1、预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 1目 录1 计算依据与基础资料 .11.1 标准及规范 .11.1.1 标准 .11.1.2 规范 .11.1.3 参考资料 .11.2 主要材料 .11.3 设计要点 .22 横断面布置 .22.1 横断面布置图 .22.2 跨中计算截面尺寸 .33 汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算 .33.1 汽车荷载横向分布系数计算 .33.1.1 刚性横梁法 .33.1.2 刚接梁法 .63.1.3 铰接梁法 .103.1.4 比拟正交异性板法（G-M 法） .133.1.5 荷载横向分布系数汇总 .163.2
2、 剪力横向分布系数 .163.3 汽车荷载冲击系数 值计算 .173.3.1 汽车荷载纵向整体冲击系数 .173.3.2 汽车荷载的局部加载的冲击系数 .174 主梁纵桥向结构计算 .174.1 箱 梁 施 工 流 程 .174.2 有 关 计 算 参 数 的 选 取 .184.3 计 算 程 序 .194.4 持 久 状 况 承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 .194.4.1 正截面抗弯承载能力计算 .194.4.2 斜截面抗剪承载能力计算 .194.5 持 久 状 况 正 常 使 用 极 限 状 态 计算 .204.5.1 抗裂验算 .204.5.2 挠度验算 .22预应力混凝土公路
3、桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 24.6 持 久 状 况 和 短 暂 状 况 构 件 应 力 计算 .234.6.1 使用阶段正截面法向应力计算 .234.6.2 使用阶段混凝土主压应力、主拉 应力计算 .244.6.3 施工阶段应力验算 .254.7 中 支 点 下 缘 配 筋 计 算 .264.8 支 点 反 力 计 算 .274.9 其 他 .275 桥面板配筋计算 .285.1 荷载标准值计算（弯矩） .285.1.1 预制箱内桥面板弯矩计算 .285.1.2 现浇段桥面板弯矩计算 .305.1.3 悬臂段桥面板弯矩计算 .325.2 荷载标准
4、值计算（支点剪力） .345.2.1 预制箱内桥面板支点剪力计算 .345.2.2 现浇段桥面板支点剪力计算 .345.3 持 久 状 况 承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 .355.3.1 预制箱内桥面板承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 .355.3.2 现浇段桥面板承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 .375.3.3 悬臂段桥面板承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 .385.4 持 久 状 况 抗裂计 算 .415.4.1 预制箱内桥面板抗裂计 算 .415.4.2 现浇段桥面板抗裂计 算 .425.4.3 悬臂段桥面板抗裂计 算 .446 横梁计算 .466.1 跨中
5、横隔板计 算 .466.2 端横梁、中横梁计 算 .507 附图 .51预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 1预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术通用图计算书（30m 装配式预应力混凝土连续箱梁）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 30m；跨径组合 530m(正交)；设计荷 载：公路级；桥面宽 度：（路基宽 28m，高速公路），半幅桥全宽 13.5m，0.5m(护栏墙)+12.0m( 行车道)+ 1.0m 波型护栏)13.5m；桥梁安全等 级为一级，环境条件类。1.1.2 规范公路工程技 术标准J
6、TG 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：预制梁及现浇湿接缝、横梁为 C50、现浇调平层为 C40；2）预应力钢绞线：采用钢绞线 ， ，15.2s860pkfMPa51.90pEMpa3）普通钢筋：采用 HRB335， ，3skf 52.S预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 21.3 设计要点1）本计算示例按后张法部分预
7、应力混凝土 A 类构件设计， 桥面铺装层80mmC40 混凝土不参与截面组合作用；2）根 据 组 合 箱 梁 横 断 面 ，采 用 荷 载 横 向 分 布 系 数 的 方 法 将 组 合 箱 梁 简化 为 单 片 梁 进 行 计 算 ，荷 载 横 向 分 配 系 数 采 用 刚 性 横 梁 法 、刚 （铰 ）接梁 法 和 比 拟 正 交 异 性 板 法 （G-M 法 ）计 算 ，取 其 中 大 值 进 行 控 制 设 计 。3）预应力张拉控制应力值 ，混凝土强度达到 90时才允许张0.75conpkf拉预应力钢束;4）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时张拉锚固龄期为 7d;5）环境平均相对
8、湿度 RH=80;6）存梁时间为 60d。2 横断面布置2.1 横断面布置图单位：m2.2 跨中计算截面尺寸单位：mm预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 3边、中梁毛截面几何特性 表 2梁号 边梁 中梁面积2mA抗弯弹性 模量 4I截面重心到顶板距离 myx面积 2A抗弯弹性 模量4mI截面重心到顶板距离 yx几何特性1.2853 0.3946 0.550 1.2729 0.394 0.5533 汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算3.1 汽车荷载横向分布系数计算3.1.1 刚性横梁法1） 抗扭惯矩计算宽跨比 B/L13.5/300.450.
9、5,可以采用刚性横梁法。荷载横向分布系数计算时考虑主梁抗扭刚度的影响，抗扭刚度采用公式 计算，计算采用以下 简化截面（单位 mm）：2n3iT14dstIcbtA预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 4计算得边梁抗扭惯矩 ，中梁抗扭惯矩4TI0.396+.0.m边 ，计算结果表明：悬臂对主梁抗扭惯矩贡献很小，4TI0.396+.0.39m中 为简化计算，可以忽略悬臂影响；同时边、中梁截面几何特性相差不到1，按主梁截面均相同计算对结果影响不大，以下计算按主梁截面均相同考虑。抗扭系数 。210.37TiGlIEa2） 荷载横向分布影响线计算影响线
10、坐标按公式 计算，计算结果见表 3-1。211kkinniiIeIa影响线坐标表 表 31影响线坐标梁位k1 k2 k3 k41 号梁 0.388 0.296 0.204 0.1122 号梁 0.296 0.265 0.235 0.2043） 汽车荷载横向分布系数计算在影响线上布置车轮,相应位置处的竖标总和即为荷载横向分布系预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 5数，荷载分布系数以单列车为基数。二列车 三列车1.358/20.679cqqm10.7815/20.78692cqqm二列车 三列车21.9/20.56cqqm210.7859/20
11、.786cqqm计算表明，1 号梁（边梁）和 2 号梁（中梁）均在布三列车时汽车分布系数最大， =0.696 ， =0.622 。1cqcq4） 采用桥梁结构计算程序桥梁博士v3.0 计算输入原始数据见下图：预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 6计算结果如下表：影响线坐标表 表 32影响线坐标梁位k1 k2 k3 k41 号梁 0.388 0.296 0.204 0.1122 号梁 0.296 0.265 0.235 0.204汽车荷载横向分布系数表 表 331 号梁 2 号梁项目二列车 三列车 二列车 三列车横向分布系数 0.678 0.
12、695 0.559 0.6223.1.2 刚接梁法1） 荷载横向分布影响线计算计算刚度参数 ,22TIb0.394.5.80.735l预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 73 31440.96.8901IdlhA 021参见“公路桥 涵设计手册 梁桥上册” 人民交通出版社 1996.3,查表2-2-2 计算如下：1 号梁影响线坐标计算表 表 340.01 0.031 2 3 4 1 2 3 40.06 0.376 0.280 0.199 0.146 0.400 0.279 0.185 0.1350.08 0.400 0.286 0.190
13、0.124 0.424 0.284 0.175 0.117一次内插 0.0735 0.392 0.284 0.193 0.131 0.416 0.282 0.178 0.1230.021二次内插1 2 3 40.0735 0.405 0.283 0.185 0.1272 号梁影响线坐标计算表 表 350.01 0.031 2 3 4 1 2 3 40.06 0.280 0.280 0.241 0.199 0.279 0.298 0.238 0.1850.08 0.286 0.284 0.240 0.190 0.284 0.304 0.237 0.175一次内插 0.0735 0.284 0.2
14、83 0.240 0.193 0.282 0.302 0.237 0.1780.021二次内插1 2 3 40.0735 0.283 0.293 0.238 0.185预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m 组合箱梁计算书中交第一公路勘察设计研究院 82） 汽车荷载横向分布系数计算在影响线上布置车轮,相应位置处的竖标总和即为荷载横向分布系数，荷载分布系数以单列车为基数。二列车 三列车1.368/20.4cqqm10.78165/20.782cqqm二列车 三列车21.36/20.58cqqm210.78623/0.7863cqqm计算表明，1 号梁和 2 号梁均在布三列车时汽车分布系数最大，=0.688 ， =0.633 。cq2cq3） 采用桥梁结构计算程序桥梁博士v3.0 计算输入原始数据见下图：
