15m（寬7m）現(xiàn)澆空心板梁結(jié)構(gòu)計算書

第頁15m（寬7m）現(xiàn)澆空心板梁結(jié)構(gòu)計算書1計算依據(jù)與基礎(chǔ)資料1.1標準及規(guī)范1.1.1標準跨徑：橋梁標準跨徑15m；設(shè)計荷載：公路-Ⅱ級；橋面寬度：7m單幅：0.5m（防撞墻）+6m（機動車道）+0.5m（防撞墻）＝7.0m；橋梁安全等級：二級；區(qū)域內(nèi)地震動參數(shù)：橋位區(qū)地震動峰值加速度0.1g抗震設(shè)防：7度。環(huán)境條件：(1)上部結(jié)構(gòu)：Ⅰ類(2)下部結(jié)構(gòu)：Ⅳ類。1.1.2規(guī)范《公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60-2015（簡稱《通規(guī)》）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTG3362-2018（簡稱《預(yù)規(guī)》）《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》（GJJ37-2012）《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11-2011）1.1.3參考資料《公路橋涵設(shè)計手冊》橋梁上冊（人民交通出版社2004.3）1.2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：采用鋼絞線，，；3）普通鋼筋：設(shè)計采用了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）標準中的各項規(guī)定。表1-1材料名稱及強度取值表材料項目參數(shù)C40混凝土抗壓標準強度fck26.8MPa抗拉標準強度ftk2.4MPa抗壓設(shè)計強度fcd18.4MPa抗拉設(shè)計強度ftd1.65MPa抗壓彈性模量Ec32500MPa計算材料容重ρ26kN/m3線膨脹系數(shù)α0.00001φs15.2低松弛鋼鉸線抗拉標準強度fpk1860MPa抗拉設(shè)計強度fpd1260MPa抗壓設(shè)計強度f’pd390MPa彈性模量Ep1.95×105MPa管道摩擦系數(shù)μ0.25管道偏差系數(shù)k0.0015張拉控制應(yīng)力σcon0.75fpk鋼絲松弛系數(shù)0.3單端錨具回縮值ΔL12mm普通鋼筋HRB400抗拉標準強度fsk400MPa抗拉設(shè)計強度fsd330MPa抗壓設(shè)計強度fsd’330MPa普通鋼筋HPB300抗拉標準強度fsk300MPa抗拉設(shè)計強度fsd250MPa抗壓設(shè)計強度fsd’250MPa1.3設(shè)計要點1）本計算書按后張法A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，橋面鋪裝層100mmC40混凝土不參與截面組合作用；2）根據(jù)橫斷面，車道數(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，混凝土強度達到90％時才允許張拉預(yù)應(yīng)力鋼束；4）預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固時刻的混凝土齡期：7d；5）環(huán)境平均相對濕度RH=80％；2橫斷面布置2.1橫斷面布置圖圖2-1標準橫斷面布置圖（單位：mm）2.2跨中計算截面尺寸表2-1梁毛截面幾何特性梁號梁幾何特性面積抗彎慣矩4.530.3172.3預(yù)應(yīng)力束布置情況空心板均擬配2×4+2×4股鋼束，鋼束為兩端張拉。張拉控制應(yīng)力均為，3.汽車荷載沖擊系數(shù)值計算3.1汽車荷載縱向整體沖擊系數(shù)按照《通規(guī)》第4.3.2條，簡支橋梁的自振頻率可采用下列公式估算：彈性模量計算跨徑L=14.3m=6.46按照《通規(guī)》第4.3.2條，沖擊系數(shù)可按下式計算：∴μ=0.3143.3.2汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù)采用μ=0.3144計算參數(shù)及計算模式4.1有關(guān)計算參數(shù)的選取一期恒載：空心板重力密度取二期恒載：2）平均100mmC40混凝土，重力密度取4)防撞墻荷載10KN/m汽車活載：公路-Ⅱ級；相對濕度：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。4.2計算程序及計算模式主梁計算采用平面桿系有限元程序橋梁博士，計算共分3個階段，即2個施工階段和1個使用階段，各階段情況見表4。表4-1施工順序表階段號工作內(nèi)容1空心板現(xiàn)澆2澆注橋面鋪裝和防撞墻3使用階段5.計算結(jié)果及結(jié)果分析計算書中采用橋博進行分析計算，并以《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）為標準，按A類預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進行驗算。5.1主梁施工階段法向壓應(yīng)力驗算在頻遇狀況（施工階段），各施工階段主梁各單元應(yīng)力極值見下圖。施工中最大壓應(yīng)力為8.11<0.7×0.9×fck=16.8MPa；未出現(xiàn)拉應(yīng)力。第1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算對于部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，在作用（荷載）頻遇效應(yīng)組合下，應(yīng)符合下列條件：σst—σpc≤0.7ftk=0.7×2.4=1.68MPa但在荷載準永久效應(yīng)組合下：σlt—σpc≤0各個單元的下緣在頻遇作用下應(yīng)力值見下圖：沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力各個單元下緣在準永久作用下應(yīng)力值見下圖：沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力5.3主梁使用階段斜截面抗裂驗算主梁各截面在頻遇荷載效應(yīng)組合作用下，σtp≤0.7ftk＝0.5×2.4＝1.2MPa。頻遇組合下主拉應(yīng)力最大值0.59MPa，。主梁各個截面的斜截面主拉應(yīng)力詳見下圖：5.4主梁使用階段正截面壓應(yīng)力驗算預(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，對于未開裂構(gòu)件有σkc+σpt≤0.5fck＝0.5×26.8＝13.4MPa。標準組合下，壓應(yīng)力最大值為7.5MPa。持久狀況下，主梁各單元最大壓應(yīng)力如下圖：5.5主梁使用階段斜截面主壓應(yīng)力驗算持久荷載作用下，對于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)滿足σcp≤0.6fck＝0.6×26.8＝16.08MPa。標準組合下，主梁主壓應(yīng)力最大值為7.5MPa。主梁各截面的主壓應(yīng)力詳見下圖：5.6主梁使用階段正截面抗彎驗算主梁各單元抗彎承載能力極限狀態(tài)驗算如下圖，未考慮普通鋼筋。最大抗力對應(yīng)的內(nèi)力：5.7主梁使用階段斜截面抗剪驗算主梁各單元抗剪承載能力極限狀態(tài)驗算如下表所示。5.8使用階段受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力驗算對鋼絞線未開裂構(gòu)件σpe—σp≤0.65fpk=0.65×1860=1209MPa表1-10受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力驗算結(jié)果(MPa)5.9正常使用極限狀態(tài)撓度驗算按照新《公橋規(guī)》第6.5.3條規(guī)定，受彎構(gòu)件在使用階段的撓度應(yīng)考慮荷載準永久效應(yīng)的影響。本橋