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文档简介

1、部颁图30米小箱梁计算书部颁图30米小箱梁计算书部颁图30米小箱梁计算书实用标准目录1计算依据与基础资料.11.1标准及规范.1标准.1规范.1参照资料.11.2主要材料.11.3设计要点.22横断面布置.22.1横断面布置图.22.2跨受骗算截面尺寸.33汽车荷载横向散布系数、冲击系数计算.33.1汽车荷载横向散布系数计算.3刚性横梁法.3刚接梁法.7铰接梁法.10比较正交异性板法(G-M法).14荷载横向散布系数汇总.173.2剪力横向散布系数.183.3汽车荷载冲击系数值计算.18汽车荷载纵向整体冲击系数.18汽车荷载的局部加载的冲击系数.18文档实用标准4主梁纵桥向构造计算.184.1

2、箱梁施工流程.184.2相关计算参数的采用.194.3计算程序.204.4长久状况承载能力极限状态计算.20正截面抗弯承载能力计算.20斜截面抗剪承载能力计算.214.5长久状况正常使用极限状态计算.21抗裂验算.22挠度验算.234.6长久状况和短暂状况构件应力计算.25使用阶段正截面法向应力计算.25使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算.26施工阶段应力验算.274.7中支点下缘配筋计算.294.8支点反力计算.294.9其他.305桥面板配筋计算.305.1荷载标准值计算(弯矩).30预制箱内桥面板弯矩计算.31现浇段桥面板弯矩计算.33悬臂段桥面板弯矩计算.35文档实用标准5.2荷载标

3、准值计算(支点剪力).37预制箱内桥面板支点剪力计算.37现浇段桥面板支点剪力计算.375.3长久状况承载能力极限状态计算.38预制箱内桥面板承载能力极限状态计算.38现浇段桥面板承载能力极限状态计算.40悬臂段桥面板承载能力极限状态计算.415.4长久状况抗裂计算.44预制箱内桥面板抗裂计算.44现浇段桥面板抗裂计算.45悬臂段桥面板抗裂计算.476横梁计算.496.1跨中横隔板计算.496.2端横梁、中横梁计算.537附图.51文档实用标准预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术通用图计算书(30m装配式预应力混凝土连续箱梁)计算依据与基础资料1.1标准及规范标准?跨径:桥梁标准跨径30m;

4、跨径组合530m(正交);?设计荷载:公路级;?桥面宽度:(路基宽28m,高速公路),半幅桥全宽13.5m,0.5m(护栏墙)+12.0m(行车道)+1.0m波型护栏)13.5m;?桥梁安全等级为一级,环境条件类。规范?公路工程技术标准JTGB01-2003?公路桥梁设计通用规范JTGD60-2004(简称通规)?公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004(简称预规)参照资料?公路桥涵设计手册桥梁上册(人民交通出版社2004.3)1.2主要材料1)混凝土:预制梁及现浇湿接缝、横梁为C50、现浇调平层为C40;2)预应力钢绞线:采用钢绞线s15.2,fpk1860MPa,Ep

5、1.95105Mpa文档实用标准3)普通钢筋:采用HRB335,fsk335MPa,ES2.0105Mpa1.3设计要点1)本计算示例按后张法部分预应力混凝土A类构件设计,桥面铺装层80mmC40混凝土不参与截面组合作用;2)根据组合箱梁横断面,采用荷载横向散布系数的方法将组合箱梁简化为单片梁进行计算,荷载横向分配系数采用刚性横梁法、刚(铰)接梁法和比较正交异性板法(G-M法)计算,取其中大值进行控制设计。3)预应力张拉控制应力值con0.75fpk,混凝土强度达到90时才允许张拉预应力钢束;4)计算混凝土收缩、徐变惹起的预应力损失时张拉锚固龄期为7d;5)环境平均相对湿度RH=80;6)存梁

6、时间为60d。横断面布置2.1横断面布置图单位:m文档实用标准2.2跨受骗算截面尺寸单位:mm边、中梁毛截面几何特性表2梁号边梁中梁抗弯弹性截面重心抗弯弹性截面重心面积面积几何特性Am2模量到顶板距Am2模量到顶板距Im4Im4离yxm离yxm1.28530.39460.5501.27290.3940.553汽车荷载横向散布系数、冲击系数计算3.1汽车荷载横向散布系数计算刚性横梁法1)抗扭惯矩计算宽跨比B/L13.5/300.450.5,可以采用刚性横梁法。荷载横向散布系数计算时考虑主梁抗扭刚度的影响,抗扭刚度采用文档实用标准42n3计算,计算采用以下简化截面(单位mm):公式ITdsi1ci

7、biti?t计算得边梁抗扭惯矩IT边0.396+0.0040.400m4,中梁抗扭惯矩IT中0.396+0.0030.399m4,计算结果表示:悬臂对主梁抗扭惯矩贡献很小,为简化计算,可以忽略悬臂影响;同时边、中梁截面几何特性相差不到1,按主梁截面均相同计算对结果影响不大,以下计算按主梁截面均相同考虑。抗扭系数10.307。Gl2ITi1ai2Ii12E2)荷载横向散布影响线计算影响线坐标按公式kiIkeakIk计算,计算结果见表3-1。nnai2IiIii1i1影响线坐标表表31影响线坐标梁位k1k2k3k41号梁0.3880.2960.2040.112文档实用标准2号梁0.2960.265

8、0.2350.2043)汽车荷载横向散布系数计算在影响线上布置车轮,相应地点处的竖标总和即为荷载横向散布系数,荷载散布系数以单列车为基数。二列车mcq111.358/20.679三列车mcq110.781.785/20.780.696qq22二列车mcq211.119/20.560三列车mcq210.781.595/20.780.622qq22计算表示,1号梁(边梁)和2号梁(中梁)均在布三列车时汽车散布系数最大,mcq1=0.696,mcq2=0.622。4)采用桥梁构造计算程序桥梁博士v3.0计算输入原始数据见下列图:文档实用标准计算结果如下表:影响线坐标表表32影响线坐标梁位k1k2k3

9、k41号梁0.3880.2960.2040.1122号梁0.2960.2650.2350.204汽车荷载横向散布系数表表33项目1号梁2号梁文档实用标准二列车三列车二列车三列车横向散布系数0.6780.6950.5590.622刚接梁法1)荷载横向散布影响线计算I20.39462计算刚度参数b3.40.0735,5.85.80.430ITl390Id130.39460.863343390430.021lgh1300.18参见“公路桥涵设计手册梁桥上册”人民交通出版社1996.3,查表2-2-2计算如下:1号梁影响线坐标计算表表340.010.03123412340.060.3760.2800.

10、1990.1460.4000.2790.1850.1350.080.4000.2860.1900.1240.4240.2840.1750.117一次内插0.3920.2840.1930.1310.4160.2820.1780.1230.07350.021二次内插12340.07350.4050.2830.1850.1272号梁影响线坐标计算表表35文档实用标准0.010.03123412340.060.2800.2800.2410.1990.2790.2980.2380.1850.080.2860.2840.2400.1900.2840.3040.2370.175一次内插0.2840.2830

11、.2400.1930.2820.3020.2370.1780.07350.021二次内插12340.07350.2830.2930.2380.1852)汽车荷载横向散布系数计算在影响线上布置车轮,相应地点处的竖标总和即为荷载横向散布系数,荷载散布系数以单列车为基数。二列车mcq11q1.368/20.684三列车mcq11q0.781.765/20.780.68822文档实用标准二列车mcq211.136/20.568三列车mcq210.781.623/20.780.633qq22计算表示,1号梁和2号梁均在布三列车时汽车散布系数最大,mcq1=0.688,mcq2=0.633。3)采用桥梁构

12、造计算程序桥梁博士v3.0计算输入原始数据见下列图:文档实用标准计算结果如下:汽车荷载横向散布系数表表361号梁2号梁项目二列车三列车二列车三列车横向散布系数0.6850.6810.5820.646铰接梁法1)荷载横向散布影响线计算参数计算同前,先按0计算荷载横向散布影响线坐标,再考虑文档实用标准的影响,按公式kkkk(1kk),kikikiik进行修正。11详尽计算过程见下表:影响线坐标计算表表371号梁2号梁11121314212223240.060.3950.2830.1820.1400.2830.2950.2400.1820.080.4100.2850.1750.1300.2850.3

13、000.2400.175一次内插0.4000.2840.1800.1370.2840.2970.2400.1800.0735按0.021修正0.4120.2780.1760.1340.2780.3110.2350.1762)汽车荷载横向散布系数计算在影响线上布置车轮,相应地点处的竖标总和即为荷载横向散布系数,荷载散布系数以单列车为基数。二列车mcq111.373/20.687三列车mcq110.781.756/20.780.685qq22文档实用标准1q1.161/20.5811q0.781.641/20.780.640二列车mcq2三列车mcq222计算表示,1号梁在布二列车时汽车散布系数最

14、大,mcq1=0.687;2号梁在布三列车时汽车散布系数最大,mcq2=0.640。3)采用桥梁构造计算程序桥梁博士v3.0计算输入原始数据见下列图:文档实用标准计算结果如下:汽车荷载横向散布系数表表381号梁2号梁项目二列车三列车二列车三列车横向散布系数0.6900.6800.5940.653文档实用标准3.1.4比较正交异性板法(G-M法)1)截面特性计算a、主梁抗弯惯矩Ix0.3946m4,JxIx0.39460.116m4/m。b3.4b、横隔梁抗弯惯矩本桥跨中仅有一道横隔板,横梁翼缘有效宽度按规范JTGD62-2004中的4.2.2条取用,bfb12hf0.2120.182.36m。

15、横隔梁抗弯惯矩计算采用下列图尺寸(单位mm):横隔梁截面重心到顶面距ay0.411m,横隔梁抗弯惯矩Iy0.1578m4,横隔梁比Iy0.15784/m。拟单宽抗弯惯矩为Jy0.0105ma15c、主梁和横隔梁的抗扭惯矩横隔梁梁肋:t/b,c10.630.052()0.3040.2/(1.60.18)0.14081tt53bb则ITYcbt30.304(1.60.18)0.233.45103m4JTxJTy1h131ITx1ITy10.1830.40.003450.1198m4/m3ba33.4152)参数和计算BJx13.5/240.116G(JTxJTy)0.430.119840.410,

16、0.738JxJylJy300.01052E20.1160.0105文档实用标准a0.7380.8593)荷载横向散布影响线计算已知0.410,从G-M法计算图表可查得影响系数K0和K1的值,如下表:影响系数K0和K1表表39荷载地点梁位B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B00.710.8911.141.21.140.990.880.74B/41.561.471.41.261.140.880.620.330.08K0B/22.42.111.771.410.640.23-0.18-0.553/4B3.452.782.111.470.890.37-0.18-0.57-1.06B4

17、.353.452.41.560.710.11-0.56-1.07-1.6600.910.9511.071.081.0610.950.91B/41.091.11.111.121.070.980.920.840.791B/21.31.271.211.1110.90.810.720.64K3/4B1.581.431.271.10.950.820.730.660.58B1.861.551.31.090.910.780.650.570.481号粱在5.1m处,3/4B=5.063m5.1mB6.75m,2号粱在1.7m处,1/4B=1.688m1.7mB/23.375m,用内插法求实际梁位处K0和K1的

18、值,并根据求影响线坐标,结果见下表:文档实用标准影响系数K0和K1表表310梁荷载地点算式号B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-BK03.472.792.121.470.890.36-0.19-0.58-1.07K11.591.431.271.100.950.820.730.660.581KaK0(K1K0)a1.851.621.391.150.940.750.600.480.341iKa0.460.410.350.290.240.190.150.120.094K01.571.471.401.261.140.880.620.330.08K11.091.101.111.121.0

19、70.980.920.840.792KaK0(K1K0)a1.161.151.151.141.080.970.880.770.691iKa0.290.290.290.280.270.240.220.190.1744)汽车荷载横向散布系数计算在影响线上布置车轮,相应地点处的竖标总和即为荷载横向散布系数,荷载散布系数以单列车为基数。二列车112q1.389/20.695三列车mcq12q0.781.793/20.780.699mcq1文档实用标准二列车mcq21三列车mcq21q1.141/20.571q0.781.636/20.780.63822计算表示,1号梁(边梁)和2号梁(中梁)均在布三列

20、车时汽车散布系数最大,mcq1=0.699,mcq2=0.638。3.1.5荷载横向散布系数汇总横向散布系数汇总表表3111号梁2号梁方法二列车三列车二列车三列车刚性横手算0.6790.6960.5600.622梁法电算0.6780.6950.5590.622刚接梁手算0.6840.6880.5680.633法电算0.6850.6810.5820.646铰接梁手算0.6870.6850.5810.640法电算0.6900.6800.5940.653G-M法0.6950.6990.5710.638统计最大0.6950.6990.5940.653结论:各计算方法所得横向散布系数相差不到5,边梁在采

21、用G-M法时散布系数最大,中梁在采用铰接梁法时散布系数最大,均出文档实用标准现在横向布置三列车时,汽车折减0.78。以下计算边梁近似取0.7,中梁取0.66。3.2剪力横向散布系数支点处设置了端、中横梁,并采用橡胶支座,因而剪力可采用与弯矩同样的散布系数,且纵桥向采用一个值。详尽值见“3.1汽车荷载横向散布的计算”。3.3汽车荷载冲击系数值计算3.3.1汽车荷载纵向整体冲击系数连续梁桥构造基频根据主梁计算模型由平面杆系有限元程序GQJS9.3直接计算,计算结果为f3.523Hz。按照通规第4.3.2条,冲击系数可按下式计算:当1.5Hzf14Hz时,0.1767ln(f)0.01570.176

22、7ln(3.523)0.01570.21汽车荷载的局部加载的冲击系数采用0.3。主梁纵桥向构造计算4.1箱梁施工流程先预制主梁,混凝土达到设计强度的90后,张拉正弯矩区预应力钢束,压注水泥浆。设置临时支座并安装好永远支座(联端无需设临时支座),逐孔安装主梁,置于临时支座上成为简支状态。文档实用标准浇筑连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板,达到设计强度的90%后,张拉顶板负弯矩预应力钢束,并压注水泥浆。箱梁形成连续的步骤详见附图。接头施工完成后,浇筑节余部分桥面板湿接缝混凝土,浇筑完成后拆掉一联内临时支座,完成体系变换。从箱梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间按三个月(90天)计

23、算。4.2相关计算参数的采用?一期恒载q1:预制梁重力密度取26KN/m3二期恒载q2:1)湿接缝C50混凝土,重力密度取26KN/m3(参与受力)2)80mmC40混凝土,重力密度取25KN/m3(4片梁均分)3)100mm沥青混凝土铺装重力密度取24KN/m3(4片梁均分)4)护栏(单侧)0.35m3/m,重力密度取25KN/m3,边梁按铰接梁法计算,分配系数为0.584,中梁按刚性横梁法计算,分配系数为0.5。边梁(二期铺装,不含湿接缝)q2(0.0812250.11224)/40.35250.58418.31KN/m中梁(二期铺装,不含湿接缝)q2(0.0812250.11224)/4

24、0.35250.517.58KN/m活载:公路-级,无人群荷载,汽车的横向分配系数:边梁为文档实用标准0.70,中梁为0.66。相对湿度:80;徐变系数终值:2.0;收缩应变终值:2.1x10-3;锚下控制张拉力:con0.75fPK1395MPa3;锚具变形与钢束回缩值(一端):L6mm;管道摩阻系数:0.2;管道偏差系数:0.00151/m;钢束松弛系数:0.3;地基及基础不平均沉降:L/30001.0cm;梯度温度:正、负温差按100mm沥青铺装、80mm混凝土调平层考虑。4.3计算程序主梁计算采用平面杆系有限元程序GQJS9.3。4.4长久状况承载能力极限状态计算正截面抗弯承载能力计算

25、荷载基本组合表达式:mnQjSQjk通规1式oSudoGiSGikQ1SQ1kci1j2其中各分项系数的取值见通规4.1.61式。由程序计算得主要控制截面抗弯承载能力见下表:边梁、中梁主要控制截面抗弯承载能力(KN.m)表4-1文档实用标准边跨跨中中支点中跨跨中截面地点下缘上缘下缘强度Mud10133-115178744边梁效应0Md9772-77768035强度Mud10124-110498739中梁效应0Md9370-78747587斜截面抗剪承载能力计算由程序计算得主要控制截面剪力组合设计值Vd及相应的弯矩组合设计值Md和抗剪强度列表如下:边梁、中梁主要控制截面抗剪承载能力表4-2腹板厚

26、度箍筋间距最大剪力Vd对应弯矩Md抗剪强度截面地点(mm)(mm)(KN)(KN.m)(KN)端支点h/2处222100145211542774边梁腹板变厚处1802001671-15532204中横隔梁边缘处2501002755-25653392端支点h/2处222100139811112774中梁腹板变厚处1802001629-17402203中横隔梁边缘处2501002708-26933330表中抗剪强度计算时,11.0或0.9,21.25,31.1;腹板箍筋均采用双肢12。4.5长久状况正常使用极限状态计算文档实用标准抗裂验算1)正截面抗裂(作用短期效应组合)永远荷载作用为标准值效应与

27、可变作用频遇值效应组合,其效应组mn合表达式为SsdSGik1jSQjk通规4.1.7-1式。i1j1在荷载短期效应组合下,A类预应力混凝土构件拉应力应知足ltpc0.7ftk。短期效应组合下主要控制截面的应力情况详见下表:抗裂验算短期效应组合下主要控制截面正应力(MPa)表4-3边跨负弯中跨负弯规范容许梁位截面地点边跨跨中矩张拉处中支点矩张拉处中跨跨中值0.7ftk(L/4点)(L/4点)上缘最小1.990.990.520.451.59边梁下缘最小3.263.38-1.382.573.26-1.855上缘最小1.370.35-0.02-0.220.96中梁下缘最小3.653.66-1.402

28、.863.392)正截面抗裂(作用长久效应组合)永远作用标准值效应与可变作用准永远值效应相组合,其效应组合2n表达式为:SldSGik2jSQjki1j1通规4.1.7-2式。根据预规第6.3.1条注(1),上式仅考虑构造自重和直接施加于桥上的活荷载产生的效应组合,不考虑间接施加于桥上的其他作用效应。在荷载长久效应组合下,A类预应力混凝土构件拉应力应知足ltpc0。长久效应组合下主要控制截面的应力情况详见下表:文档实用标准抗裂验算长久效应组合下主要控制截面正应力(MPa)表4-4边跨负弯中跨负弯规范容许梁位截面地点边跨跨中矩张拉处中支点矩张拉处中跨跨中值(L/4点)(L/4点)上缘最小3.37

29、2.772.882.152.71边梁下缘最小5.776.391.335.144.950上缘最小3.232.652.952.012.65中梁下缘最小6.146.621.345.385.293)斜截面抗裂(作用短期效应组合)作用短期效应组合(组合式同前)下,A类预应力混凝土构件主拉应力应知足tp0.5ftk。主要控制截面的主拉应力情况详见下表:抗裂验算短期效应组合下主要控制截面主拉应力(MPa)表4-5规范容许边跨腹板中跨腹板负弯矩张拉梁位中支点值0.5ftk变厚处变厚处处(L/4点)边梁-0.28-1.38-0.31-0.17-1.325中梁-0.26-1.40-0.27-0.22主拉应力最大值

30、只出现在中支点现浇段下缘,系因最小拉应力惹起,而腹板中段主拉应力均小于0.5ftk,故在中支点下缘加配普通钢筋。挠度验算主梁按A类预应力混凝土构件设计,按预规6.5.2条规定,截面刚度取为:B00.95EcI0。当采用C40C80混凝土时,长久增长系数1.451.35,C50内插得1.425。计算预加力惹起的反拱值时,截文档实用标准面刚度取为:B0EcI0,长久增长系数取用2.0。挠度验算见下表(表中挠度以向下为正):单项荷载位移(mm)表4-6支座支座汽车最汽车最梁位恒载预加力温升温降沉降1沉降2大小边跨30.7-56.02.37.7-1.70.97.8-2.7边梁中跨26.5-47.45.

31、05.0-0.20.16.3-3.0边跨29.6-57.82.37.7-1.71.07.4-2.6中梁中跨25.1-48.95.05.0-0.20.16.0-2.8挠度验算表(mm)表4-7除掉自重短期效应除掉自重预加力引长久挠度长久上拱值fd梁位组合挠度长久挠度起长久挠fyfd允许值fdfq度fyl/600边跨49.871.015.050-112.0-41.0边梁中跨40.958.313.350-94.8-36.5边跨48.368.814.350-115.6-46.8中梁中跨39.055.612.550-97.8-42.2表中结果表示:在除掉构造自重产生的长久挠度后主梁最大挠度/600,预应

32、力长久反拱值大于荷载短期效应组合计算的长久挠度,可不设预拱度。为防备预制梁上拱值太大影响铺装层厚度,主梁应设置反预拱,反预拱值设置见下表文档实用标准反预拱值设置表(mm)表4-8预制梁反拱值反预拱梁位存梁1天存梁30天存梁60天建议值边跨-21.8-28.1-30.9边梁中跨-13.8-17.8-19.617边跨-23.7-31.2-34.5(向下)中梁中跨-15.6-20.7-22.8表中预制梁反拱值按混凝土标准强度为C50的90%考虑,即相当于采用C45的弹性模量计算。4.6长久状况和短暂状况构件应力计算使用阶段正截面法向应力计算按预规第7.1条,荷载取其标准值,汽车荷载考虑冲击系数。1)

33、受压区混凝土的最大压应力对未开裂构件kcpt0.5fck1.62MPa预规7.1.5-1式作用标准值组合,汽车荷载考虑冲击系数下,主要控制截面的混凝土正应力情况详见下表。长久状况应力计算主要控制截面正应力(MPa)表4-9规范容许边跨腹板中跨腹板梁位截面地点边跨跨中中支点中跨跨中值变厚处变厚处上缘8.612.397.1211.837.36边梁最大16.2下缘10.9813.988.2813.138.66文档实用标准上缘8.5812.677.5512.067.42中梁下缘10.713.898.1313.299.182)受拉区预应力钢筋的最大拉应力对未开裂构件Pep0.65fPk1209(MPa)

34、预规式作用标准值组合,汽车荷载考虑冲击系数下,受拉区预应力钢筋的最大拉应力情况详见下表。长久状况应力计算预应力钢筋的最大拉应力(MPa)表4-10梁位规范容许值正弯矩束负弯矩束边梁1193.91156.116.2中梁1190.21168.0使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算1)混凝土的主压应力按预规第条规定:混凝土的主压应力应符合:cp0.6fck19.44MPa,主要控制截面的混凝土主压应力情况详见下表。长久状况应力计算主要控制截面主压应力(MPa)表4-11规范容许边跨腹板中跨腹板梁位边跨跨中中支点中跨跨中值变厚处变厚处边梁10.9813.988.2813.138.6619.44中梁10

35、.713.898.1313.299.18文档实用标准2)混凝土的主拉应力主要控制截面的混凝土主拉应力情况详见下表:长久状况应力计算主要控制截面主拉应力(MPa)表4-12中跨负弯规范容许边跨腹板中跨腹板梁位中支点矩张拉处值变厚处变厚处(L/4点)边梁-0.48-2.10-0.46-0.30-1.325中梁-0.43-2.10-0.43-0.79表中数值表示:除中支点截面外,其他各截面主拉应力均知足tp0.5fck,箍筋仅按构造要求设置,采用12箍筋,则要求箍筋间距支Asv2122/4,跨中止面SVAsv2122/4,点断面SV754mmsvb1047mmsvb0.12%2500.12%180按

36、预规第条规定支点至一倍梁高范围内箍筋间距采用100mm;其他梁段箍筋间距不大于所箍箍筋直径的15倍,即1516240mm,现取200mm。中支点截面tp0.5fck,箍筋间距SVfskAsv335122/42144mm,现箍筋间距采用100mm,知足要tpb2.1250求。施工阶段应力验算预应力混凝土受弯构件在预施应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力按预规第7.2.8条规定1)压应力cc0.7fck文档实用标准施工阶段由预制梁单独受力,张拉钢束时,混凝土标准强度为C50的90%考虑,即相当于C45fck29.6MPa。各施工阶段主要控制截面压应力统计最大值见下表:施工阶段主要

37、控制截面最大压应力(MPa)表4-13规范容许边跨腹板中跨腹板梁位截面地点边跨跨中中支点中跨跨中值变厚处变厚处上缘3.809.145.158.363.06边梁下缘14.0811.134.269.5211.81最大20.72上缘3.699.385.508.513.0中梁下缘14.7811.194.2910.5812.552)拉应力各施工阶段主要控制截面拉应力统计最小值见下表:施工阶段主要控制截面最小拉应力(MPa)表4-14边跨负弯中跨负弯梁位截面地点0.7ftk边跨跨中矩张拉处中支点矩张拉处中跨跨中(L/4点)(L/4点)上缘0.922.38-0.022.080.66边梁最小-1.757下缘7

38、.717.51-0.156.226.67文档实用标准上缘0.260.88-0.050.580.02中梁下缘8.07.69-0.56.396.81表中拉应力均知足tct0.7ftk1.757MPa,预拉区只需按配筋率不小于0.2配置纵向钢筋,配筋面积AgA0.2%1.4860.2%1062972mm2。4.7中支点下缘配筋计算经以上计算,除主梁中支点下缘主拉应力略大外,构造其他各项指标均知足规范相关要求。中支点下缘未配预应力钢束,故按钢筋混凝土构件设计。主梁按极限承载能力计算时,支点处不产生正弯矩,应力计算时下缘拉应力也未超出规范要求,因而按最小配筋率0.2进行配筋,需配筋面积Ag2972mm2

39、。4.8支点反力计算各单项作用产生的支点反力标准值列表如下:单项作用支点反力(KN)表4-15梁位边梁中梁作用端支点中支点端支点中支点最大743.41720.1728.61709.2自重最小707.51594.4689.31577.4最大484.5719.7484.5719.7公路-级最小-44.4-116.4-44.4-116.4支座不均最大23.8110.823.7110.6匀沉降最小-23.8-110.8-23.7-110.6文档实用标准最大32.218.431.920.6梯度温差最小-19.1-34.8-20.8-34.5注:1、表中自重、支座不平均沉降、梯度温度反力值为单片梁支反力。

40、2、公路-级反力值为一列车反力值,未计冲击作用,计冲击力时,表列值乘1,即1.21。4.9其他1)构造配筋按预规第9.1.12条规定,部分预应力混凝土受弯构件中普通受拉钢筋的截面面积,不应小于0.003bh0,则跨中下缘需配Ag中0.003218015481672mm2;支点上、下缘各需配Ag中0.003225015452318mm22)构造离散图、施工流程图及各作用组合下最大、最小正应力图见附图。桥面板配筋计算5.1荷载标准值计算(弯矩)根据预规第4.1.2条,计算弯矩时,计算跨径可取两肋间的净距加板厚,但不大于两肋中心之间的距离。桥面板计算断面见下列图(单位mm):文档实用标准预制箱内桥面

41、板弯矩计算1)计算跨径和模型:计算跨径L113151801495mm,计算模型如下(单位mm):文档实用标准2)车轮荷载散布宽度a、平行于板跨径方向bb12h6002180960mmb、垂直于板跨径方向单个车轮在板的跨径中部时a中(a12h)l(2002180)14951058mm2l21495997mm3333所以a中1058mm。c、垂直于板跨径方向单个车轮在板的支点时a支(a12h)t(2002180)180740mm、支点向跨中的过渡距离x(a中a支)/2(1058740)/2159mm3)每米板宽跨中截面弯矩a、板自重及铺装产生的跨中弯矩MG板自重集度:g1rh260.184.68k

42、N/m,g1rh260.256.5kN/m铺装集度:g2rh240.1250.084.4kN/m因g1g1对弯矩、剪力影响很小,可忽略,板自重弯矩按集度g1均布考虑,以下均按此办理。板自重及铺装产生的跨中弯矩为:文档实用标准MG1gl21(4.684.4)1.495288b、车轮荷载产生的跨中弯矩MQ因l2x149521591177mm960mm,所以车轮荷载散布宽度均取a中,则车轮局部散布荷载强度为:q(p/2)140/268.9kN/m2ab1.0580.96汽车荷载产生的弯矩为:MQ(1qblb68.90.961.4950.96)(2)1.3(28l81.495不计冲击力MQ16.78K

43、N.m现浇段桥面板弯矩计算1)计算跨径和模型:计算跨径L217251801905mm,计算模型如下(单位mm):文档实用标准2)车轮荷载散布宽度a、平行于板跨径方向bb12h6002180960mmb、垂直于板跨径方向单个车轮在板的跨径中部时a中(a12h)l(2002180)19051195mm2l219051270mm3333所以a中1270mm。c、垂直于板跨径方向单个车轮在板的支点时a支(a12h)t(2002180)180740mm、支点向跨中的过渡距离x(a中a支)/2(1270740)/2265mm3)每米板宽跨中截面弯矩a、板自重及铺装产生的跨中弯矩MG板自重集度:g1rh26

44、0.184.68kN/m板自重产生的跨中弯矩为:板自重产生的支点弯矩为:MMG11g1l214.6812881212G18g1(ll)84.68(其中l为现浇湿接缝宽)铺装集度:g2rh240.1250.084.4kN/m铺装产生的跨中弯矩为:b、车轮荷载产生的跨中弯矩M1gl214.41.9052G2828MQ因l2x190522651375mm960mm,所以车轮荷载散布宽度均取a中,则车轮局部散布荷载强度为:q(p/2)140/257.4kN/m2ab1.270.96文档实用标准汽车荷载产生的弯矩为:MQqblb57.40.961.9050.96(1)(2)1.3(28l81.905不计

45、冲击力MQ19.63KN.m悬臂段桥面板弯矩计算1)计算跨径和模型:L3813mm,计算模型如下(单位mm):2)车轮荷载散布宽度a、平行于板跨径方向bb12h6002180960mmb、垂直于板跨径方向x813500500(6002180)/2=293mm文档实用标准a(a12h)2x(2002180)22931146mm3)每米板宽悬臂根部截面弯矩a、板自重、铺装及护栏产生的悬臂根部弯矩MG板自重集度:g1rh260.184.68kN/m,g1rh260.256.5kN/m。铺装集度:g2rh250.08240.14.4kN/m护栏集度:g30.35/0.52517.5kN/m板自重产生的

46、悬臂弯矩为:MG11(g1g1)l21(4.686.5)0.813244铺装产生的悬臂弯矩为:MG21g2(l0.5)214.4(0.8330.5)222护栏产生的悬臂弯矩为:MG31g30.5(l0.5)117.50.5(0.833222b、车轮荷载产生的悬臂根部弯矩MQ车轮局部散布荷载强度为:q(p/2)140/263.6kN/m2ab1.1460.96汽车荷载产生的弯矩为:MQ(1)qx21.363.60.29323.55kN.m22不计冲击力MQ2.73KN.mc、汽车撞击产生的悬臂弯矩MZ防撞等级为PL2时,撞击力P200KN,按4m宽护栏均布,则产生的悬臂弯矩MZ200/4(0.7

47、60.180.25/2)53.25KN.m防撞等级为PL3时,撞击力P360KN,按4m宽护栏均布,则产生的悬臂弯矩MZ360/4(0.6350.180.35/20.25/2)100.35KN.m4)每米板宽护栏内侧截面弯矩文档实用标准a、板自重及护栏产生的护栏内侧截面弯矩MG板自重集度:g1rh260.184.68kN/m,g1rh260.2235.8kN/m。护栏集度:g30.35/0.52517.5kN/m板自重产生的悬臂弯矩为:MG11(g1g1)l21(4.685.8)0.5244护栏产生的悬臂弯矩为:121MG32g30.5217.50.25b、汽车撞击产生的护栏内侧截面弯矩MZ防

48、撞等级为PL2时,撞击力P200KN,按4m宽护栏均布,则产生的悬臂弯矩MZ200/4(0.760.180.223/2)52.58KN.m防撞等级为PL3时,撞击力P360KN,按4m宽护栏均布,则产生的悬臂弯矩MZ360/4(0.6350.180.35/20.223/2)99.14.KNm5.2荷载标准值计算(支点剪力)预制箱内桥面板支点剪力计算1)桥面铺装及板自重VG(4.684.4)1.4950.185.97kN22)车轮靠肋布置,局部散布强度为qp/214095.5kN/m2ab20.740.96cx159mmVQ1.368.90.961.4950.180.96/2(95.568.9)

49、0.1591.4950.180.159/3(42.001.4950.1821.4950.181.32.03)57.24kN不计冲击力VQ44.03kN。现浇段桥面板支点剪力计算1)桥面铺装及板自重文档实用标准VG1.9050.18(4.684.4)7.83kN22)车轮靠肋布置,局部散布强度为qp/214095.5kN/m2ab20.740.96cx265mmVQ1.357.40.961.9050.180.96/2(95.557.4)0.2651.9050.180.265/31.9050.1821.9050.181.3(39.774.79)57.93kN不计冲击力VQ44.56kN。悬臂段桥面

50、板支点剪力计算1)悬臂根部a、桥面铺装、板自重及护栏V4.686.50.8134.4(0.8130.5)17.50.514.67kNG2b、车轮荷载VQ1.363.60.29324.23kN不计冲击力VQ18.63kN2)护栏内侧(板自重及护栏)V4.685.80.517.50.511.37kNG25.3长久状况承载能力极限状态计算预制箱内桥面板承载能力极限状态计算1)正截面抗弯承载力板厚与梁肋高度比为180.1271,按预规第4.1.2条弯矩160184计算简化为:支点弯矩取M0.7M0,跨中弯矩取M0.5M0。a、支点弯矩及配筋0Md支0(GMGQMQ)1.1(1.20.72.541.40

51、.721.82)文档实用标准h0180(15090)/346.5213.5mmxh0h0220Md213.5213.52225.871065.5mmfcdb22.41000AS10005.522.4440mm2280每延米板需配412452mm2440mm2根据预规第9.1.12条,受弯构件一侧受拉钢筋的配筋百分率不应小于45ftd/fsd451.83/2800.2940.2,按0.294的配筋率需要配筋面积AS0.294%1000213.5628mm2,需配612678mm2628mm2。以下横桥向构造配筋均按612678mm2配置。b、跨中弯矩及配筋中0(GMGQMQ)1.1(1.20.5

52、2.541.40.521.82)0Mdh018046.5133.5mmxh0h0220Md133.5133.52218.481066.3mmfcdb22.41000AS10006.322.4504mm2280每延米板需配512565mm2504mm2,构造配筋612678mm2。2)斜截面抗剪承载力a、荷载效应组合计算0Vd0(GVGQVQ)1.1(1.25.971.457.24)96.0kNb、截面尺寸验算0Vd0.51103fcu,kbh0桥规则0.51103501000133.5481.4kN0Vd96.0kNc、截面要不要进行抗剪承载力的验算文档实用标准0Vd0.51032ftdbh0

53、桥规则0.510311.831000133.5122.2kN96.0kN截面知足极限状态抗剪承载力要求。现浇段桥面板承载能力极限状态计算1)正截面抗弯承载力板厚与梁肋高度比为18180.1271,按桥规第4.1.2条二期1604恒载及汽车弯矩计算简化为:支点弯矩取M0.7M0,跨中弯矩取M0.5M0。a、支点弯矩及配筋0Md支0(GMGQMQ)(0.480.72.0)1.40.71.11.225.52h0180(20090)/446.5206mmxh0220Md2062230.01066.6mmh0fcdb20622.41000AS10006.622.4528mm2280每延米板需配51256

54、5mm2528mm2,构造配筋612678mm2。b、跨中弯矩及配筋0M中d0(GMGQMQ)1.11.2(0.590.52.0)1.40.525.52h018046.5133.5mmxhh220Md2221.751067.5mm00fcdb22.41000AS10007.522.4600mm2280每延米板需配612678mm2600mm2。文档实用标准2)斜截面抗剪承载力a、荷载效应组合计算0Vd0(GVGQVQ)1.1(1.27.831.457.93)99.5kNb、截面尺寸验算0Vd0.51103fcu,kbh0桥规则0.51103501000133.5481.4kN0Vd99.5kN

55、c、截面要不要进行抗剪承载力的验算0Vd0.51032ftdbh0桥规则0.510311.831000133.5122.2kN99.5kN截面知足极限状态抗剪承载力要求。悬臂段桥面板承载能力极限状态计算1)正截面抗弯承载力a、基本组合下弯矩及配筋悬臂根部0Md0(GMGQMQ)1.11.2(1.850.242.19)+1.43.55h025046.5203.5mmxh0h0220Md203.5203.52211.121062.45mmfcdb22.41000AS10002.4522.4196mm2280每延米板需配212226mm2196mm2,构造配筋612678mm2。护栏内侧截面0Md0

56、(GMG)1.11.2(0.662.19)3.76kN.m文档实用标准h022346.5176.5mmxh0h0220Md223.761060.95mmfcdb22.41000AS10000.9522.476mm2280每延米板需配112113mm276mm2,构造配筋612678mm2。b、偶然组合下弯矩及配筋(防撞等级PL2)悬臂根部0Md0(MGMZ)1.1(1.850.242.1953.25)h025046.5203.5mmxh0h0220Md203.5203.52263.2810614.4mmfcdb22.41000AS100014.422.41152mm2280每延米板需配1112

57、1244mm21152mm2护栏内侧截面0Md0(MGMZ)1.1(0.662.1952.58)h022346.5176.5mmxhh220Md2260.9710616.2mm00fcdb22.41000AS100016.222.41296mm2280每延米板需配12121357mm21296mm2c、偶然组合下弯矩及配筋(防撞等级PL3)悬臂根部文档实用标准0Md0(MGMZ)1.1(1.850.242.19100.35)115.1kN.mh025046.5203.5mmxh0h0220Md203.5203.522115.110627.0mmfcdb22.41000AS100027.022.

58、42160mm2280每延米板需配20122262mm22160mm2护栏内侧截面0Md0(MGMZ)1.1(0.662.19100.35)h022346.5176.5mmxh0h0220Md176.5176.522113.510631.5mmfcdb22.41000AS100031.522.42520mm2280每延米板需配23122601mm22520mm2偶然组合下配筋与护栏防撞等级相关,因而在箱梁配筋时只考虑基本组合的作用,偶然组合下配筋建议在护栏设计时考虑。2)斜截面抗剪承载力a、荷载效应组合计算悬臂根部0Vd0(GVGQVQ)1.1(1.214.67+1.418.63)48.05kN护栏内侧截面0Vd0(GVGQVQ)1.1(1.211.37)15.01kNb、截面尺寸验算文档实用标准0Vd0.51103fcu,kbh0桥规则0.51103501000176.5636.5kN0Vd48

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