鋼筋混凝土空心板設計計算書

1、鋼筋混凝土空心板設計計算書、基本設計資料1、跨度和橋面寬度（1）標準跨徑：16m （墩中心距）。（2）計算跨徑：15.3m。（3）橋面寬度：凈7m+2X 0.5m （人行道）。2、技術標準設計荷載：公路一U級，人行道和欄桿自重線密度按照單側 6KN/m計算，人群荷載 取3.5KN/譏環(huán)境標準：1類環(huán)境。設計安全等級：二級。3、 主要材料：混凝土空心簡支板和鉸接縫采用 C30混凝土；水泥混凝土鋪裝厚度 7cm,瀝青表處厚2cm的C25混凝土。瀝青混凝土重度按 23KN/m 3計算，混凝土重 度按24KN/m3計。中板截面構造及尺寸（單位：cm）一、計算空心板截面幾何特性1、毛截面面積計算一（9+

2、55）漢 23丄1 _ 丄 1丄 1A =124 75232 55 - 5 47 47 3 10 82IL 2_22=5377 cm2、毛截面重心位置全截面對12板高處的靜矩為:S1h=25 4737-4L4f37.5-、 2 丿 2 473_28 j_丄疋10疋837.5_18_Z漢 丿2I3二 6430.2cm鉸縫的面積為:(11、2A、=2 乂 5x47 + 漢47 漢3 + 沢10 x8 i = 691cm I22丿Si_h 6430 2毛截面重心離1板高的距離為：d 2 =1.2cm/2A5377S1 /-h6430 2鉸縫重心到1板高的距離為：dj2 = 9.306cm/2jAj6

3、913、毛截面慣性矩計算 鉸縫對自身重心軸的慣性矩為：了47X5347 心3 6912I i =2x2 +一 x4.653j12362丿4-122342.504cm空心板截面對其重心軸的慣性矩為：124 x 75332589 08I 124 75 0.62 - 1105215 3232 1.22 -26911.29.30612 2= 8.4 106 cm4空心板截面的抗扭剛度可簡化為下圖所示的箱型截面進行近似計算114CJ抗扭剛度為：ItLO卜2378-231242 24b hW t2 丿 t2 24匯114漢65114丄丄乙磁11010 丿 23nID= 7.72 106cm4二、主梁內力計

4、算1、永久作用效應計算（1）空心板自重（一期結構自重）：G1 =5377 10 25=13.44KN/m（2）橋面系自重（二期結構自重）：1） 本設計人行道和欄桿自重線密度按照單側 6KN/m計算。2） 橋面鋪裝上層采用0.02m厚瀝青混凝土，下層為0.07m厚C25混凝土，則 全橋寬鋪裝層每延米重力為（0.02 23 0.07 24） 8KN/m “7.12KN /m每塊空心板分配到的每延米橋面系重力為6 2 17.12 G2KN/m = 4.85KN / m6（3）鉸接縫自重計算（二期結構自重）：G 6911.14 7510* 25 =1.9413KN/m由上述計算得空心板每延米總重力為G

5、i = 13.44KN /m（一期結構自重）G二 G2 G3 =4.85 1.94 = 6.79KN/m（二期結構自重）G =G n Gi = 13.446.79 =20.23KN由此可計算出簡支空心板永久作用效應，計算結構見下表作用種 類作用/(KN/m)計算跨徑/m作用效應-彎矩M/KN- m作用效應-剪力V/KN跨中1/4跨支點1/4跨跨中G I13.4415.3393.27294.95102.8251.410G 口6.7915.3198.68149.0451.9425.970G20.2315.3591.96443.97154.7677.3802、可變作用效應計算設計荷載為公路一U,車道

6、荷載的均布荷載標準值 qk和集中荷載標準值Pk為:qk =7.875KN /m計算彎矩時：Pk360 -180H 50 - 5(15.3 -5)1800.75 二 165.9KN計算剪力時：Pk =1.2 165.9 =199.08KN（1）沖擊系數(shù)計算10 23 108.4 10 一 ,2Hz =7.409 Hz 2 15.3 iJI2064.29(其中，mc = G = 20.23103 = 2064.29kg/m )g 9.8由于，1.5Hz乞f 14Hz，故可按下式計算汽車荷載的沖擊系數(shù): -0.17671 nf 0.0157 =0.1767 In 7.409 _ 0.0157 =0.

7、338當行車道為兩車道是不進行車道折減，故取折減系數(shù)=1.0(2)汽車荷載橫向分布系數(shù)的計算：空心板跨中和1/4截面處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計算，支點處荷載橫向分布系數(shù)按桿杠原理法計算，支點至1/4截面的荷載橫向分布系數(shù)按直線內插法求得。a、跨中及14截面處荷載橫向分布系數(shù)計算空心板的剛度參數(shù)丫為：丫 =5.8丄包It U丿=5加樂竺孚II 丿7.72 X106竺-0.041561530計算跨中荷載影響線豎標值：表12345610.04321239 11651170900770.063582571591010650550.04156316240165116907520.042392381

8、921371050900.06P 2572592001270870690.041562402391931361048830.041651922101971371170.06P 1592002271861271010.041561641932111961361151-2荷載橫向分布系數(shù)按下式計算：mqiq，g 八 ir按下圖方式布置荷載為最不利，各板荷載橫向分布系數(shù)計算見表。7亍 一1&QIPLEOq1 -q6 S T-JU 卜G9 EOO一.各板荷載橫向分布系數(shù)計算表板號123何載種類汽車人群汽車人群汽車人群橫向 分布 系數(shù)0.2660.3650.2400.2410.1700.1590.201

9、0.2130.2050.1360.0710.1580.0840.2030.1100.0890.1020.136分布 系數(shù)0.3460.2180.35650.1620.3570.135由上表可知，4號板的荷載橫向分布系數(shù)最大。為設計和施工方便，各空心 板設計成統(tǒng)一規(guī)格，按最不利組合進行設計，即選用 4號板橫向分布系數(shù)，跨 中和14l截面處的荷載橫向分布系數(shù)取下列數(shù)值：mq = 0.275，mr =0.209b、支點處荷載橫向分布計算：按杠桿原理法計算4號板的荷載荷載橫向分布系數(shù)III123456所以，4號板在支點處荷載橫向分布系數(shù)為：1 1m)q = 2 二 iq = 2 1.00 = 0.5，

10、mr - 0c、支點到14l截面處荷載橫向分布系數(shù)按直線內插得到。(3)可變作用效應計算計算車道荷載引起的空心板跨中及14l處截面的效應時，均布荷載標準值qk應滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值Pk只作用于 影響線中一個最大影響線峰值處。P=165.9kN3.1.1跨中彎矩按跨中彎矩影響線，計算得出彎矩影響線的面積為：1 2 1 2 2I215.3= 29.26m28 8 1 1沿橋垮縱向與R位置對應的內力影響線最大坐標值ykI 15.3 = 3.82544故得：M 二(1)mCa(Pkyk qk 門)=1.338 1.0 0.357 (165.9 3.8257.875

11、 29.26)2，q= 413.176KN.m人群荷載引起的最大彎矩：M1 二 mcrqr0.135 3.5 29.26 =13.825KN .m03.1.2跨中剪力1 1剪力影響線面積：門=-1 15.3 0.5=1.91,故：2 2V1 =(V J) mcq(Pkyk q/1) =1.338 1.0 0.357 (199.08 0.5 7.875 1.91)2,q= 54.73KNV1=mcrq-0.135 3.5 1.91 =0.902KN,r321 14l 截面彎矩彎矩影響線的面積為：3 2322l21 5.32 = 21.946m232323 3沿橋垮縱向與R位置對應的內力影響線最大

12、坐標值 yk = I = - 15.3=2.86816 16故得：M 1 =(V J) mcq(Pkyk q/1) =1.338 1.0 0.357 (165.9 2.868 7.875 2.868) 4，q= 238.06KN m人群荷載引起的最大彎矩：M1 f 0.135 3.5 21.946= 10.369KN.m3.1.2 14l截面剪力1剪力影響線面積：11.475 0.75 =4.303,故：2V =(1 J mcq(Pkyk q/1) =1338 1.0 0.357 (199.08 0.757.875 4.303)4q= 87.507kNVI 二 mcry0.135 3.5 4.

13、303 = 2.033kN,r43.3支點截面剪力考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨徑的方向的變化，均布荷載標準值應滿布于使結構產(chǎn)生最不利效應的同號影響線上，集中荷載標準值只能作用于相應影響線最大豎 標處。荷載布置如下圖示：qk=7.857KN/M_iCUc1 i153Vq =(1 +0.3387)漢7.875 漢0.357 5.3漢+7.875 漢一漢(0.50.357)漢漢(0.9837 + 0.0163)2 24199.08 1.0 0.5 =164.8kNV0= |3.5 x 0.135I5.3 匯丄一3.5 x丄 (0.135 0)江153 匯(0.9837 + 0.0163)1 = 2.711kN224序號何載類別跨中截面四分點截面支點截面MVMVVkN mkNkN mkNkN1永久作用591.960.000443.9777.38154.762汽車可變作用（計沖擊）413.1854.73238.0687.50