20M简支空心板结构计算汇总Word格式文档下载.docx

1、8.1.2 跨中弯矩计算 558.1.3支点剪力 568.2极限状态承载力计算 578.2.1荷载效应组合计算 578.2.2正截面抗弯承载力 578.2.3斜截面抗剪承载力 578.3抗裂计算 579铰接板的混凝土铰缝剪力验算 58预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术通用图计算（20m简支预应力混凝土空心板）1计算依据与基础资料1.1标准及规范1.1.1标准跨径：桥梁标准跨径 20m ;计算 跨径（正交、简支）19.26m ;预制板长19.96m设计荷载：公路I级栃面宽度：（路基宽23m，高速公路），半幅桥全宽11.25m0.5m（护栏墙）+10.25m（行车道）+ 0.5m（护栏墙）=1

2、1.25m结构重要性系数：1.1环境条件H类，计算收缩徐变时，考虑存梁期为 90天1.1.2规范*公路工程技术标准JTG B01-2003*公路桥梁设计通用规范JTG D60-2004 （简称通规）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004 （简称预规）1.1.3参考资料-公路桥涵设计手册桥梁上册（人民交通出版社 2004.3 ）1.2主要材料 1） 混凝土：预制板及铰缝为 C50、现浇铺装层为C40、护栏为C302） 预应力钢绞线：采用钢绞线 s15.2， fpk =1860MPa，E1.95 105MPa3） 普通钢筋：采用 HRB335， fs335MPa，E2.

3、0 105MPa1.3设计要点1） 本计算按后张法部分预应力混凝土 A类构件设计，偏安全的，桥面板 及铺装层混凝土不参与截面组合作用；2） 预应力张拉控制应力值 =n =075fpk。3） 环境平均相对湿度RH=80 % ;4 ）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为 7d;5）存梁时间为90d。2横断面布置2.1横断面布置图（单位：mm）2.2预制板截面尺寸边、中板毛截面几何特性 表2 - 1板号边板中板抗弯惯性-prxA截面重心面积矩到顶板距几何特性A（m2 ）I（m4）离 yx（m）0.64940.05920.4600.62290.05710.4713汽车荷载横向分布系数、

4、冲击系数的计算3.1汽车荷载横向分布系数计算3.1.1跨中横向分布系数本桥虽有100mm现浇桥面整体化混凝土，但基本结构仍是横向铰接 受力，因此，汽车荷载横向分布系数按截面 13块板铰接计算。由于边中板的抗弯、抗扭刚度稍有差别，为简化计算，参考已有资料, 取中板的几何特性，板宽 b=1.24m,计算跨径丨=19.26m,毛截面的面积 A =0. 6229m2，抗弯惯矩 I =0.0571m4，抗扭惯矩 1丁 = 0.108m4。计算刚度参数 =5.8丄=5.8 00571 -0.0127It U 丿 0.108 （19.26 丿参见“公路桥涵设计手册梁桥上册”人民交通出版社2004.3由附表（

5、二）铰接板（梁）桥荷载横向分布系数影响线表 ，依板块数8,及所计算板号按丫 =0.0127值查取各块板轴线处的影响线坐标影响线坐标表 表3 1影响线坐标7=0.0135n8-10.2090.1790.1450.1200.1020.0890.0800.0768-20.1750.1540.1270.1070.0940.0848-30.1570.1410.1190.1048-40.1490.137求出边板、中板汽车荷载横向分布系数:| %二 n=o. 305（对轮重）在影响线上布置车轮，相应位置处的竖标总和即为荷载分布系数 3.1.2支点横向分布系数按杠杆法布载分别计算边、中板的横向分布系数。支点截

6、面汽车荷载横向分布系数，因一列车辆的轮距为 1.8m， 1号、 2号两块板上只能布一排汽车轮载，所以 2#支点横向分布系数 支=0.5； 1#支点横向分布系数l =0.35。3.1.3车道折减系数三车道车道折减系数为0.78。3.2汽车荷载冲击系数计算3.2.1汽车荷载纵向整体冲击系数简支板结构基频fi 2, EcIc通规条文说明42 I Y meC50 混凝土 Ee =3.45 104Mpa=3.45 1010N/m2板跨中处单位长度质量：me = G，g其中G 跨中延米结构自重（N/m），g 重力加速度g=9.81（m/s2）二 mc26 1 03 0.62299.81= 1.651 10

7、3（NS2 /m2）=4.63 Hz兀 |3.45 汉 1O10 汉 0.05712 19.262 ； 1.651 103按照通规第4.3.2条，冲击系数可按下式计算:当 1.5Hz 纣乞 14Hz 时, 0.17671 n（f）-0.0157 7 =0.17671n（5.11） -0.0157 = 0.2553.2.2汽车荷载的局部加载冲击系数米用=0.3。4作用效应组合4.1作用的标准值4.1.1永久作用标准值 一期恒载q :预制板重力密度取 =26KN/m3边板 q1 = “ A边=26 0. 6 494 1 6. 88 4 K N /m中板 q ;A中- 26 0. 6229 1 6.

8、 1 95 K N/m二期恒载q2 :1）100mm C40混凝土和100mm沥青混凝土铺装重力密度本别取= 25KN /m3与=24KN /m32）铰缝混凝土 0.1073m3/m，重力密度取 =25KN/m33） 护栏（单侧）0.321m3/m，重力密度取 =25KN/m3，近似按横向分布系数分配重量，边板取 0.191，中板取0.163。边板：q2 =（24+25） 0.1 1.25 25 0.1073/2 2 25 0.321 0.191 = 10.53 KN/m中板：q2 = （24+25） 0.1 1.25 25 0.1073 2 25 0.35 0.163 = 11.42 KN/

9、m-端部横隔板及加厚段重量：端部有1.0m的横隔板及加厚段，用于校核的截面受该部分重量增加的影响很小，故仅在支座选型时考虑其压重。单块板一端的压重为6.7kN恒载效应标准值计算 表4-1截面弯矩剪力计算式MgG1k（kN m）G2kVgVG2k跨中1 . 28qL869.22653.33一669.24555.961l43qL232651.92490.004qL90.2667.84501.93416.9769.4957.73支点2qL180.52135.69138.99115.46距支点h（ h为梁咼）162.47122.12162.59122.21125.09103.92125.18104.0

10、04.1.2汽车荷载效应标准值根据通规第4.3条，公路一I级车道荷载均布标准值为qk二10.5KN/m ,集中荷载标准值：当计算跨径小于 5m时，Pk= 270KN ；当计算跨径等于或大于50m , Pk =360KN。本例计算跨径为19.26mPk = 270 9019.26-550-5=298.5KN计算剪力时，Pk =1.2 298.5 = 358.2KN计算跨中、l4截面荷载效应标准值 Sk二1；：丄沪：lqkA - Pky两列车布载控制设计，横向折减系数 =0.78 , A为内力影响线面积, y为内力影响线竖标值。跨中、l4、支点及距支点h截面汽车荷载内力影响线L=19.I6rrVi

11、4.诽3）丽支抽劇A=O.I25L6.371-9L/32.42mr1 3人=5.席/18TB跨中、L4、支点截面公路一I级荷载产生的内力表4-2板号何载横向 分布 系数nM甘%弯矩影响线不计冲击力（Z）=M 0计冲击力=1.274 M 甘剪力影响线不计冲 击力（Z） 叫（kN）=1.274 V甘A（m2）y（m）边0.31546.374.82513.21653.310.560.7477.32中0.305496.91632.5758.8174.8734.783.61384.54489.525.420.7585.12108.36372.33473.9882.41104.91距支点h5.13130.

12、59166.245.41156.38199.070.3893.113.280.48150.4280.950.4630.9-129.66165.06155.36197.770.38350.4810.462178.14226.770.40754.21湖南省交c通规:划勘察设计0.4025院11177.35225.77支点剪力横向分布系数在本端支点处为 0.5，L/4处与跨中横向分布系数一致，支点与L/4之间线性变化，为计算方便，采用与影响线面积相应的 横向分布系数平均值。4.2作用效应组合4.2.1基本组合（用于结构承载能力极限状态设计）广m n 、丫。Sud =丫0 迟 GiSGik + 丫Ql

13、SQik + 哽 jjk 通规4.1.6 - 1 式2 7 丿1） 其中各分项系数的取值如下0结构重要性系数，0 =1.1 ；G 结构自重分项系数， G = 1.2Q1 汽车荷载（含冲击力）的分项系数，取 Q1 = 1.42） 基本组合计算永久作用的设计值与可变作用设计值组合表 表4-3-1 （边板）作 用 分 类组合计算表达式丄L距支点h一期恒载SG1k永二期恒载SG2k久作2为 SGiki=11522.551141.92158.10284.59284.80316.21用2 2为 Qid =12 S3iki土 i-11827.061370.30189.72341.51341.76379.45

14、可SQik （计冲击力）变SQ1d =14SQik914.63108.25685.33151.70232.74278.70317.48使用阶段SukSGik +SQ1k2175.861631.44266.46450.83483.87542.98p 、:匡 SGid+SQid 1 d壬 丿3015.86119.082261.19375.56631.68682.51766.62永久作用的设计值与可变作用设计值组合表 表4-3-2 （中板）用 分 类久 作 用乞 SGikid：1225.20918.90127.22229.01229.18254.452 2 为 Ssid =： 近 Ssik i土 i

15、 11470.241102.68152.66274.81275.02305.34可 变 作 用SQ：k （计冲击力）Eld =14SQik885.60104.82663.57146.87231.08276.88316.08Suk SGik +SQik1857.771392.88232.13394.07426.95480.22讣Ud7 匡足id+SQid 1 d 土 丿2591.42115.301942.88329.48556.48607.09683.564.2.2作用短期效应组合（用于正常使用极限状态设计）永久荷载作用为标准值效应与可变作用频遇值效应组合,其效应组合表达式为m nSsd 八 S

16、Gik HjSjk 通规4.1.7-1 式i =i j=式中1-可变作用效应的频遇值系数：汽车荷载（汽车荷载不计冲击力）1=0.7,温度梯度作用1=0.8。423作用长期效应组合（用于正常使用极限状态设计）永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表 达式为：2 nS d 八 SGik vjjSQjk 通规4.1.7-2 式y j4式中 2 第j个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）2=0.4，温度梯度作用匸2=0.8 ；S,d 作用长期效应组合设计值，结构抗裂验算时，其中可变作用仅考虑汽 车等直接作用于构件的荷载效应。作用短期和长期效应组合计算预应:凝土公路桥梁

17、通用设计图丿成套技术20m简支预应力混凝琵土空心板分类变 作 用So1k （不计冲击力）即 iSQ1k =0.7SQik359.2542.52269.1859.5891.41109.47124.70即 2SQ1k =0.4SQik205.2824.30153.8234.0552.2462.5571.26Qd =送 Qik +0.72你i壬1881.801411.10217.68376.00394.27440.91Sd =送 Qik +4SQlki 1727.831295.74192.15336.83347.35387.47i 二SQlk （不计冲击力）屮 0你=0.73347.8441.172

18、60.6357.6990.76108.75124.15屮 2SQik=0.4SQ198.7623.52148.9332.9651.8662.1470.94湖南省交通规划勘察设计院弘1573.042179.53184.91319.77337.93378.60Sd =Eik + 4S21ki 土1423.961067.83160.18280.87291.32325.394.3截面几何特性计算截面预应力筋设置及编号如图:截面配筋如下表板内截面配筋 表4 5As2 mmApasmmapapsh0apsUIlcU跨12帖622 铲 15.2501451028481318192413305822s15.214397853127823aPhbaps_uh0_u1/4L22忙15.212 16