18m空心板簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算

j-j-空心板支橋計(jì)算〔意面計(jì)參有，意查僅考路Ⅰ，設(shè)資料XX境某級(jí)公路k15+022處公路橋一座部造采用了三跨先X法應(yīng)力混凝土空心板簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)，下部構(gòu)造采用單排樁柱式橋墩和樁式橋臺(tái)。橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)徑18m橋面凈空12+20.5m空心板，鉸縫及橋面鋪裝混凝土采用，其余采用，應(yīng)力鋼筋用鋼線其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860Mpa，非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用心板構(gòu)造如圖1所示：圖空板面構(gòu)造〔尺寸單位cmⅡ，設(shè)依據(jù)及參考

橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)〔—2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)—公路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ041—2000公路工程抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ004—89.

-

11111111h-公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)：梁橋〔上冊(cè)民交通；橋梁工程〔上冊(cè)立礎(chǔ)，人民交通；橋梁工程：姚玲森，人民交通；構(gòu)造設(shè)計(jì)原理：葉見曙，人民交通；橋梁計(jì)算例如集：易建國(guó)，梁橋，人民交通；Ⅲ，設(shè)過程全橋?qū)挷捎?3塊預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，每塊空心板寬，長(zhǎng)17.96m計(jì)算跨徑17.56m，用先X施工工藝，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用15.24鋼鉸線，沿跨長(zhǎng)直線配筋。一．毛截面幾何特性計(jì)算〔參見圖1〕毛面面積Ah=9990—2×36×302×

18

×1/2〔〕×8+1/25］=4616cm2毛截面心位置〔如取—截面〕對(duì)該截面求靜矩：對(duì)稱局部均消法即計(jì)算鉸及下部構(gòu)造靜矩××8+〔15+14+7+8/2+28×1/2×〔〕+5××〔29+2/3×+2×〔〕3毛截面中心對(duì)該線的距離d=

12627=Ah4616鉸截面中心對(duì)該線的距離A=××〕××7］

D鉸=

s鉸3717=絞99(三)毛截面對(duì)重心的慣矩每個(gè)挖空的半圓面積A××182重心××半圓對(duì)自身的慣性矩I=I—Ay2

×

—×7.6

=11803cm由此得截面的慣矩：I=1/12×99×

+99×90

—×〔36

/12+36×30×2

〕—×—×509〕2

〔—〕

］—×〔37.5+2.7〕

4二、內(nèi)力計(jì)算（一）恒計(jì)算，橋系〔護(hù)欄單側(cè)為〔〕橋面鋪裝為厚的

混凝土.

-

1-1-每塊板每延米的荷載為0.1×××25=2.5KN/m那么以上重量均分給板×2/13+2.5=2.69KN/m、鉸和接縫××10×25=0.47KM/m、行車道板=A×r=4616××25=11.54KM/m恒載總重：g=g=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m荷載內(nèi)力計(jì)算見下表

QKN〕荷載單塊板重全部恒載

G

L

跨中

1/4點(diǎn)×gL

Q支

Q1/4點(diǎn)〔二載用下．荷橫向分配系跨中和四分點(diǎn)的橫向分配系數(shù)按鉸接板法計(jì)算點(diǎn)按杠桿法計(jì)算荷載橫向分配系數(shù)點(diǎn)到四分點(diǎn)間按直線內(nèi)插法求得。（1跨中和四分點(diǎn)的荷載橫向分配系數(shù)：先將圖1所截面簡(jiǎn)化成以下圖所示，并略去中間肋板，按單筋計(jì)算板截面抗扭剛度IT422I6311900.98T2tt2t131

4

：剛度系數(shù)：

I()5.8)ILT

2

0.014.

-

按

--查表得各板的橫向分配影響線豎坐標(biāo)值板

板

板

板

板

板

板

根據(jù)各板塊的橫向分配影響線豎坐標(biāo)值，作出各板塊的橫向分配影響線〔見圖〕再由各板塊的橫向分配影響線計(jì)算在荷載作用下的橫下分布系數(shù)：.

-

356356=

12

--〔0.0183+0.0125+0.0092+0.0062〕=0.02311〔〕=0.023421=〔〕21〔〕=0.017421=〔〕21=〔0.0078+0.0104+0.0118+0.0090=0.023027

12

〔0.0072+0.010+0.0117+0.0091〕由以上計(jì)算可知2號(hào)板的橫分布系數(shù)最大，為設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)便，各板設(shè)計(jì)成同一規(guī)格，并以號(hào)板進(jìn)展設(shè)計(jì)，即〔2支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)

m

=0.0234按杠桿法計(jì)算得2號(hào)支點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)如下：m=

12

0.5=0.25支點(diǎn)到四分點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插進(jìn)展。，活載內(nèi)力計(jì)算（1彎矩沖擊系數(shù)；f

L2

EIcmc其中

10

m

2

，

Icmc

，，

m

=G/g=25×10×4616

／f

17.56

46003041176.35

5.78HZ因?yàn)?.5

HZHZ所以

ln5.78

荷載計(jì)算〔公路I級(jí)〕q10.5KN/mpKN.

-

--折減系數(shù)

橫

，

縱

1.0彎矩計(jì)算按以下公式計(jì)算

)

mqwy橫縱cii彎矩的具體計(jì)算見下表荷載

1+

橫

縱

m

qKN/m/

w

i

y

i

〔

KN

〕跨

公中

路I

1.0

1.0

四

級(jí)公分

路I

1.0

1.0

點(diǎn)

級(jí)(2).剪力計(jì)算a跨中力y0.5L/0.517.56/，L/4處力10.7580.7517.56/4.942c，支剪力y0.234(0.252.087

0.5剪力計(jì)算按以下公式計(jì)算〔其中計(jì)算支點(diǎn)處剪力時(shí)1.21)mwypyQ橫縱21

用m乘而不是

m

〕.

-

--剪力具體計(jì)算見下表荷載

1+

橫

縱

m

qwy

2

1.2y1

Q(KN跨中

公路I

1.0

1.0

0.5

級(jí)四分

公路I

1.0

1.0

點(diǎn)處支點(diǎn)處

級(jí)公路I級(jí)

1.012.08769.07117.73〔3內(nèi)力組合內(nèi)力組合按“公預(yù)規(guī)〞第4.1.2條規(guī)定進(jìn)展，當(dāng)恒載產(chǎn)生的效應(yīng)與活載產(chǎn)生的效應(yīng)同時(shí)，那么荷載組合；

SSjG

'Q1荷載類別

彎矩〔KN.m〕

剪力〔KN跨中

L4

點(diǎn)

支點(diǎn)

跨中

L4

點(diǎn)恒載〔〕G公路Ⅰ級(jí)'〔〕Q×恒載×公路Ⅰ

級(jí)控制設(shè)計(jì)內(nèi)

1279.93

力三預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)(一預(yù)力鋼筋面積的估算按承載能力極限狀態(tài)來(lái)估算,這預(yù)應(yīng)力鋼筋到達(dá)抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度凝土到達(dá)抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度.先X法應(yīng)力混凝土空心板可近似地簡(jiǎn)化按以下公式來(lái)估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的面:

rM

j由

rMhR

j

得

r

j

取設(shè)計(jì)經(jīng)歷系數(shù)

那么.

-

--y

rMh

j

=

1279.930.76

2339.05

KN預(yù)應(yīng)力筋采Фj

15.24

的鋼鉸線每根鋼鉸線的截面積a為4y

cm

2那么所需鋼鉸線數(shù)為n

R

2339.051860

8.98(根應(yīng)選用Фj

15.24

作為預(yù)應(yīng)力鋼筋12.6y

2(二預(yù)力鋼筋布置先X法應(yīng)鋼筋的構(gòu)造布置應(yīng)滿足〞公預(yù)規(guī)〞的要,取預(yù)應(yīng)力鋼筋凈保護(hù)層為得鋼筋重心離板底邊緣距離為

a

1.5242

3.262

根筋在板橫截面中呈均勻分布預(yù)力鋼筋設(shè)板跨方向呈直線變即保持預(yù)應(yīng)力鋼筋在截面中的分布見以下圖：2.5cm

a

不變。四換算截面幾何特性計(jì)算(一換算截面面積A12.6cm0hy式中n—筋彈性模量與混凝土彈性模量之比

2

EE

y

(二換算截面重心位置鋼筋換算截面對(duì)毛截面重心的靜矩(63.262)cmg換算截面重心對(duì)毛截面重心的偏離

3.

-

kkkk-kkkk-

SA

0.54下?lián)Q算截面重心至截面下緣距離換算截面重心至截面上緣距離

yy

0下0上

462.742..762.747.24鋼筋重心至換算截面重心的距離(三換算截面的慣矩

42.763.26239.46cmIIAnhhhy

46160.54

(612.639.46

4700923.9cm

(四截面抗彎模量

I4700923.9109937.4cmy42.5842.76

y

I上

下

4700923.9

cm

五截面強(qiáng)度計(jì)算一般僅需對(duì)簡(jiǎn)支橋板的跨中截面進(jìn)展正截面強(qiáng)度驗(yàn)算空板跨中截面受壓翼緣計(jì)算寬度'99i

截面有效高

3.262cmy

混凝土18.4Mpaa

鋼鉸線的度

RMpa

跨中截面大計(jì)算彎Mj

采用將空心板截面等效成字截面且忽略鉸(圖)方法進(jìn)展那b364

2

362097.36

2

得

2097.36bcmhk由1bh312

36

(7.6415)

625840.1843

代入

bk

hk

得

hb等效工字形截面的上翼緣板厚度h'yi上

h59.8414.08cm22等效工字形截面的下翼緣板厚度hi下

h59.84cm2.

-

'xhhh'xhhhii-等效工字形截面的肋板厚度b'i

28.9cm那么

186023436gg'ai

h'i

18.49925648.128N即

RARb''gii

屬于第Ⅰ類T形面,需考慮腹板局部受壓混凝土參加工那么由RAbxb')h'ggaaii

得

×28.9x+18.4×—×14.08x=11.58cm

(903.3)47.690

cmj

1r

xh'i2

故空心板正截面強(qiáng)度滿足要求六預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算按〞公預(yù)規(guī)〞規(guī)鋼鉸線X拉制應(yīng)力

取0.8

f

pk

即

=0.8×(一錨具變引起的應(yīng)力損失先X法工采用帶螺帽的錨端X拉采用超X拉,設(shè)用一塊墊板預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長(zhǎng)度取為X拉臺(tái)的設(shè)臺(tái)座長(zhǎng)L=50m,由〞公預(yù)規(guī)〞

mm

那么

h

l

Ey

63

5

24Mpa(二加熱養(yǎng)引起的應(yīng)力損失設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座間的溫度

C

l

2(t40Mpa21〔三〕鋼筋松弛損失l5

f

pe

0.26)

pe

14640.31464Mpa1860〔四〕砼彈性壓縮引起的應(yīng)力損失

l

Ep

pc

Ep

EE

c

6.

-

2ps2上上-2ps2上上-

p0

l

)17199l3l

pc

NA

M

0I

NA

N

0

yI

171994679.84700923.9

cr

Ep

pc

9.4Mpa〔五〕砼收縮X變起的應(yīng)力損失

AsA

AA

0.003

ps

ei

2ps2

eI4700923.900

設(shè)空心板所處環(huán)境的大氣相對(duì)為75%，構(gòu)件受載齡期為天，查表得，

cs

t,0

，

t2.20

l6

E

(t,t),tEp0pc

1.950.33150.0032.55

174.66〔六〕永存預(yù)應(yīng)力值預(yù)加應(yīng)力

階

段：

第

一

批

應(yīng)

力

損

失

為

4

124使用荷載作用階段，第二批應(yīng)力損失

174.66Mpa全部應(yīng)力損失

297.66預(yù)應(yīng)力鋼筋的永存預(yù)應(yīng)力為：七截面應(yīng)力計(jì)算跨中截面正應(yīng)力（一）混土應(yīng)力

297.66Mpak上緣：

n

A0

AyW0

W0

1190.3412.61190.3412.61279.934679.899511.50.5R

ba

0.528Mpa下緣：

yA

eyy

M.

-

22

--1190.3412.64679.8109937.4=0（二）預(yù)力鋼筋的最大應(yīng)力

I

1190.34

39.641255.74

Mpa支點(diǎn)截面主應(yīng)力以換算截面重心處的主應(yīng)力為例靜矩：S9942.76

42.76

(639.647.6)

36(7.5

剪應(yīng)力

2換算截面重心處砼的應(yīng)力：

yA

y

4679.8

主拉應(yīng)力：1

h2

3.2h2Mpa2.62.08Mpa42主壓應(yīng)力：

za

2

3.244

4.16Mpa0.6

0.62816.8Mpa八預(yù)施應(yīng)力階段支點(diǎn)截面上緣拉應(yīng)力驗(yàn)算先X法應(yīng)力板集中梁端某一區(qū)段內(nèi)為應(yīng)力集中區(qū)，考慮到應(yīng)力集中區(qū)長(zhǎng)度的不確切性，放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)的沖擊及其對(duì)支點(diǎn)可能不在設(shè)計(jì)位置等