空心板—xxx湾西桥计算书

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1、一、结构概况本计算适用于“改建马家湾西桥”，本桥为四跨4x14m装配式后张预应力混凝土简支空心板桥，横桥向宽10000mm，两侧设1500mm人行步道，横向布置7块空心板。其中空心板板长13960mm，板高600mm，板宽1240mm；空心板顶面现浇100152.5mm砼，其上设防水层，顶层采用沥青砼桥面80mm。“改建孔家井闸桥”为三跨3x13.5m装配式后张预应力混凝土简支空心板桥，横桥向宽5100mm，布置3块空心板。其中空心板板长13460mm，板高600mm，板宽1240mm；空心板顶面现浇100130mm砼，其上设防水层，顶层采用沥青砼桥面80mm.。计算参考上述“改建马家湾西桥”

2、。二、横向分布系数1)基本数据梁长13.96m组合桥面无m计算梁长13.40m横向布置梁根数7根梁宽1.24m桥宽10.0m梁高0.60m连接方式铰接横断面布置图2)惯性矩计算 抗弯惯性矩: 抗扭惯性矩: 1.00; 0.49; 0.24; 0.12; 0.1; 其中:腹板中到中距离； 顶板中到底板中距离； 腹板厚； 顶板厚； 底板厚；刚度比: 其中:梁宽=1.24m； 计算梁长=13.4m；3)冲击系数4)横向分布系数5)二期荷载人行步道: 栏杆: 桥面现浇砼: (1号梁) (2号梁)桥面沥青砼: (1号梁) (2号梁)6)二期荷载组合二期恒载1号粱:1.322x0.3487+0.15x0.

3、3651+0.445+0.068=1.03t/m2号粱:1.322x0.2887+0.15x0.2869+0.458+0.228=1.11t/m二期活载1号粱:0.3x1.1x0.341=0.113t/m2号粱:0.3x1.1x0.2895=0.096t/m三、设计标准1)设计标准设计荷载:公路级荷载2)设计规范公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)四、主要计算参数取值1 荷载类型 计算荷载类型 表3-1 荷载分类荷载名称永久作用结构重力(包括结构附加重力)预加力混凝土收缩及徐变作用可变作用汽车荷载汽车冲击力2 设计荷载

4、1)自重及二期恒载:包括结构自重及桥面二期恒载。混凝土容重按2.6tm3。二期恒载包括沥青铺装、人行步道等。2)汽车活载:汽车竖向活载包括汽车动力作用时，为汽车竖向静活载乘以动力系数(1)，按公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004规定取值。3)混凝土收缩徐变:混凝土徐变加载龄期为10天，终极龄期为1500天。3 主要材料1)混凝土: C50混凝土，E3.45104 MPa，2.6t/m3。2)预应力: 预应力束:5S15.20(75)，fpk1860Mpa，Ep1.95105Mpa预应力损失计算参数:锚下张拉控制应力:con0.72fpk1339.2Mpa波纹管成孔:0.25，k0.0

5、015锚具变形:张拉端6mm4 荷载组合进行承载能力极限状态设计时只考虑基本组合: “组合”1.2恒载+1.4(1+)汽车荷载+0.81.4人群荷载进行持久状况正常使用极限状态设计时:采用作用(荷载)的短期效应组合和长期效应组合，汽车荷载不计冲击系数。 5 计算阶段1、裸梁阶段2、张拉钢绞线阶段(波纹管内未灌注砼)3、张拉钢绞线阶段(波纹管内灌注砼)4、施加二期恒载阶段5、收缩徐变阶段6、使用阶段五、1号梁计算1计算程序及模型采用三维桥梁结构计算分析通用系统ASBEST(奥思特)计算，采用平面梁单元法，共29个梁单元，30个节点。图4.1模型总图 图4.2单元所调用的截面图4.3索立面图图4.

6、4跨中截面索横断面图图4.5支点截面索横断面图图4.6预应力索规格图图4.7约束图2 持久状况承载能力极限状态验算1） 正截面抗弯强度验算由最大单元弯矩图及最小单元弯矩图可知，截面弯矩均小于截面承载力，满足要求。截面最大弯矩包络图截面最小弯矩包络图图4.8弯矩包络图(t-m)2） 斜截面抗剪强度验算图4.9剪力包络图(t)取支点截面、1/4跨中截面、1/2跨中截面进行斜截面抗剪强度验算。表4-1单位支点截面1/4跨中截面1/2跨中截面最大剪力t-33.7-21.1-6.8表4-2支点截面异号弯矩影响系数11应力提高系数21.25受压翼缘影响系数31.1腹板宽度b480mm截面有效高度h0=31

7、1mm受拉钢筋面积(普通钢筋+预应力钢筋)A2780mm2受拉筋配筋率0.0186227受拉筋配筋百分率P1.8622722混凝土强度等级fcu,k50MPa箍筋面积Asv452.38934mm2箍筋间距sv100mm箍筋配筋率sv0.0094248箍筋抗拉强度设计值fsv280MPa混凝土和箍筋的抗剪承载力设计值Vcs70.4t抗剪承载力设计值合计V70.4t荷载产生的最大剪力设计值Vd=33.7t满足表4-31/4跨中截面异号弯矩影响系数11应力提高系数21.25受压翼缘影响系数31.1腹板宽度b480mm截面有效高度h0=460mm受拉钢筋面积(普通钢筋+预应力钢筋)A2780mm2受拉

8、筋配筋率0.0125906受拉筋配筋百分率P1.259058混凝土强度等级fcu,k50MPa箍筋面积Asv452.38934mm2箍筋间距sv100mm箍筋配筋率sv0.0094248箍筋抗拉强度设计值fsv280MPa混凝土和箍筋的抗剪承载力设计值Vcs98.0t抗剪承载力设计值合计V98.0t荷载产生的最大剪力设计值Vd=21.1t满足表4-41/4跨中截面异号弯矩影响系数11应力提高系数21.25受压翼缘影响系数31.1腹板宽度b480mm截面有效高度h0=460mm受拉钢筋面积(普通钢筋+预应力钢筋)A2780mm2受拉筋配筋率0.0125906受拉筋配筋百分率P1.259058混凝

9、土强度等级fcu,k50MPa箍筋面积Asv452.38934mm2箍筋间距sv100mm箍筋配筋率sv0.0094248箍筋抗拉强度设计值fsv280MPa混凝土和箍筋的抗剪承载力设计值Vcs98.0t抗剪承载力设计值合计V98.0t荷载产生的最大剪力设计值Vd=6.8t满足3 持久状况正常使用极限状态验算1） 预应力混凝土正截面抗裂验算(a)单元上缘最小应力(b)单元下缘最小应力图4-10【stpc】(单位:t/m2)由上图看出，短期效应组合下:，满足全预应力砼的抗裂要求。2） 预应力混凝土斜截面抗裂验算图4-11单元截面主拉应力(单位:t/m2)由上图看出，短期效应组合下:，满足全预应力

10、砼的抗裂要求。3） 挠度验算活载作用下的最大挠度:4mm，满足规范要求。4 持久状况应力验算1） 预应力混凝土最大压应力验算 (a)单元上缘最大压应力 (b)单元下缘最大压应力 图4-12单元上下缘最大压应力(单位:t/m2)由上图看出，满足全预应力砼的规范要求。2） 预应力混凝土最大主应力验算 (a)单元截面最大主应力由上图看出，满足全预应力砼的规范要求。 (b)单元截面最小主应力由上图看出， 满足全预应力砼的规范要求。 图4-13单元截面主应力(单位:t/m2)3） 预应力钢筋的最大拉应力验算图4-14预应力钢筋最大拉应力(单位:t/m2)由上图看出，满足全预应力砼的规范要求。5 短暂状况

11、应力验算施工阶段:第二施工阶段(张拉预应力索)。 (a) 单元上缘最大拉应力最大拉应力；由上图看出，均小于规范控制值，满足全预应力砼的规范要求。 (b) 单元下缘最大压应力 图4.15单元上下缘应力(单位:t/m2)最大压应力；由上图看出，均小于规范控制值，满足全预应力砼的规范要求。6 预应力管道保护层厚度验算波纹管净保护层最小处为5cm，满足规范要求。7 支座反力验算支座反力均受压，满足使用要求。六、2号梁计算1计算程序及模型采用三维桥梁结构计算分析通用系统ASBEST(奥思特)计算，采用平面梁单元法，共29个梁单元，30个节点。图4.1模型总图 图4.2单元所调用的截面图4.3索立面图图4

12、.4跨中截面索横断面图图4.5支点截面索横断面图图4.6预应力索规格图图4.7约束图2 持久状况承载能力极限状态验算1） 正截面抗弯强度验算由最大单元弯矩图及最小单元弯矩图可知，截面弯矩均小于截面承载力，满足要求。截面最大弯矩包络图截面最小弯矩包络图图4.8弯矩包络图(t-m)2） 斜截面抗剪强度验算图4.9剪力包络图(t)取支点截面、1/4跨中截面、1/2跨中截面进行斜截面抗剪强度验算。表4-1单位支点截面1/4跨中截面1/2跨中截面最大剪力t-33.9-21.3-6.9表4-2支点截面异号弯矩影响系数11应力提高系数21.25受压翼缘影响系数31.1腹板宽度b480mm截面有效高度h0=3

13、11mm受拉钢筋面积(普通钢筋+预应力钢筋)A2780mm2受拉筋配筋率0.0186227受拉筋配筋百分率P1.8622722混凝土强度等级fcu,k50MPa箍筋面积Asv452.38934mm2箍筋间距sv100mm箍筋配筋率sv0.0094248箍筋抗拉强度设计值fsv280MPa混凝土和箍筋的抗剪承载力设计值Vcs70.4t抗剪承载力设计值合计V70.4t荷载产生的最大剪力设计值Vd=33.9t满足表4-31/4跨中截面异号弯矩影响系数11应力提高系数21.25受压翼缘影响系数31.1腹板宽度b480mm截面有效高度h0=460mm受拉钢筋面积(普通钢筋+预应力钢筋)A2780mm2受

14、拉筋配筋率0.0125906受拉筋配筋百分率P1.259058混凝土强度等级fcu,k50MPa箍筋面积Asv452.38934mm2箍筋间距sv100mm箍筋配筋率sv0.0094248箍筋抗拉强度设计值fsv280MPa混凝土和箍筋的抗剪承载力设计值Vcs98.0t抗剪承载力设计值合计V98.0t荷载产生的最大剪力设计值Vd=21.3t满足表4-41/4跨中截面异号弯矩影响系数11应力提高系数21.25受压翼缘影响系数31.1腹板宽度b480mm截面有效高度h0=460mm受拉钢筋面积(普通钢筋+预应力钢筋)A2780mm2受拉筋配筋率0.0125906受拉筋配筋百分率P1.259058混

15、凝土强度等级fcu,k50MPa箍筋面积Asv452.38934mm2箍筋间距sv100mm箍筋配筋率sv0.0094248箍筋抗拉强度设计值fsv280MPa混凝土和箍筋的抗剪承载力设计值Vcs98.0t抗剪承载力设计值合计V98.0t荷载产生的最大剪力设计值Vd=6.9t满足3 持久状况正常使用极限状态验算1） 预应力混凝土正截面抗裂验算(a)单元上缘最小应力(b)单元下缘最小应力图4-10【stpc】(单位:t/m2)由上图看出，短期效应组合下:，满足全预应力砼的抗裂要求。2） 预应力混凝土斜截面抗裂验算图4-11单元截面主拉应力(单位:t/m2)由上图看出，短期效应组合下:，满足全预应

16、力砼的抗裂要求。3） 挠度验算活载作用下的最大挠度:3mm，满足规范要求。4 持久状况应力验算1） 预应力混凝土最大压应力验算 (a)单元上缘最大压应力 (b)单元下缘最大压应力 图4-12单元上下缘最大压应力(单位:t/m2)由上图看出，满足全预应力砼的规范要求。2） 预应力混凝土最大主应力验算 (a)单元截面最大主应力由上图看出，满足全预应力砼的规范要求。 (b)单元截面最小主应力由上图看出， 满足全预应力砼的规范要求。 图4-13单元截面主应力(单位:t/m2)3） 预应力钢筋的最大拉应力验算图4-14预应力钢筋最大拉应力(单位:t/m2)由上图看出，满足全预应力砼的规范要求。5 短暂状况应力验算施工阶段:第二施工阶段(张拉预应力索)。 (a) 单元上缘最大拉应力最大拉应力；由上图看出，均小于规范控制值，满足全预应力砼的规范要求。 (b) 单元下缘最大压应力 图4.15单元上下缘应力(单位:t/m2)最大压应力；由上图看出，均小于规范控制值，满足全预应力砼的规范要求。6 预应力管道保护层厚度验算波纹管净保护层最小处为5cm，满足规范要求。7 支座反力验算支座反力均受压，满足使用要求。