20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板（正邊板）結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算書

20m 預(yù)應(yīng)力混凝土 空心板（正 邊 板） -結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算書 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：公橋規(guī) JTG D60-2004 公橋規(guī) JTG D62-2004 計(jì) 算： 復(fù) 核： 審 核： 2007 年 10 月 8 日 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 1 目 錄 1. 概 述 2. 計(jì)算依據(jù) 及參考 3.計(jì)算過程 4.持久狀況下正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 5.持久狀況下預(yù)應(yīng)力構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合應(yīng)力驗(yàn)算 6.承載能力極限狀態(tài)基本組合截面強(qiáng)度驗(yàn)算 7、鋼束信息輸出 8、成橋結(jié)構(gòu)位移 9、荷載短期效應(yīng)組合長期撓度與預(yù)拱度設(shè)置 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 2 20 米空心板驗(yàn)算 1 概述 采用 上海同豪土木 公司 所開發(fā)的橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件（橋梁博士）計(jì)算分析。以新規(guī)范 JTG D60-2004和 JTG D62-2004為標(biāo)準(zhǔn) 并參考大量 同類計(jì)算資料加以分析，綜合考慮以確定各參數(shù)的輸入 。 2 計(jì)算依據(jù)及參考 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī) 范 JTG D60-2004 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 D60-2004 公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ023-85 3 計(jì)算過程 3.1 基本數(shù)據(jù) 跨徑： 20m，計(jì)算跨徑： 19.2m； 設(shè)計(jì)荷載：公路 I 級； 橋面布置 ： 0.5m（防撞護(hù)欄） +1.25m（人行道） +8.5m（ 行車道） +1.0m（中間帶） +8.5m（行車道） +1.25m（人行道） +0.5m（防撞護(hù)欄） 材料： 預(yù)應(yīng)力鋼筋： 1 x 7 鋼絞線，直徑 15.2mm，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 1860MPa，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 1260MPa，控制張拉應(yīng)力 0 . 7 5 1 8 6 0 1 3 9 5c o n MPa。彈性模量 51.95 10 MPa。 普通鋼筋 HRB335：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 335MPa，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 280MPa，彈性模量52 10 MPa。 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 3 混凝土 C50：抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 32.4MPa，設(shè)計(jì)值 22.4MPa，彈性模量 43.25 10 MPa，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 2.65MPa，設(shè)計(jì)值 1.83MPa。 3.2 結(jié)構(gòu)單元的劃分及模型的建立結(jié)構(gòu) 為了保證結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性及分析的方便， 本結(jié)構(gòu)單元劃分長度為 5.8cm-70cm不等，整個(gè)結(jié)構(gòu)共分 50 個(gè)單元， 坐標(biāo)原點(diǎn)建在 結(jié)構(gòu) 跨中 的頂 面上 ，沿跨徑方向?yàn)?x 軸方向（向右為正），垂直于板頂面方向?yàn)?y 軸方向（向上為正）。以下為結(jié)構(gòu) 計(jì)算單元劃分示意圖： 支點(diǎn)附近空心板截面 （ 1#截面） ： 跨中附近空心板截面 （ 2#截面） ： 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 4 本驗(yàn)算書以支點(diǎn)截面、 1/8 截面、 1/4 截面、跨中截面為全橋驗(yàn)算截面，分別對應(yīng) 4#， 10#， 16#， 26#截面 4 第一施工階段 4.1 控制 截面幾何特征信息 單元號 節(jié)點(diǎn)號 截面抗彎 截面面積 截面高度 中性軸高 慣矩（ m4) （ m2） （ m） （ m） 4 4 7.75833E-02 0.79212 0.9 0.460 10 10 6.94675E-02 0.61482 0.9 0.477 16 16 6.89893E-02 0.61482 0.9 0.479 26 26 6.89893E-02 0.61482 0.9 0.479 4.2 橋梁博士計(jì)算時(shí)，主要的控制參數(shù)： 4.4.1 項(xiàng)目總體信息的輸入 計(jì)算類別：全橋結(jié)構(gòu)安全演算 相對濕度： 0.8 計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算預(yù)應(yīng)力 、 計(jì)算收縮 、 計(jì)算徐變 、 計(jì)算活載 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.1 規(guī)范：中交 04 規(guī)范 4.4.2 單元特征信息的輸入 15 與 4650 單元用 1#截面， 744 單元使用 2#截面， 6 與 45 單元為過度單元 。 1 與 50 單元為鋼筋混凝土單元， 249 單元為預(yù)應(yīng)力混凝土單元。 所有單元都為橋面單元。 自重系數(shù)： 1.05 混凝土： C50 中交新混凝土 4.4.3 預(yù)應(yīng)力束信息輸入 每塊 板有 4 束預(yù)應(yīng)力鋼束，為 2N1 與 2N2 鋼束鋼質(zhì)：中交新預(yù)應(yīng)力筋 -270K 級鋼絞線（ 15.24） 鋼束編束根數(shù)： 5 根 彈性回縮合計(jì)總變形（ mm）： 12 張拉控制應(yīng)力（ MPa）： 1395 N1 成孔面積（ mm2）： 3849 N2 成孔面積（ mm2）： 3849 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 5 成孔方式：預(yù)埋波紋管 張拉方式：兩端張拉 4.4.4 施工階段信息輸入 第一階段：安裝單元（桿件） 1#50#，并張拉預(yù)應(yīng)力鋼束 第二階段：施加二期恒載及施工臨時(shí)荷載 第三階段：十年收縮徐變 4.4.5 使用階段信息輸入 非線性 溫度 1 與非線系溫度 2 的輸入根據(jù)規(guī)范輸入 活載：公路級，車道荷載，不計(jì)掛車荷載，人群集度： 3.0KN / m2 橫向分布調(diào)整系數(shù)的確定： 經(jīng)計(jì)算比較，杠桿法所計(jì)算出的數(shù)據(jù)比較偏于安全。 人行道 分隔帶 車行道 中央分隔帶 車行道 分隔帶 人行道 1.750 1.000 7.500 0.500 0.500 7.500 1.000 1.750 左車道數(shù) = 2, 右車道數(shù) = 2, 不計(jì)車道折減 汽車等級 : 汽車超 -20 級 掛車等級 : 無掛車荷載 人群集度 : 3.000 KPa 影響線數(shù)值 : 坐標(biāo) X 1#梁 2#梁 3#梁 4#梁 5#梁 6#梁 7#梁 8#梁 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.490 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 2.980 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 4.470 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 5.960 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 7.450 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 8.940 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 10.430 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 11.920 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 13.410 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 14.900 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 16.390 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 17.880 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 19.370 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 6 9#梁 10#梁 11#梁 12#梁 13#梁 14#梁 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果 : 梁號 汽車 掛車 人群 滿人 特載 車列 1 0.000 0.000 1.194 0.744 0.000 0.000 2 0.265 0.000 0.146 0.994 0.000 0.000 3 0.499 0.000 0.000 0.959 0.000 0.000 4 0.564 0.000 0.000 1.489 0.000 0.000 5 0.564 0.000 0.000 1.489 0.000 0.000 6 0.494 0.000 0.000 1.489 0.000 0.000 7 0.403 0.000 0.000 1.478 0.000 0.000 8 0.408 0.000 0.000 0.692 0.000 0.000 9 0.499 0.000 0.000 1.245 0.000 0.000 10 0.564 0.000 0.000 1.489 0.000 0.000 11 0.564 0.000 0.000 1.489 0.000 0.000 12 0.494 0.000 0.000 1.489 0.000 0.000 13 0.260 0.000 0.144 1.346 0.000 0.000 14 0.000 0.000 1.193 3.391 0.000 0.000 中板橫向分布調(diào)整系數(shù)： Q=1.1x0.67x1.194=0.88 R=0 根據(jù)實(shí)際情況及偏于結(jié)構(gòu)安全考慮：所以 Q 取 0.88， R 取 0.1 其中： 0.67 為四車道折減系數(shù)； 1.1 為結(jié)構(gòu)安全重要性系數(shù) 沖擊系數(shù)： 0.3（按舊規(guī)范?。?宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 7 第一施工 階段 控制截面 累計(jì)內(nèi)力 單元號 節(jié)點(diǎn)號 階段累計(jì)效應(yīng) 彎矩 (KN.m) 剪力 (kN) 軸力 (KN) 4 4 137 -308 3.26E+03 10 10 -406 -63.7 3.30E+03 16 16 -477 74.7 3.33E+03 26 26 -306 1.55E-09 3.36E+03 本階段結(jié)構(gòu)累計(jì)內(nèi)力圖 ： 彎矩圖 剪力圖 軸力圖 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 8 第一階段施工組合應(yīng)力 單 節(jié) 施工階段應(yīng)力驗(yàn)算 (Mpa) 元 點(diǎn) 應(yīng)力 上緣最 大 上緣最小 下緣最 大 下緣最小 最大 主 最大主 號 號 正應(yīng)力 正應(yīng) 力 正應(yīng)力 正應(yīng) 力 壓應(yīng) 力 拉應(yīng)力 4 4 應(yīng)力 4.75 4.75 3.26 3.26 4.75 -0.132 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 5 應(yīng)力 4.53 4.53 3.48 3.48 4.53 -0.133 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 10 10 應(yīng)力 2.82 2.82 7.93 7.93 7.93 -1.2E-02 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 11 應(yīng)力 2.73 2.73 8.03 8.03 8.03 -1.33E-02 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 16 16 應(yīng)力 2.45 2.45 8.48 8.48 8.48 -1.69E-02 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 17 應(yīng)力 2.59 2.59 8.35 8.35 8.35 -1.44E-02 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 26 26 應(yīng)力 3.5 3.5 7.38 7.38 7.38 0 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 27 應(yīng)力 3.49 3.49 7.38 7.38 7.38 -1.59E-04 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 本施工階段累計(jì)應(yīng)力圖 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 9 上緣應(yīng)力 下緣應(yīng)力 施工階段支反力 節(jié)點(diǎn)號 水平力 (KN) 豎向力 (KN) 彎矩 (KN.m) 4 4.56E-10 160 0 48 0 160 0 第二 施工階段信息 1、階段截面幾何特征信息 單元號 節(jié)點(diǎn)號 截面抗彎 截面面積 截面高度 中性軸高 慣矩（ m4) （ m2） （ m） （ m） 4 4 7.91315E-02 0.823342 0.9 0.462 10 10 7.15678E-02 0.646042 0.9 0.466 16 16 7.20229E-02 0.646042 0.9 0.464 26 26 7.20229E-02 0.646042 0.9 0.464 2、 第 二 階段 控制截面 累計(jì)內(nèi)力 單元號 節(jié)點(diǎn)號 階段累計(jì)效應(yīng) 彎矩 (KN.m) 剪力 (kN) 軸力 (KN) 4 4 136 -173 3.24E+03 10 10 -107 51.4 3.28E+03 16 16 73.2 171 3.32E+03 26 26 587 -8.5E-06 3.36E+03 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 10 本階段結(jié)構(gòu)累計(jì)內(nèi)力圖 彎矩圖 剪力圖 軸力圖 第二階段施工組合應(yīng)力 單 節(jié) 施工階段應(yīng)力驗(yàn)算 (Mpa) 元 點(diǎn) 應(yīng)力 上緣最 大 上緣最小 下緣最 大 下緣最 小 最大主 最大主 號 號 正應(yīng)力 正應(yīng) 力 正應(yīng)力 正應(yīng)力 壓應(yīng)力 拉應(yīng)力 4 4 應(yīng)力 4.68 4.68 3.24 3.24 4.68 -4.25E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 5 應(yīng)力 4.56 4.56 3.36 3.36 4.56 -4.4E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 10 10 應(yīng)力 4.5 4.5 5.96 5.96 5.96 -8.29E-3 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 11 應(yīng)力 4.57 4.57 5.9 5.9 5.9 -6.75E-3 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 11 16 16 應(yīng)力 5.61 5.61 4.97 4.97 5.61 -8.69E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 17 應(yīng)力 5.93 5.93 4.65 4.65 5.93 -7.95E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 26 26 應(yīng)力 8.65 8.65 1.76 1.76 8.65 0 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 27 應(yīng)力 8.6 8.6 1.81 1.81 8.6 -7.18E-3 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 本施工階段累計(jì)應(yīng)力圖 上緣應(yīng)力 下緣應(yīng)力 施工階段支反力 節(jié)點(diǎn)號 水平力 (KN) 豎向力 (KN) 彎矩 (KN.m) 4 -6.25E-03 295 0 48 0 295 0 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 12 第 3 施工階段信息 1、階段截面幾何特征信息 單元號 節(jié)點(diǎn)號 截面抗彎 截面面積 截面高度 中性軸高 慣矩（ m4) （ m2） （ m） （ m） 4 4 7.91315E-02 0.823342 0.9 0.462 10 10 7.15678E-02 0.646042 0.9 0.466 16 16 7.20229E-02 0.646042 0.9 0.464 26 26 7.20229E-02 0.646042 0.9 0.464 2、階段累計(jì)內(nèi)力 單元號 節(jié)點(diǎn)號 階段累計(jì)效應(yīng) 彎矩 (KN.m) 剪力 (kN) 軸力 (KN) 4 4 128 -162 3.10E+03 10 10 -87.3 51.9 3.08E+03 16 16 85.8 161 3.12E+03 26 26 572 50 3.18E+03 本階段結(jié)構(gòu)累計(jì)內(nèi)力圖 彎矩圖 剪力圖 軸力圖 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 13 3、階段施工組合應(yīng)力 單 元 號 節(jié) 點(diǎn) 號 施工階段應(yīng)力驗(yàn)算 (Mpa) 應(yīng)力 上緣最 大 上緣最小 下緣最 大 下緣最 小 最大主 最大主 正應(yīng)力 正應(yīng) 力 正應(yīng)力 正應(yīng)力 壓應(yīng)力 拉應(yīng)力 4 4 應(yīng)力 3.83 3.83 2.84 2.84 3.83 -4.41E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 5 應(yīng)力 3.72 3.72 2.94 2.94 3.72 -4.53E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 10 10 應(yīng)力 3.6 3.6 4.92 4.92 4.92 -1.04E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 11 應(yīng)力 3.66 3.66 4.86 4.86 4.86 -8.48E-3 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 16 16 應(yīng)力 4.59 4.59 4.04 4.04 4.59 -9.39E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 17 應(yīng)力 4.86 4.86 3.77 3.77 4.86 -8.55E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 26 26 應(yīng)力 7.26 7.26 1.27 1.27 7.26 -1.37E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 27 應(yīng)力 7.12 7.12 1.41 1.41 7.12 -1.96E-2 容許值 22.7 -3.05 22.7 -3.05 0 0 是否滿足 是 是 是 是 是 是 本施工階段累計(jì)應(yīng)力圖 上緣應(yīng)力 圖 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 14 下緣應(yīng)力 圖 施工階段支反 力 節(jié)點(diǎn)號 水平力 (KN) 豎向力 (KN) 彎矩 (KN.m) 4 -6.25E-04 285 0 48 0 285 0 5.持久狀況下正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算 1、長期效應(yīng)組合驗(yàn)算 梁最大拉應(yīng)力 單元號 節(jié)點(diǎn)號 正應(yīng)力 (Mpa) 上緣最小拉應(yīng)力 下緣最小拉應(yīng)力 4 4 應(yīng)力值 3.81 2.84 容許值 0 0 是否滿足 是 是 10 10 應(yīng)力值 3.57 4.53 容許值 0 0 是否滿足 是 是 16 16 應(yīng)力值 4.57 3.37 容許值 0 0 是否滿足 是 是 26 26 應(yīng)力值 7.24 0.384 容許值 0 0 是否滿足 是 是 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 15 長期效應(yīng)組合最大正拉應(yīng)力圖 2、短期效應(yīng)組合驗(yàn)算 梁最大拉應(yīng)力 單元號 節(jié)點(diǎn)號 正應(yīng)力 (Mpa) 上緣最小拉應(yīng)力 下緣最小拉應(yīng)力 4 4 應(yīng)力值 2.57 1.34 容許值 0 0 是否滿足 是 是 10 10 應(yīng)力值 3.12 1.38 容許值 0 0 是否滿足 是 是 16 16 應(yīng)力值 4.45 0.8 容許值 0 0 是否滿足 是 是 26 26 應(yīng)力值 7.13 0.5 容許值 0 0 是否滿足 是 是 短期效應(yīng)組合最大正拉應(yīng)力圖 宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì) 研究院 -20 米空心板（正邊板）驗(yàn)算 16 3、 持久狀況下預(yù)應(yīng)力構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合應(yīng)力驗(yàn)算 單元號 節(jié)點(diǎn)號 應(yīng)力 正應(yīng)力 (Mpa) 主應(yīng)力 (Mpa) 上緣最大壓應(yīng)力 下緣最大壓應(yīng)力 最大主壓應(yīng)力 4 4 應(yīng)力值 5.98 3.41 5.98 容許值 16.2 16.2 19.4 是否滿足要求 是 是 是 10 10 應(yīng)力值 6.45 3.23 6.45 容許值 16.2 16.2 19.4 是否滿足要求 是 是 是 16 16 應(yīng)力值 8.09 4.23 8.09 容許值 16.2 16.2 19.4