后張法空心板設計計算書

1、設計計算書工程名稱 鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭工程大件碼頭引橋工程設計階段 施工圖 專業(yè)： 路橋 計算內容 大件碼頭引橋工程計算書 計算頁數： 14 計算日期：2010-12-21計 算： 校 核：復 校： 審 核：中交第三航務工程勘察設計院有限公司2010年12月推薦精選目 錄1 工程概況12 技術標準13 主要材料14 設計依據25 技術規(guī)范36 橋梁總體布置37 結構計算47.1 橫向分布系數計算47.2 結構計算57.2.1 簡支板梁中板結構計算57.2.2 簡支板梁邊板結構計算87.2.3 簡支小箱梁結構計算117.3 樁基礎豎向承載力驗算14推薦精選1 工程概況鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭工

2、程碼頭引橋全橋長度為380m。跨徑布置為420m預應力混凝土簡支板梁橋+1222m預應力混凝土簡支小箱梁橋。橋面寬度為11m。橋梁起點橋面高程為+8.885m，前80m縱坡為1.39%，后300m不設縱坡，引橋與碼頭變寬段引橋橋面接點高程為+10.0m。2 技術標準（1）橋梁設計基準期：100年（2）橋梁設計荷載：大件荷載，按雙排雙列平板車荷載布置（見下圖），最大軸重720KN（包括自重），軸距1.6m，共12根軸。3 主要材料（1）混凝土預應力鋼筋混凝土板梁和小箱梁混凝土強度等級為C50，橋臺、蓋梁、承臺混凝土強度等級為C30，橋梁混凝土強度等級應滿足公路鋼筋砼及預應力砼橋涵設計規(guī)范（JTG

3、D62-2004）的要求。推薦精選（2）主要鋼材箱梁所有預應力鋼絞線規(guī)格均采用預應力混凝土用鋼絞線（GB/T 5224-2003）:九股鋼馳，彈性模量為1.95絞線d=15.2mm，標準強度fpk=1860MPa，低松馳，彈性模量為1.95105Mpa，每股鋼絞線公稱截面積139mm2，公稱重量1.101kg/m。錨具：錨具采用OVM夾片錨具，其質量應符合GB/T14370-93的要求。普通鋼筋：采用熱軋R235、必須符合GB13013-1991的規(guī)定；采用熱軋HRB335鋼筋，必須符合GB1499-1998的規(guī)定。所用鋼板均為符合GB700-79規(guī)定的普通碳素結構鋼（A3鋼）。波紋管：預應力

4、鋼束均采用塑料波紋管配真空輔助灌漿施工工藝。塑料波紋管質量要求應滿足JT/T529-2004的要求。4 設計依據（1）我院與建設單位簽訂的設計合同。（2）我院2010年5月出版的鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭工程工程可行性研究報告。（3）江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局和揚州分局2010年4月1:2000地形測圖。（4）中交第三航務工程勘察設計院有限公司鹽城港大豐港區(qū)大件碼頭工程巖土工程勘察。（5）建設單位提供的有關設計前提資料（建設用地地形圖、建設用地坐標、規(guī)劃紅線圖、規(guī)劃設計要求、建設用地周邊道路標高等）。報告（2010.5）。（6）中交水運規(guī)劃設計院大豐港二期工程碼頭、引橋等相關施工圖（2009）

5、；（7）鹽城市水利勘測設計院大豐港二期工程引堤施工圖（2009）；推薦精選5 技術規(guī)范交通部JTGB012003公路工程技術標準交通部JTGD202006公路路線設計規(guī)范交通部JTGD622004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范交通部JTGD602004公路橋涵設計通用規(guī)范交通部JTGD812006公路交通安全設施設計規(guī)范交通部JTGD502006公路瀝青路面設計規(guī)范交通部JTJ D632007公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范交通部JTJ00489公路工程抗震設計規(guī)范6 橋梁總體布置（1）橋梁上部結構根據橋梁線形及橋墩布置的限制，簡支梁橋采用預應力鋼筋混凝土結構，簡支板梁橋計算跨徑均為19.

6、3m，簡支小箱梁橋計算跨徑為21.02m。連接引堤的前80m橋梁上部結構采用預應力鋼筋混凝土簡支板梁，梁高1.3m。中板寬1.0m，邊板寬1.5m，外側懸臂長0.5m，懸臂端部厚0.15m，懸臂根部厚0.3m。板梁腹板跨徑中部厚度為0.25m，靠近錨端側1.43m長度范圍內厚度為0.3m。板梁頂底板厚度均為0.15m。推薦精選引橋后300m橋梁上部結構采用預應力鋼筋混凝土簡支斜腹板小箱梁橋，梁高1.6m，寬2.6m，相鄰兩個箱梁見設0.2m的現(xiàn)澆接縫。小箱梁腹板厚0.3m，頂底板厚0.2m，翼緣長度0.4m，其中等厚度段0.2m。（2）橋梁下部結構橋梁下部基礎0#橋臺采用鉆孔灌注樁，樁徑為12

7、00mm，承臺下設置5根鉆孔灌注樁；1#-4#蓋梁下部采用鋼管樁，樁徑為1000mm，每個蓋梁下布置6根鋼管樁，均為直樁；5#-16#蓋梁下部采用PHC樁，樁徑為1000mm，5#-13#和16#蓋梁布置6根樁，均為斜樁，14#、15#蓋梁下部布置8根樁，也為斜樁。7 結構計算7.1 橫向分布系數計算（1）簡支板梁橫向分布系數計算截面特性如表所示：面積(m2)抗彎慣矩(m4)抗扭慣矩(m4)中性軸高度(m)邊板0.9220.1720.1890.710中板0.7990.1390.1800.638推薦精選橫向分布計算采用鉸接板法，車道數 = 2, 自動計入車道折減計算得到板梁橫向分布系數：汽車邊板

8、0.295、中板0.238。（2）簡支小箱梁橫向分布系數計算截面特性如表所示：面積(m2)抗彎慣矩(m4)抗扭慣矩(m4)中性軸高度(m)小箱梁1.5740.4650.6490.920橫向分布計算采用鉸接板法，車道數 = 2, 自動計入車道折減計算得到小箱梁橫向分布系數：汽車0.3417.2 結構計算7.2.1 簡支板梁中板結構計算結構計算采用橋梁博士3.1版計算程序，全橋共分20個單元，1號節(jié)點水平、豎向剛性約束，21號節(jié)點豎向剛性約束。推薦精選1、 荷載組合內力 承載能力基本組合彎矩包絡圖（KN.m）： 承載能力基本組合剪力包絡圖（KN） 正常使用短期效應組合彎矩包絡圖（KN.m）：2、

9、持久狀況構件應力抗裂驗算中板配束為6束s15.20-6根據規(guī)范 （JTGD622004）6.3.1，預制構件 st0.85c0正常使用短期效應組合的應力包絡圖如下所示：推薦精選綜合上述計算可知，構件各單元截面均無拉應力出現(xiàn)，即0.85cst0，滿足規(guī)范要求。3、 持久狀況構件承載能力驗算1) 正截面強度驗算簡支梁跨中彎距最大，因此對跨中截面進行驗算。根據承載能力基本組合計算，跨中最大彎矩：M=6014.3(KN.M)頂板寬為：b99（）頂板厚為：h15（）鋼絞線抗拉強度設計值fpk1260MpaC50混凝土抗壓強度設計值 fcd 22.4MpaHRB335鋼筋抗拉強度設計值fsd280Mpa鋼

10、絞線面積Ap50.04cm2(36s15.20)普通鋼筋As25.1362(820)（fsdAs+fpkAp ）fcd bx由上式解得：x （126050.04+28025.136） /（22.499）31.61（） x0.56（ha）0.56（13018）62.72（）滿足受壓區(qū)高度界限?？招陌褰孛娴挚咕兀?結構重要性系數1.1）：Md fcd bx（h0x/2） / 0 22.49931.61（112-31.61/ 2） / 1.16130（kNm）6014.3（kNm）通過驗算式中：c結構重要性系數，按公預規(guī)第5.1.5條規(guī)定取1.1。2) 斜截面抗剪強度驗算a.承載力上限-板截面尺寸板

11、截面腹板寬度b=500mm,梁高度h0=1120mm, =1.1推薦精選滿足規(guī)范要求b.抗剪承載力下限滿足規(guī)范要求c.抗剪承載力計算縱向鋼筋配筋率p=100(36139)/(5001120)=0.89箍筋配筋率2箍12，混凝土和箍筋的抗剪承載力滿足要求4、 持久狀況構正常使用擾度驗算擾度計算按荷載短期效應組合乘以長期增長系數，由按公預規(guī)第6.5.3條，1.475在消除結構自重產生的長期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計算得1.32cm ，fmax=1.475x1.321.947cmfmax L/600=3.16cm，符合規(guī)范。7.2.2 簡支板梁邊板結構計算結構計算采用橋梁博士3.1版計算程序，

12、全橋共分20個單元，1號節(jié)點水平、豎向剛性約束，21號節(jié)點豎向剛性約束。推薦精選1、 荷載組合內力 承載能力基本組合彎矩包絡圖（KN.m）： 承載能力基本組合剪力包絡圖（KN） 正常使用短期效應組合彎矩包絡圖（KN.m）：2、 持久狀況構件應力抗裂驗算中板配束為6束s15.20-6根據規(guī)范 （JTGD622004）6.3.1，預制構件 st0.85c0正常使用短期效應組合的應力包絡圖如下所示：推薦精選綜合上述計算可知，構件各單元截面均無拉應力出現(xiàn)，即0.85cst0，滿足規(guī)范要求。3、 持久狀況構件承載能力驗算1. 正截面強度驗算簡支梁跨中彎距最大，因此對跨中截面進行驗算。根據承載能力基本組合

13、計算，跨中最大彎矩：M=6185.2(KN.M)頂板寬為：b149.5（）頂板厚為：h15（）鋼絞線抗拉強度設計值fpk1260MpaC50混凝土抗壓強度設計值 fcd 22.4MpaHRB335鋼筋抗拉強度設計值fsd280Mpa鋼絞線面積Ap50.04cm2(36s15.20)普通鋼筋As25.1362(820)（fsdAs+fpkAp ）fcd bx由上式解得：x （126050.04+28025.136） /（22.4149.5）20.93（） x0.56（ha）0.56（13018）62.72（）滿足受壓區(qū)高度界限?？招陌褰孛娴挚咕兀?結構重要性系數1.1）：Md fcd bx（h0

14、x/2） / 0 22.4149.520.93（112-20.93/ 2） / 1.16470（kNm）6185.2（kNm）通過驗算式中：c結構重要性系數，按公預規(guī)第5.1.5條規(guī)定取1.1。2. 斜截面抗剪強度驗算a.承載力上限-板截面尺寸推薦精選板截面腹板寬度b=500mm,梁高度h0=1120mm, =1.1滿足規(guī)范要求b.抗剪承載力下限滿足規(guī)范要求c.抗剪承載力計算縱向鋼筋配筋率p=100(36139)/(5001120)=0.89箍筋配筋率2箍12，混凝土和箍筋的抗剪承載力滿足要求4、 持久狀況構正常使用擾度驗算擾度計算按荷載短期效應組合乘以長期增長系數，由按公預規(guī)第6.5.3條，

15、1.475在消除結構自重產生的長期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計算得1.87cm ，fmax=1.475x1.322.76cmfmax L/600=3.16cm，符合規(guī)范。7.2.3 簡支小箱梁結構計算結構計算采用橋梁博士3.1版計算程序，全橋共分20個單元，1號節(jié)點水平、豎向剛性約束，21號節(jié)點豎向剛性約束。推薦精選1、 荷載組合內力 承載能力基本組合彎矩包絡圖（KN.m）： 承載能力基本組合剪力包絡圖（KN） 正常使用短期效應組合彎矩包絡圖（KN.m）：2、 持久狀況構件應力抗裂驗算箱梁配束為8束s15.20-7根據規(guī)范 （JTGD622004）6.3.1，預制構件 st0.85c0正常

16、使用短期效應組合的應力包絡圖如下所示：推薦精選綜合上述計算可知，構件各單元截面應力均載允許范圍內出現(xiàn)，即0.85cst0，滿足規(guī)范要求。3、 持久狀況構件承載能力驗算1. 正截面強度驗算簡支梁跨中彎距最大，因此對跨中截面進行驗算。根據承載能力基本組合計算，跨中最大彎矩：M=12494.7(KN.M)腹板寬為：b110（）底板厚為：h30（）鋼絞線抗拉強度設計值fpk1260MpaC50混凝土抗壓強度設計值 fcd 22.4MpaHRB335鋼筋抗拉強度設計值fsd280MpaHRB335鋼筋抗壓強度設計值fsd280Mpa鋼絞線面積Ap77.84cm2(56s15.20)抗拉普通鋼筋As34.

17、5622(1120)抗壓普通鋼筋As=150.8162(4820)（fsdAs+fpkAp ）fcd bx+fsdAs由上式解得：x （126077.84+28034.562-280150.816） /（22.4110）26.594（） x0.56（ha）0.56（16017.25）79.94（）滿足受壓區(qū)高度界限。小箱梁截面抵抗矩（0結構重要性系數1.1）：Md fcd bx（h0x/2）+fsdAs(h0-as) / 0 22.411026.594（142.75-26.594/ 2）+280150.816(142.75-10) / 1.112808（kNm）12494.7（kNm）通過驗算

18、式中：c結構重要性系數，按公預規(guī)第5.1.5條規(guī)定取1.1。2. 斜截面抗剪強度驗算a.承載力上限-板截面尺寸推薦精選箱梁截面腹板寬度b=600mm,梁高度h0=1427.5mm, =1.1滿足規(guī)范要求b.抗剪承載力下限滿足規(guī)范要求c.抗剪承載力計算縱向鋼筋配筋率p=100(56139)/(6001427.5)=0.91箍筋配筋率4箍12，混凝土和箍筋的抗剪承載力滿足要求4、 持久狀況構正常使用擾度驗算擾度計算按荷載短期效應組合乘以長期增長系數，由按公預規(guī)第6.5.3條，1.475在消除結構自重產生的長期擾度后，主梁跨中最大擾度由程序計算得1.65cm ，fmax=1.475x1.652.43cmfmax L/600=3.50cm，符合規(guī)范。7.3 樁基礎豎向承載力驗算根據公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007），1.0.8條，樁基礎豎向承載力按正常使用極限狀態(tài)的短期效應組合值驗