 2同彈性模量 = 3.25xlOi&計(jì)算跨徑L=14.3m按照通規(guī)第4. 3. 2條，沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算：0.05 if/1.5 = o.l7671n(/) 0.0157 if 1.5/14u=0.3143. 3.2汽車(chē)荷載的局部加載的沖擊系數(shù)采用 11=0. 3144計(jì)算參數(shù)

6、及計(jì)算模式有關(guān)計(jì)算參數(shù)的選取 一期恒載?。嚎招陌逯亓γ芏热 = 26KN/m3二期恒載%:2)平均lOOmm C40混凝土，重力密度取y = 26KN/n?4)防撞墻荷載10KN/m汽車(chē)活載：公路-H級(jí)；相對(duì)濕度：80%；整體升降溫：25。梯度溫度：豎向日照正溫差的溫度基數(shù)按100mm鋼筋混凝土鋪裝層，考慮 100/2mm混凝土調(diào)平層折減后采用；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。. 2計(jì)算程序及計(jì)算模式主梁計(jì)算采用平面桿系有限元程序橋梁博士，計(jì)算共分3個(gè)階段，即2個(gè)施工 階段和1個(gè)使用階段，各階段情況見(jiàn)表4。表4-1施工順序表,計(jì)算結(jié)果及結(jié)果分析階段號(hào)工作內(nèi)容1空心板現(xiàn)澆2澆注橋面鋪裝和防

7、撞墻3使用階段計(jì)算書(shū)中采用橋博進(jìn)行分析計(jì)算，并以公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2015)和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 3362-2018) 為標(biāo)準(zhǔn)，按A類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。主梁施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算在頻遇狀況(施工階段)，各施工階段主梁各單元應(yīng)力極值見(jiàn)以下圖。施工中最大壓應(yīng)力為8.11 0.7 X 0.9 Xfck= 16.8MPa；未出現(xiàn)拉應(yīng)力。第1施工階段第2施工階段第2施工階段第3施工階段5. 2主梁使用階段正截面抗裂驗(yàn)算對(duì)于局部預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件，在作用（荷載）頻遇效應(yīng)組合下，應(yīng)符合以下條件:ost一opc0. 7ftk=0. 7X2. 4=1. 68

8、 MPa但在荷載準(zhǔn)永久效應(yīng)組合下：alt-opc0各個(gè)單元的下緣在頻遇作用下應(yīng)力值見(jiàn)以下圖：沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力各個(gè)單元下緣在準(zhǔn)永久作用下應(yīng)力值見(jiàn)以下圖：沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力5. 3主梁使用階段斜截面抗裂驗(yàn)算主梁各截面在頻遇荷載效應(yīng)組合作用下，otpSO. 7ftk = 0. 5x2. 4 = 1.2MPao頻遇 組合下主拉應(yīng)力最大值0.59MPa,。主梁各個(gè)截面的斜截面主拉應(yīng)力詳見(jiàn)以下圖：5. 4主梁使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土正截面混凝土的壓應(yīng)力應(yīng)符合受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力要求， 對(duì)于未開(kāi)裂構(gòu)件有okc+opt0. 5fck = 0. 5x26. 8 = 13. 4MPao標(biāo)準(zhǔn)組合下，壓應(yīng)力

9、最大值為7.5MPa。持久狀況下，主梁各單元最大壓應(yīng)力如以下圖:5. 5主梁使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算持久荷載作用下，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足 acp0. 6fck = 0. 6x26. 8 = 16. 08MPao標(biāo)準(zhǔn)組合下，主梁主壓應(yīng)力最大值為7. 5MPa。 主梁各截面的主壓應(yīng)力詳見(jiàn)以下圖：5. 6主梁使用階段正截面抗彎驗(yàn)算主梁各單元抗彎承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算如以下圖，未考慮普通鋼筋。最大抗力對(duì)應(yīng)的內(nèi)力：5.7主梁使用階段斜截面抗剪驗(yàn)算主梁各單元抗剪承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算如下表所示。抗等計(jì)算匯總結(jié)果X館起VESEtt/抗力設(shè)計(jì)電力VR/Vd尺寸0.0最大里力0.00.

10、00.00.00.00是是0.0最小等力-9415.50.00.0-9415.5-1355.36.947是是0.5最大更力4239.70.01779.96019.52837.32.122是是0.5最小等力4423.80.01779.96203.6935.16.634是是1.5最大電力3640.60.0895.54536.12206.92.055是是1.5最小奧力3640.00.0895.54535.5554.48.181是是2.5最大里力3788.70.0558.14346.91874.52.319是是2.5最小電力3788.70.0558.14346.9284.315,287是S3.5最大更

11、力3794.10.0183.13977.21562.32.546是是3.5最小等力3794.10.0183.13977.225.1158.642是是4.5最大更力3794.10.00.03794.11256.53.020是是4.5最小鷗力-3794.10.00.0-3794.1-235.616.101SB5.5最大著力3794.10.00.03794.1954.53.975是S5.5最小翦力3794.10.00.03794.1125.130.339是是6.5最大等力3794.10.00.03794.1666.25.696是是6.5最小羽力-3794.10.00.0-3794.1-134.628

12、,185是是7.5最大翦力3794.10.00.03794.1396.29.577S7.5最小羽力-3794.10.00.0-3794.1-397.09.557是是8.5最大等力3794.10.00.03794.1133.828.356是是8.5最小雞力-3794.10.00.0-3794.1-665.95.698是是9.5最大翦力-3794.10.00.0-3794.1-125.830.149是B9.5最小電力-3794.10.00.0-3794.1-953.03.981是是10.5最大里力3794.10.00.03794.1234.816.158是是10.5最小雪力-3794.10.00.

13、0-3794.1-1257.33.018是是11.5最大里力-3794.10.00.0-3794.1-25.9146.685是S11.5最小雞力-3794.10.00.0-3794.1-1575.82.408是是12.5最大電力-3794.10.0-559.1-4353.2-283.915.336是是12.5最小電力-3794.10.0-559.1-4353.2-1916.62.271是是13.5最大里力-3643.70.0-1243.6-4887.3-553.48.832BB13.5最小翦力-3644.20.0-1243.6-4887.9-2250.92.171是是14.5最大等力-3601

14、.80.0-1776.0-5377.8-935.35.750是是14.5最小更力-3461.10.0-1776.0-5237.2-2873.31.823是是15.0最大電力4051.80.00.04051.81375.12.947S15.0最小更力4051.80.00.04051.816.5245.564是是5. 8使用階段受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力驗(yàn)算對(duì)鋼絞線(xiàn)未開(kāi)裂構(gòu)件 apeap0. 65fpk=0. 65 X 1860=1209MPa表1-10受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果(MPa)5. 9正常使用極限狀態(tài)撓度驗(yàn)算鋼束束最人應(yīng)力允許值是否滿(mǎn)足1-1054-1208是2-1075-1208是按照新公橋規(guī)第條規(guī)定，受彎構(gòu)件在使用階段的撓度應(yīng)考慮荷載準(zhǔn) 永久效應(yīng)的影響。本橋采用C40混凝土，其撓度準(zhǔn)永久增長(zhǎng)系數(shù)n 0 =1.425,消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的準(zhǔn)永久撓度后，主梁的最大撓度不應(yīng)超過(guò)計(jì)算跨徑的l/600o以下圖 為活載產(chǎn)生的豎向位移。表極限狀態(tài)族度蛉算表(mm)-M-Jt