整体式简支板桥设计计算书.doc

1、整体式 钢筋混凝土空心简支板 设计计算书 2007 年 9 月 一、技术标准 1、 设计荷载： 行车道：城-A 级 人行道：3.0KN/m 2 2、 桥长： 根据实际情况及公路桥涵设计通用规范JTJ D602004 第 3.2.5 条的新 建桥梁跨径的要求，确定为跨径等于 14.5m 的单跨钢筋混凝土空心简支板桥。 桥梁全长 43.5m，跨径组合为三等跨 314.5m。 3、桥面宽度： 桥全宽 20m，中间双向四车道,两侧人行道 桥面横向布置为： 24 +12 =20 m 4m 人行道+12m 机动车道+4m 人行道 4、桥面横坡：双向 1.5% 5、人行道横坡：1.5% 6、设计安全等级：

2、二级 7、结构重要系数： 0.1o 8、主要设计材料： （1）混凝土强度等级：主梁拟用30； MPafck1.2aftk01.2MPafcd3.4 td43Ec. 混凝土容重24kN/m3， 钢筋混凝土容重25kN/ m3。 （2）钢材初步选取：直径大于或等于 12mm 时采用 HRB335 级，指标： MPafyk35MPafy30 Es10.2 直径小于 12mm 时采用 HPB235 级钢筋，指标： Pafyk35Pafy210MEs10.2 9、设计依据： （1） 公路桥涵设计通用规范JTJ D602004 （2） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62 2004 （3

3、） 城市桥梁设计荷载标准CJJ 7798 二、结构简介： 三等跨混凝土简支空心板桥，桥梁全长 314.5m=43.5m，桥面宽度 20m。 施工方式为整体式现浇，在已有桥墩上设置支座。桥面横坡 1.5%，梁高 80cm，顶板厚 10cm，底板厚 10cm，隔板厚度 15cm。隔梁及空心由跨中向支 座对称布置，空心长度 1m，间距 18cm，横隔梁厚度为 15cm，两端设有端横隔 梁， 。 计算跨径: nol05.1mil；计 mo94 ln27 故: mlno 1249505.1i05.1i ；计 三、几何特性计算 截面面积：A=15.8425-250.282744=8.7739m 惯性矩：

4、I=0.8437-250.0063=0.6862 4 四、主梁内力计算 (一)、恒载内力计算 恒载集度 主梁： kN/m 219.34755.08.73g1 横隔板: kN/m 36. 495.12 0)5.08.6.4(2 栏杆: / 75g 人行道: k/ 4248.1 桥面铺装: Nm 361.9505 合计: / 936.g 恒载作用下梁产生的内力计算: =4kMxg60N/m BA kNlgRBA 85.27349.16021)(xlxlMx )2(2xlgxlgQx 恒载内里 计算结果： 内力 截面 剪力 Q (kN) 弯矩 M（kNm）0 2873.85 012375.4l 14

5、36.925 6732.8926 0 8977.189 (二)、活载内力计算 采用直接加载求活载内力，公式为： iiyPmS)1( S所求截面的弯矩或剪力； 汽车荷载冲击系数，据通规基频公式： cmEIlf21 gGc 式中 结构计算跨径(m);l 结构材料的弹性模量（N/）, E 结构跨中截面惯矩（ ） ；cI 4m 结构跨中处的单位长度质量（kg/m） ；m G结构跨中处延米结构重力（ N/m） ； g重力加速度，g=9.81(m/s) HZf5.14.91046.28.910.3.231 据通规4.3.2 条， 38.07.ln760f 多车道桥涵的汽车荷载折减系数;本桥面为双向四车道，

6、但实际上横向仅能布置 三车道，故 =0.78； 沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数，整体式现浇板 =1.0；im im 车辆荷载的轴重或车道荷载；iP 沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。iy 1、跨中截面 AB跨 中 弯 矩 影 响 线12.495/0kNmkNM q 2.48)95.12.4.0(378.1 mkN8936)5129.4(2人 AB跨 中 剪 力 影 响 线 37.5kN/m14029 kNQq 2.415).5.037.140(378.13 kN)925(2人 2、支点截面 mkNMq01.B支 点 截 面 处 剪 力 影 响 线/12.495 kNQq 7.

7、1208)495053714(78.031 kN)9.2.(2人 (三)、内力组合 弯矩 (KN/m) 剪力 (KN)序 号 荷载类别 梁端支座 跨中 梁端支座 跨中 恒载 0 8977.2 2873.9 0 车道荷载 0 4248.2 1208.7 415.2 人群荷载 0 936.8 150.0 37.5 1.2 0 10772.7 3448.7 0 1.4(+) 0 7259.0 1902.2 633.8 + 0 18031.7 5350.9 633.8 五、截面设计及强度复核 （一）正截面设计： 以跨中截面为控制截面, 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范JTJ D622004

8、 第 9.1.1 条, 板底主筋保护层厚度 30m, 由于荷载较大， 拟配双层筋，则取: 800-55=745mm5mas 1、判断截面类型: mKN hbffofcd7.18039)210.745.(10.2.4)(3 故属第一类受弯截面 2、求受压区高度 X 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 公式 5.2.21： )2(0 xhbfMcd 即： )2745.0(103.47.18. x 整理： 655.2 解得： m093741. )(21大 于 梁 高 ， 不 满 足 要 求 3、求钢筋面积 SA 28.9033057412.92.14mfxbAycds

9、选用 451 根直径 16mm 的 HRB335 级钢筋（分两层，底层 285 根，二 层 166 根） ，其面积为 =90696.1S2m %215.04.158.745068.74219ytsv f 结论：满足最小配筋率的要求。 .023.1%5. b 结论：满足适用条件要求。 （二） 斜截面设计 1、截面尺寸复核： 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 第 5.2.9 条： kNVd 9.530.0.1kAfcu7.218 )287451.742(3, 其中： 验算截面处由作用（或荷载）产生的剪力组合设计值dV （kN） ； 结论：截面尺寸符合设计要求。 2、

10、检查是否需要根据计算配置箍筋： 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 第 5.2.10 条： kNVd 9.530.0.1KNAfotd5.170 )287451.742(432 其中： 预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件为 1.0；2 混凝土抗拉强度设计值；tdf 1.25板式受弯构件提高系数； 结论：可不进行斜截面抗剪承载力的验算。 六、板梁的正常使用极限状态验算： （一） 、板梁的施工阶段应力复核： 由于采取整体现浇法施工，无需吊装，不用进行施工阶段应力复核。 （二） 、板梁的最大裂缝宽度验算: 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62200

11、4 第 6.4.3 条，最大裂缝宽度计算公式: )1028.3(321 dECWsfk 钢筋表面形状系数，带肋钢筋，取 1.0；1C 作用（或荷载）长期效应影响系数，2 4385.192065.15.0slN 其中：短期效应组合： mKNs .38.1472.89 长期效应组合:Nl 3.1058.96.0.20. 与构件受力有关的系数，钢筋混凝土板式受弯构件取 1.15；3C 钢筋应力,按桥规JTJ D622004 第 6.4.4 条计算;s2876.05)93.540(1.9.6osshAM 钢筋换算直径;d 596.23)5(10422idni 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

12、JTJ D622004 第 6.4.2 条，钢筋混凝土构件容许最大裂缝宽度：=0.20mm )0158.28.(10.276.4385.105fkW =0.197mm mW 结论：板梁的最大裂缝宽度满足规范要求。 （三） 、板梁的变形验算: 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 第 6.5 条: 板梁挠度验算公式为： BlMSfo2 其中： 挠度系数， 5/48；S 计算跨径，12.495m;ol B刚度。 croscrscroBM221 其中: 受压区高度: m6.9367.10.245csEn 全截面换算截面惯性矩: 223 )()()(12xhAnxhbI o

13、sso 46 224108.395mD 全截面抗弯刚度: 210 64465.8021028.39.NIEBoco 开裂截面换算截面的惯性矩: 2 3)(hAnxbIscr 23 )6.931745(.9067.6.9204615.m 开裂截面抗弯刚度: 21064753.86105.63mNIEBcrcr 构件受拉区混凝土塑性影响系数： 654.3 16025680228.9)7.(9.2 36oWS 开裂弯矩： mNfMotkcr 781026 16025680201.54.3 3 代入公式求得： 210 21022 10546097. 753.864099.6828645.mN mNKKB mlBlMSfoo81.72495160 752.6105697.240. 62 结论：挠度满足规范要求，无需设置预拱度。