装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计

1、桥梁工程课程设计任务书装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计一、设计资料1. 标准跨径：13m2. 计算跨径：计算跨径12、5m3. 桥面宽度：净-9+2x0、5m防撞护栏，桥面铺装为0、08mC40混凝土 铺装+0、06m沥青混凝土面层，桥面横坡为双向1、5%,桥面横坡由铺 装层形成。4. 设计荷载：公路- II级5. 材料：(1) 钢筋，其技术指标见表1;(2) 混凝土及其技术指标见表2,主梁混凝土为C40,防撞护栏C30,桥面铺装混凝土为C40,沥青混凝土容重为23 KN/m3,混凝土容重为 25 KN/m3o钢筋技术指标表1种类弹性模量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度R235 (MPa)2.

2、 1 x 105195195235HRB400 级2. 0 x 105330330400(Mpa)混凝土技术指标表2材料顼W参ftC40 混凝土抗压掾窄强度怡26.SMP1抗拉掾窄强度fu2.40MP1抗压设计强度lS.4MPa抗拉设计強度fu1.6SMP1抗压弹性模莹Ec32500MPa计算林料容董P26kNm3线潯胀系数臥0.00001C30混凝土抗压标准强度心20.1MPa抗拉标准徑度爲2.01 MPa抗压设计襄度入13.8MP1抗拉设计强度仏139MP1抗压弾性模莹Ec315OOMPa计算材料容董p26kNm*0.00001二、设计计算内容:1. 主梁几何特性计算2. 恒载内力计算3.

3、 荷载横向分布计算（支点处采用杠杆法，跨中采用较接板法）4. 活载内力计算5. 荷载组合。确定用于配筋计算得最不利作用效应组合6.主梁配筋计算(依据结构设计原理进行)7.绘制内力包络图8.绘制主梁一般构造图与配筋图(A3图幅，要求手绘)9.裂缝宽度验算10.主梁变形验算1R绘制主梁一般构造图与结构图、设计依据：公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015)公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)桥梁工程姚玲森编桥梁工程绍旭东结构设计原理叶见曙或张树仁编四、结构尺寸1000900L 一&亡督退熹二H4.783011鼻土1GDd32宀图1全桥主梁横斷面图2中板横断面图

4、图3边板横斷面图钢筋混凝土空心板设计计算书一：基本设计资料仁跨度与桥面宽度标准跨径：13m(2)计算跨径：12、5m桥面宽度(桥面净空)：双向行驶，净9+2*0、5m护栏(4) 设计荷载：公路二级，无人群荷载(5) 主梁预制长度：12、7m(6) 结构重要性系数/o=12:主要材料(1) 混凝土：混凝土空心简支板与狡接缝采用C30混凝土；桥面铺装上 层采用0、07m得沥青混凝土，下层为0、08m得C40混凝土。沥青重33度按23KN/m计算，混凝土重度按25KN/m计。(2) 钢筋：主筋采用HRB400钢筋。二：构造形式及截面尺寸(1) 本桥为C30钢筋混凝土简支板，由7块宽度为1、32m得空

5、心板连 接而成(2) 桥上横坡为双向2%,坡度由下部构造控制空心板截面参数：单块板高为0、8m,宽为1.32m,板间留有1.14cm 得缝隙用于灌注砂浆(4)C40混凝土空心板抗压强度标准值fck二26、8MPa ,抗压强度设计值人d=8、4MPa,抗拉强度标准值人*二2、40MPa,抗拉强度设计值人d=、F465MPa,C30混凝土得弹性模量为仝二3、25*10 MPa三；空心板截面几何特性计算1毛截面面积计算1 二4884C1J 已知儿二3997489（匸12 2=8b 二门 4 h 二 684b2h22ht=7*2ht2=10 0156*l06m4等效图四主梁内力计算1永久作用效应计算；

6、（1）空心板自重（一期结构自重）5：C- 4F二4884*1*25= 2、21KN/m桥面系自重（二期结构自重）2：2二（12、14+10*0. 08*25+10*0、06*23）/7二6、563KN/m由上述计算得空心板每延米总重力为；G=12 21+6、 563=18. 773KN/m由此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结果如下表1表1:简支空心板永久作用效应计算表作用 种 类作用(KX/m)计算跨径/m作用效应-弯知M/KN*m作用效应-剪力V/KX跨中1/4跨支点1/4跨跨中C112、2112、5238、4766178、857476、 312538、15630C26、56312、5

7、128、183696、 137741、 018820、50940G18、 77312.5366、6602274、9951117、331358、665702可变作用效应计算根据公通规，公路-II级车道荷载得均布荷载标准值作与集中荷 载标准值匕；作二0、75*10、5KN/m二7、875KN/m,360 - 270计算弯矩时，P&【50-5 (12、3-5)+270】*0、75KNP57、5KN(1)冲击系数与车道折减系数计算：结构得冲击系数U与结构得基频 f有关，故应先计算结构得基频：兀 區 314159 |3.25 * 1010 * 3.99749 * 10 2f=2l me=2 * 12.1

8、2358.8=q、265HzG 18.773 * 103其中硕kg/m=1913 66kg/m由于1、5Hz=f 53m2M汽二 m （作叫+卩弭0二210、92KN/m （不计冲击时）M汽 =（1+p） gm（作叫c+P*約二286、21KN/m（计冲击时）剪力计算有：二0、5 k二0、5札/2札/2二1、5375V汽二占讥作力卩約二34、87KN（不计冲击时）U汽=（1+u）5（恥祖儿）=47、32KN（计冲击时）2:1/4截面处Pk=157.5KN7.875KN/R1 111 1Pk89KN弯矩计算:1A有九= 3L/16二2、344mA7k=22L=4、648m2M汽二,（作叫+卩弭0

9、二158、2KN/m（不计冲击时）M汽二（1+u）,（作叫儿）二214、68KN/m（计冲击时）剪力计算:1 33有 二0、75二3 石L二3、5156m汽二,（作叫+卩弭0二55、32KN（不计冲击时），汽=（1+R）5饰叫+卩肌）二75、07KN（计冲击时）3支点截面剪力汽二g m（作叫+卩約二门5、59KN （不计冲击时）汽二（1+口）gm（作叫+PQ）h56、86KN（计冲击时）050.3265L89kn/n7.875KN/n11 1H U H U H H U13作用效应组合根据作用效应组合，选取四种最不利效应组合：短期效应组合、长期效应组合、标准效应组合与承载能力极限状态基本组合，见

10、表2表2作用效应组合表丿了号荷载作用跨中截面四分点截面支点截面MmaxVmaxMmaxVmaxVmax(KN*m)(KN)(KN*m)(KN)(KN)1第一期作用238、 840178、8638、1676、312第二期作用128、 18096、1420、5141、023总永久作用（=1+2）366、 660275、0058、67117、334可变作用（汽车不计冲击）210、 9234、87158、2055、32115、595可变作用（汽车计冲击）286、 2147、32214、6875、07156、866标准组合（二3+5+6）652、 8747、32489、68133、74274、197短期

11、组合（二3+07*4+6）514、 3024、41385、7497、39198、248极限组合（二1、2*3+1、4*5+0、 8*1、 4*6）840、 6966、25630、55175、50360、409长期组合（=3+0、4*4+0、4*6）451、 0313、95338、2880、80163、57五 持久状况承载能力极限状态下得截面设计、配筋与 验算1配置主筋假设截面受压区高度X二840、 69*10解 x=55、09mm 840、69KN*m满足截面承载力要求3斜截面抗剪承载力计算北二360、 40kN丐二66、 25kN假定没有弯起钢筋0、51 * 1 丁曲/。二0、51 *1 杓

12、40*755*200二483、83心卩0叫二1*360、 40二360、 40KN在进行受弯构件斜截面抗剪承载力配筋设计时，若满足条件 人必/二。、5*10為九/o可不进行斜截面抗剪承载力计算，仅 按构造要求配置钢筋即可。二 1*360、40二360、40KN0、5*1 也殆心二0、5*10 *1*1 65*200*750二 123、75KN_ 3对于板式受弯构件0、5*1迥人北厲计算值可以乘以1、25得提高系数则_ 31、25*0、5*10也#0=1、25*0、5*1 *1*1、65*200*750=154. 688KN因此卩0匕/1、25*0、5*10a2人d/o故应进行持久状况斜截面抗剪

13、承载力验算（1）斜截面配筋得计算图示 最大剪力取用距支座中心h/2（梁高一半）处截面得数据，其 中混凝土与箍筋共同承担得剪力，cs不小于60%叫，弯起钢筋（按t45弯起）承担得剪力sd不大于40%町 计算第一排（从支座向跨中计算）弯起钢筋时，取用距支座h/2处由弯起钢筋承担得那部分剪力值 计算第一排弯起钢筋以后得每一排弯起钢筋时，取用前一排弯起钢筋下面弯起点处由弯起钢筋承担得那部分剪力值PU26S2W3 我09CU9 由内插可得，距支座中心h / 2处得剪力效应d二(360.4 - 66.25)(6.25-0.4)莎+66、 25二350、 99KN则相应各排弯起钢筋得位置及承担得剪力值见表4

14、表4弯起钢筋位置与承担得剪力值计算表斜筋排次弯起点距支座中心距离/m承担得剪力值Vi /KX10、744140、 3921、388114、 7932、03284、4942、67654、1853、32023、87(2)各排斜筋得计算：与斜截面相交得弯起钢筋得抗剪承载能力按下式计算二0、75*10 sdAsbs i n0sa o【Sd二280MPaus=45故相应于各排弯起钢筋得面积按下式计算 丄 2 冬归().75 * 10 3f；A6sines=0.16508mm计算得每排弯起钢筋得面积见表5表5弯起钢筋面积计算表弯起排次每排弯起钢筋 计算面积A2sb/mm弯起钢筋数目每排弯起钢筋实际面积b1

15、850、 4420259822695、 362 9 kN*m93.6P684截断刚筋验算时，应考虑钢筋得锚固长度，对于HRB400,取锚固长度为30d=75cm4箍筋设计a：&()2 10 (2 + 0.6P)圧二4s bh0f SV箍筋间距计算公式为二(即yai=1 a3=1. 1 b=20cm h0=75cm 几讹二 40选用10mm得HRB335单肢箍筋则力匚0、785加距支座中心厲/2处得主筋为625,力匚29、45旳有效髙度力029.45=80-5=75cm p 二20 * 75=、96%,因此 P=100 p =1. 96最大剪力设计值5二353、77KNI2 * 1.12 * 0

16、.2 10 (2 + 06 * 1.96)40 * 78.5 * 280 200 * 750，C2%二(0S1* 360.4)2二283、3mmh因为*卩二283、3mmW狂400满足规范要求在跨中部分选用卩二200mm,在支座中心向跨中方向长度1倍粱高(80cm)范围内,间距取100mm由上述计算，箍筋得配置如下：全梁得箍筋配置为10单肢箍筋，在 由支座中心至距支点1、7m段，箍筋间距100mm,其她部分箍筋间距200mm则箍筋配筋率为: 当间距SV=100mm 时，Psvd，匸78、5/100*200二0、393%当间距Sv=200mm 时,57/200*200二0、196%均满足最小配箍

17、率不小于0、12%得要求六持久状况正常使用极限状态下得裂缝宽度验算最大宽度裂缝计算WC.C.CC 3()+ d ) (mm)E. 0.28+ 10pp 二bh0 +(bf -b) hr式中,C =1 0 C2=1+0 5N./N =1+0 5*竺空二1、438514.30C 3 二1、0 d=25mm E s =2*10 5 MPa b f =132cm h f =12cmh0=75cma “ = _ 壬=20、07*104 KN/m20.870. 87 * 39. 27 * 10_, * 0. 75As=3927mm2p=4=二0、015bh0 (bf - b)hf 200 * 755 +

18、(114 - 20) * 12代入w“公式得Wn：=1*K 438*1 * 20-07- 1Q-(30 +-20)二0、18 154-1)*39. 27二5086、 40cm2计算全截面换算截面受压区高度X。Aoxo=|bf hj+|b(h2-hf ) + (n-1) Ash02 2x =i*114*12,2+-*20(802-122) + (6 154-1)*39. 27*75cm/5086.2 240=16x 90cm计算全截面换算重心轴以上部分面积对重心轴得面积矩s()S0 = lbx-+(bt-b)hf (x-虹)二丄*20*16、902+(114-20)*12*(162 2 290-

19、)2=15151 3cm2二2人S产2*2、01*2、06*107=8 24*107=7. 2726*107N mm设开裂截面换算中性轴距梁顶得距离为x(cm)，由中性轴以上与以下换算截面面积矩相等得原则，按下式求解xlbfx2-(b.-b) (x-ht) -nA, (ho-x)=O2整理得 x+136、97x-2489、307=0 得 x=16 247cmhf=12cm 因此假设正确可计算开裂截面换算截面惯性矩I cr=nAs (h0-x) 2+-bfx-i (bf-b) (x-hf)-代入数据得I =6 154*3927* (750-162 47) 2+1*1140*162 47 33-1 (1140-200) (162、47-120)3 =9. 9478*109 mm43Bcr=Ec lcr=3. 25*104*9. 9478*109 =3 233*1014N mm2B(尸0、95EJo=O 95*3、25*104*3. 9975*10,0=1. 234*10,5N mm2则B=BMs L MsB%1. 234 * 1013(7