整體式簡支板橋設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、整體式鋼筋混凝土空心簡支板設(shè)計(jì)計(jì)算書一、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、 設(shè)計(jì)荷載:行車道:城-A 級 人行道:3.0KN/m 2 2、 橋長:根據(jù)實(shí)際情況及公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTJ D602004 第3.2.5條的新建橋梁跨徑的要求,確定為跨徑等于14.5m 的單跨鋼筋混凝土空心簡支板橋。橋梁全長43.5m ,跨徑組合為三等跨3×14.5m 。 3、橋面寬度:橋全寬20m ,中間雙向四車道,兩側(cè)人行道橋面橫向布置為:2×4 +12 =20 m4m 人行道+12m 機(jī)動(dòng)車道+4m 人行道4、橋面橫坡:雙向1.5%5、人行道橫坡:1.5%6、設(shè)計(jì)安全等級: 二級7、結(jié)構(gòu)重要系數(shù): 0.1=o

2、8、主要設(shè)計(jì)材料:(1混凝土強(qiáng)度等級:主梁擬用C 30;MPaf ck 1.20=MPa f tk 01.2=MPa f cd 3.14=MPa f td 43.1= MPa E c 41000.3= 混凝土容重r=24kN/m3, 鋼筋混凝土容重r=25kN/ m3。(2鋼材初步選取:直徑大于或等于12mm 時(shí)采用HRB335級,指標(biāo): MPa f yk 335= MPa f f y y 300'= MPa E s 5100.2=直徑小于12mm 時(shí)采用HPB235級鋼筋,指標(biāo):MPa f yk 235= MPa f f y y 210'=MPa E s 5101.2=9、設(shè)

3、計(jì)依據(jù):(1公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTJ D602004(2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JTJ D622004 (3 城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)CJJ 77-98二、結(jié)構(gòu)簡介:三等跨混凝土簡支空心板橋,橋梁全長3×14.5m=43.5m ,橋面寬度20m 。施工方式為整體式現(xiàn)澆,在已有橋墩上設(shè)置支座。橋面橫坡1.5%,梁高80cm ,頂板厚10cm ,底板厚10cm ,隔板厚度15cm 。隔梁及空心由跨中向支座對稱布置,空心長度1m ,間距18cm ,橫隔梁厚度為15cm ,兩端設(shè)有端橫隔梁,。 計(jì)算跨徑:(n o l l 05.1min l ;計(jì)=mm l o 11900400

4、11500=+= mm l n 12990129011700=+=故: (mm l l n o 124951190005.112990min 05.1min l =;計(jì)三、幾何特性計(jì)算截面面積:A=15.8425-25×0.282744=8.7739m ²慣性矩: I=0.8437-25×0.0063=0.68624m四、主梁內(nèi)力計(jì)算(一、恒載內(nèi)力計(jì)算恒載集度主梁:kN/m 219.347525.08.7739g 1=橫隔板:kN/m36.36495.120.2525915.0282744.02565.1282744.0(g 2=+=欄桿: kN/m 725.3g

5、 3= 人行道: kN/m 7422548.1g 4= 橋面鋪裝: kN/m 2361.95231407.4g 5=合計(jì): 460kN/m kN/m 9436.458g =恒載作用下梁產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算:g=460kN/m Mxg=460kN/mBAkN l g R R B A 85.28732495.1246021=(222x l xg x x g x l g M x -=-=2(22x l g x g l g Q x -=-= (二、活載內(nèi)力計(jì)算采用直接加載求活載內(nèi)力,公式為:i i i y P m S +=1(S 所求截面的彎矩或剪力;汽車荷載沖擊系數(shù),據(jù)通規(guī)基頻公式:ccm EI l f

6、212=g G m c =式中 l 結(jié)構(gòu)計(jì)算跨徑(m;E 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(N/,c I 結(jié)構(gòu)跨中截面慣矩(4m ;c m 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量(kg/m ; G 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力(N/m ;g 重力加速度,g=9.81(m/s ²><=HZHZ HZ f 5.1145.9104161.26281.96862.010100.3495.12214.336421據(jù)通規(guī)4.3.2條,38.00157.0ln 1767.0=-=f 多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù);本橋面為雙向四車道,但實(shí)際上橫向僅能布置三車道,故=0.78;i m 沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)

7、,整體式現(xiàn)澆板i m =1.0;i P 車輛荷載的軸重或車道荷載;i y 沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。 1、跨中截面 m kN M q =+=2.42484495.12495.125.224495.12140(378.038.1 m kN M =8.9364495.12495.1240.3(2人 B kN Q q 2.415495.125.05.375.0140(378.038.13=+= kN Q 5.37495.125.043(23=人2、支點(diǎn)截面m kN M q =0 B kN Q q 7.1208495.1215.05.371140(378.038.1=+= kN Q

8、0.150495.1215.040.3(2=人(三、內(nèi)力組合 五、截面設(shè)計(jì)及強(qiáng)度復(fù)核(一正截面設(shè)計(jì):以跨中截面為控制截面, 據(jù)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JTJ D622004第9.1.1條, 板底主筋保護(hù)層厚度30m, 由于荷載較大, 擬配雙層筋,則取:,55mm a s =800-55=745mm1、判斷截面類型:mKN m KN h h h b f f o f cd >=-=-7.1803119877210.0745.0(10.020103.142(3''故屬第一類受彎截面 2、求受壓區(qū)高度X據(jù)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JTJ D62200

9、4公式5.2.21:2(0xh x b f M cd d -=即: 2745.0(20103.147.180310.13x x -=整理: 0065332246.0745.05.02=+- 解得: =mm093570412.0(396.121大于梁高,不滿足要求3、求鋼筋面積S A28.89203300570412.93200003.14mm f x b f A y cd s =選用451根直徑16mm 的HRB335級鋼筋(分兩層,底層285根,二層166根,其面積為S A =90696.12m m=>>-=%215.045%2.0%158.1282744250687.74520

10、0001.90696y t sv f f 結(jié)論:滿足最小配筋率的要求。55.0243.03.14300%158.1=<=b 結(jié)論:滿足適用條件要求。(二 斜截面設(shè)計(jì)1、截面尺寸復(fù)核:據(jù)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JTJ D622004 第5.2.9條:kN V d 9.53509.53500.1=kNAf k cu 7.21881282744251.74520000(301051.01051.03,3=-=- 其中: d V 驗(yàn)算截面處由作用(或荷載產(chǎn)生的剪力組合設(shè)計(jì)值(kN ;結(jié)論:截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。2、檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋:據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)

11、計(jì)規(guī)范JTJ D622004第5.2.10條:kN V d 9.53509.53500.1=KNA f otd 5.1.7001282744251.74520000(43.125.11050.01050.0323=-=- 其中:2 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù),對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件為1.0;td f 混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;1.25板式受彎構(gòu)件提高系數(shù);結(jié)論:可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算。六、板梁的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算: (一、板梁的施工階段應(yīng)力復(fù)核:由于采取整體現(xiàn)澆法施工,無需吊裝,不用進(jìn)行施工階段應(yīng)力復(fù)核。 (二、板梁的最大裂縫寬度驗(yàn)算: 據(jù)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JTJ D622004

12、第6.4.3條,最大裂縫寬度計(jì)算公式:1028.030(321+=dE C C C W sssfk1C 鋼筋表面形狀系數(shù),帶肋鋼筋,取1.0; 2C 作用(或荷載長期效應(yīng)影響系數(shù),43845.19.120683.105835.015.012=+=+=s l N N C 其中:短期效應(yīng)組合: m KN N s =+=9.120688.9360.138.12.42487.02.8977長期效應(yīng)組合:m KN N l =+=3.105838.9364.038.12.42484.02.89773C 與構(gòu)件受力有關(guān)的系數(shù),鋼筋混凝土板式受彎構(gòu)件取1.15;ss 鋼筋應(yīng)力,按橋規(guī)JTJ D622004第6

13、.4.4條計(jì)算;2876.20593.54800(1.9069687.0109.1206887.06=-=os s ss h A M d 鋼筋換算直徑;596.232225(1042225(104222=+=iii dn d n d i據(jù)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JTJ D622004第6.4.2條,鋼筋混凝土構(gòu)件容許最大裂縫寬度: =0.20mm01158.01028.01630(100.22876.20515.143845.10.15+=fk W=0.197mm< mm W 2.0=結(jié)論:板梁的最大裂縫寬度滿足規(guī)范要求。(三、板梁的變形驗(yàn)算:據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝

14、土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ D622004第6.5條:板梁撓度驗(yàn)算公式為:Bl M S f o2=其中: S 撓度系數(shù), 5/48;o l 計(jì)算跨徑,12.495m;B 剛度。cro s cr scr oB B MM M M B B -+ =221其中:受壓區(qū)高度:mm 6.93=67.6100.3100.245=c s s E E n 全截面換算截面慣性矩:223(1(21(121x h A n x h bh bh I o s s o -+-+= 4622410286.2414369221(46425mm x D h D D =-+-全截面抗彎剛度:2106410465.688095210286.

15、2414369100.395.095.0mmN I E B o c o =開裂截面換算截面的慣性矩: 23(3-+=h A n x b I s s cr236.931.745(1.9069667.636.9320000-+=4610251.262236mm =開裂截面抗彎剛度:2106410753.78670810251.262236100.3mmN I E B cr c cr =構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù):654.3166002568002000028001.90696167.6(2107739.822326=- -+=o o W S 開裂彎矩:mmN W f M o tk cr =-=7

16、881028026166002568002000001.2654.332 代入公式求得:6880952 .465´ 1010 N × m m2 2 2 N × m m ö éæ 7881028026 N × m m ö ù 6880952 .465´ 1010 N × m m2 æ 7881028026 ç ÷ + êç1 - ÷ ú´ .9 KN × m ø ê 12068 .9 KN × m ø ú .753´ 1010 N × m m2 è 12068 ëè