(20m预应力混凝土空心板桥设计

20m预应力混凝土空心板桥设计1设计资料和结构配置1.1设计资料1 .桥的跨度和桥的宽度标准跨度： 20m (腿中心距离)主桥全长： 19.96m；计算跨度： 19.60m米桥面网宽： 2网看11.25m桥整体布局图护栏的宽度：内侧为0.75米，外侧为0.5米。桥面铺装：上层是9厘米沥青混凝土，下层是10厘米厚的混凝土，支点是12厘米钢筋混凝土。2 .设计负荷采用道路-级汽车负荷。3 .材料混凝土：强度等级为C50，主要指标如下预应力钢筋选定17 (七股)S15.2mm钢绞线，其强度指标如下普通钢筋、箍筋和结构钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标如下4 .设计依据交通部简称为公路桥涵设计通用规范 (JTG D602004 )、桥规交通部简称为公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D622004 )、公预规。公路工程技术标准 (JTG 2004 )公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D602004)条文应用算例钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理 (由新的jtgdd600-2004创建)公路桥涵设计手册梁桥（上册）1.2结构形式和尺寸选定全桥空心板横截面的配置如图，各空心板的截面和构造尺寸如图所示图3-1中板横截面图3-2中板横截面图图3-3绞线钢筋施工的大样本图3-4矩形换算截面1.3空心板毛截面几何特性计算对于部分挖掘了预制中板的截面几何特性的截面，按照下式计算其几何特性：1 .毛截面积：A 22 .从截面重心到截面上缘的距离：4247.038e=998585/2- 0.5105 (705/3 ) 0.5565 (652/35 ) 551/25/357070/2 2-62.52/440e=44.993公分3 .空心板截面相对于重心轴的惯性矩：-62.54/64 -62.52/4 (44.993-40 ) 2=.358 4公分4=3.775101041.4内力计算1 .空心板简化图计算：若设板宽为b，则85b=4247.038 3067.962解： b=86.0592 .空心板断面的重心位置保持一定，设断面空心板形心轴从原来的空心形心位置换算的距离为x，则为：86.0598585/2-3067.962 (40x )/4247.038=44.993X=-0.951公分(注：中空位置从原来的位置移动0.951cm )3 .保证截面积和惯性距离相等，如图所示提高中空截面换算成矩形时的宽度PS K=3067.96286.059853/1286.05985 (44.993-85/2 )2- bhk (44.993-400.951 )2=.358取得： PS=47.051PS=65.2054 .截面板厚度换算：侧壁厚度： t3=(86.059-65.205)/2=10.427厘米上天壁厚度： t1=40-47.051/2-0.951=15.524厘米下顶壁厚度： t2=45-47.051/2 0.951=22.426厘米5 .计算空心板截面的扭转惯性距离：2作用效果计算2.1永久负荷(定负荷)引起的内力1 .预制装配式自重(一期恒荷)中板： (KN/m )侧板： g1=255152.03810-10=12.880(KN/m )2 .桥面系自重(第二期恒荷)(1)桥面铺装采用厚度为10厘米的混凝土、9厘米的沥青混凝土的情况下，桥面铺装的每米的重量为KN/m(2)防撞栏和防撞墙：计算为1.183 KN/m(3)光圈自重： KN/m由此，空心板每延米的总重力g为：gI=(g110 g12)/12=10.995KN/m3 .上部稳态载荷内力计算计算图纸如图3所示，若计算截面距左支撑台的距离，则主梁弯曲力矩和剪切力的计算公式分别如下Vg=gv=g(1-2)L/2其计算结果示于表3-1内力Mg=g MVg=g V二分之一四分之一二分之一四分之一0M=(1-)L2/248.0236.015V=(1-2)L/204.99.810.955526.059394.544053.680107.3598.430404.809303.606041.30782.61419.385930.868698.150094.987189.973表3-1恒负荷内力汇总表2.2可变载荷(活载荷)引起的内力桥规规定在桥梁结构整体计算中采用车道载荷。 道路-级车道负荷由平均分布负荷和集中负荷：由两部分组成。另一方面，计算单纯力效果时，集中载荷的基准值乘以1.2的系数，即计算剪切力时1 .汽车载荷横向分布系数的计算(1)支撑台上的负荷横向分布系数m0的计算(杠杆法)支点处的负荷横向分布系数用杠杆原理法计算。 根据图3-4、310号板的横向支承系数如下计算图3-4支点处的载荷横向分布影响线三辆车：=1/2=0.5两行汽车：=1/2=0.5(2)跨中和L/4的负荷横向分布系数由于区块间是用企业的缝隙连接的，所以横跨中间的负荷的横向分布系数是用铰链板法计算的。首先，计算空心板的刚性系数求出刚性系数后，根据梁桥设计手册(上卷)的铰链板载荷横向分布影响线用表(附表)，以=0.01和=0.02内插求出与=0.0119对应的影响线纵坐标值，结果如表3-2所示根据影响线的纵坐标值绘制影响线的纵图，放在纵图上，在计算汽车负荷时，多车道的减少，三车道的减少系数，=0.78，影响线的负荷图如图3-5所示。表3-2跨度中及L/4处的影响线的纵坐标值木板号令单位载荷作用的位置(I号板的中心)12345678910111210.001918816113010608607105905304303903603420.001916115713711109107406205204504003703630.001913013713712109908106705704904404003940.001910611112112611209207606405604904504350.001908608909911211810708907506405705205060.0019071074081092107115106089076067062059图3-5在各板横向分布影响线和横向最不利的配置图1号板：汽车：三列：=1/2=1/2(0. 1810.1290.0990.069.055.042 )=0.288打折后：=0.780.288=0.225双列：=1/2=1/2(0. 1810.1290.099.069 )=0. 2390.225两行：=0.239第二号：汽车：三列：=1/2=1/2(0. 1600.1360.1030.0720.0570.044 )=0.287打折后：=0.780.287=0.224两列：=1/2=1/2(0. 1600.1360.1030.072 )=0. 2360.224两行：=0.236主板3 :汽车：三列：=1/2=1/2(0. 1320.1370.1130.079.0620.048 )=0. 286打折后：=0.780.286=0.223两列：=1/2=1/2(0. 1320.1370.1130.079 )=0. 2310.223两行：=0.231四号板：汽车：三列：=1/2=1/2(0. 1090.1230.1170.0850.067.052 )=0.277折扣后：=0.780.277=0.216两列：=1/2=1/2(0. 1090.1230.1170.085 )=0. 2170.216两列取：=0.217主板5 :汽车：三列：=1/2=1/2(0. 0950.1140.1110.0830.067.054 )=0.262折扣后：=0.780.262=0.204两列：=1/2=1/2(0. 095.1140.1110.083 )=0. 2020.204三列取：=0.204六号板：汽车：三列：使用位能放下创作作品使用种种子类=1/2=1/2(0. 10.110.1090.083.0690.060 )=0.266打折后：=0.780.286=0.207两列：=1/2=1/2(0. 10.110.1090.083 )=0. 2010.207取三列：=0.2073-3各板的负荷横向分布系数汇总表：两行汽车三行汽车一号板0.2390.225二号板0.2360.224三号板0.2310.223四号板0.2170.216五号板0.2020.204六号板0.2010.207从表的数据可以看出，2行汽车、3行汽车起作用的情况下，1号板的横向分布系数最不利，因此横跨中和L/4的负荷的横向分布系数取安全的值=0.239(3)从支点到L/4的负荷横向分布系数从支点到L/4的负荷横向分布系数用直线插值法求出空心板载荷的横向分布系数汇总于表3-43-4空心板的负荷横向分布系数跨越中1/4L支点汽车负荷三行0.2250.5两行0.2390.52 .活荷载内力计算(1)冲击系数的计算公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004 )第4.3.2中，汽车冲击系数的计算采用以结构基频为主要影响因素的计算方法，对简单支撑梁桥，结构频率f可以按下式计算仪式中g=23.1745 () l=19.6 (m ) IC=.358 (13775.078152525352535253525353525353535353535353535353535353535g=9.8 (m/S2 ) e=3.25104 (MPa )=3.251010 (n/m2 )。所以求出的冲击系数(1 )=1.1752(2)车道负荷效果如通用规范(jtgdd600-2004 )第4.3.1所述，道路-i级车道负荷的平均分布负荷基准值为KN/m。集中载荷的标准值按如下方式进行插值(PS )在计算车道载荷对空心板中和截面的效果时，平均布载荷满足对空心板最不利的该影响线，集中载荷仅作用于影响线中的最大影响线峰计算力矩的公式如下所示图3-6中空心板横断中及l/4及支点剖面内力影响线及路线图 L/2截面(图3-6 )1 )弯曲力矩：两行车道负荷：冲击系数：除外mq1k=1.0 (0. 23910.548.02.239238.44.9 )=399.696 (knm )计算冲击系数：mq1k=(1) mq1k=1. 1752399.696=469.723 (knm )3车道负荷：冲击系数：除外mqi=1.0(0. 288310.548.02.285328.44.9 )0. 78=375.681 (knm )计算冲击系数：mqi=1. 1752 (0. 288010.548.02.28285328.44.9 )0. 78=441.500 (knm )2 )剪切力两行车道负荷：冲击系数：除外vq1k=1.