15m（宽7m）现浇空心板梁结构计算书

第页15m（宽7m）现浇空心板梁结构计算书1计算依据与基础资料1.1标准及规范1.1.1标准跨径：桥梁标准跨径15m；设计荷载：公路-Ⅱ级；桥面宽度：7m单幅：0.5m（防撞墙）+6m（机动车道）+0.5m（防撞墙）＝7.0m；桥梁安全等级：二级；区域内地震动参数：桥位区地震动峰值加速度0.1g抗震设防：7度。环境条件：(1)上部结构：Ⅰ类(2)下部结构：Ⅳ类。1.1.2规范《公路桥梁设计通用规范》JTGD60-2015（简称《通规》）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018（简称《预规》）《城市道路工程设计规范》（GJJ37-2012）《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）1.1.3参考资料《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：现浇空心板、现浇调平层为C40；2）预应力钢绞线：采用钢绞线，，；3）普通钢筋：设计采用了HPB300及HRB400两种钢筋，其中HPB300钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2017）、HRB400应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2018）标准中的各项规定。表1-1材料名称及强度取值表材料项目参数C40混凝土抗压标准强度fck26.8MPa抗拉标准强度ftk2.4MPa抗压设计强度fcd18.4MPa抗拉设计强度ftd1.65MPa抗压弹性模量Ec32500MPa计算材料容重ρ26kN/m3线膨胀系数α0.00001φs15.2低松弛钢铰线抗拉标准强度fpk1860MPa抗拉设计强度fpd1260MPa抗压设计强度f’pd390MPa弹性模量Ep1.95×105MPa管道摩擦系数μ0.25管道偏差系数k0.0015张拉控制应力σcon0.75fpk钢丝松弛系数0.3单端锚具回缩值ΔL12mm普通钢筋HRB400抗拉标准强度fsk400MPa抗拉设计强度fsd330MPa抗压设计强度fsd’330MPa普通钢筋HPB300抗拉标准强度fsk300MPa抗拉设计强度fsd250MPa抗压设计强度fsd’250MPa1.3设计要点1）本计算书按后张法A类预应力混凝土构件设计，桥面铺装层100mmC40混凝土不参与截面组合作用；2）根据横断面，车道数为2，偏载系数1.3，因此横向分布系数为2.63）预应力张拉控制应力值，混凝土强度达到90％时才允许张拉预应力钢束；4）预应力钢筋传力锚固时刻的混凝土龄期：7d；5）环境平均相对湿度RH=80％；2横断面布置2.1横断面布置图图2-1标准横断面布置图（单位：mm）2.2跨中计算截面尺寸表2-1梁毛截面几何特性梁号梁几何特性面积抗弯惯矩4.530.3172.3预应力束布置情况空心板均拟配2×4+2×4股钢束，钢束为两端张拉。张拉控制应力均为，3.汽车荷载冲击系数值计算3.1汽车荷载纵向整体冲击系数按照《通规》第4.3.2条，简支桥梁的自振频率可采用下列公式估算：弹性模量计算跨径L=14.3m=6.46按照《通规》第4.3.2条，冲击系数可按下式计算：∴μ=0.3143.3.2汽车荷载的局部加载的冲击系数采用μ=0.3144计算参数及计算模式4.1有关计算参数的选取一期恒载：空心板重力密度取二期恒载：2）平均100mmC40混凝土，重力密度取4)防撞墙荷载10KN/m汽车活载：公路-Ⅱ级；相对湿度：80％；整体升降温：25°梯度温度：竖向日照正温差的温度基数按100mm钢筋混凝土铺装层，考虑100/2mm混凝土调平层折减后采用；竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。4.2计算程序及计算模式主梁计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士，计算共分3个阶段，即2个施工阶段和1个使用阶段，各阶段情况见表4。表4-1施工顺序表阶段号工作内容1空心板现浇2浇注桥面铺装和防撞墙3使用阶段5.计算结果及结果分析计算书中采用桥博进行分析计算，并以《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。5.1主梁施工阶段法向压应力验算在频遇状况（施工阶段），各施工阶段主梁各单元应力极值见下图。施工中最大压应力为8.11<0.7×0.9×fck=16.8MPa；未出现拉应力。第1施工阶段第2施工阶段第3施工阶段5.2主梁使用阶段正截面抗裂验算对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）频遇效应组合下，应符合下列条件：σst—σpc≤0.7ftk=0.7×2.4=1.68MPa但在荷载准永久效应组合下：σlt—σpc≤0各个单元的下缘在频遇作用下应力值见下图：没有出现拉应力各个单元下缘在准永久作用下应力值见下图：没有出现拉应力5.3主梁使用阶段斜截面抗裂验算主梁各截面在频遇荷载效应组合作用下，σtp≤0.7ftk＝0.5×2.4＝1.2MPa。频遇组合下主拉应力最大值0.59MPa，。主梁各个截面的斜截面主拉应力详见下图：5.4主梁使用阶段正截面压应力验算预应力混凝土正截面混凝土的压应力应符合受压区混凝土的最大压应力要求，对于未开裂构件有σkc+σpt≤0.5fck＝0.5×26.8＝13.4MPa。标准组合下，压应力最大值为7.5MPa。持久状况下，主梁各单元最大压应力如下图：5.5主梁使用阶段斜截面主压应力验算持久荷载作用下，对于预应力混凝土受弯构件，混凝土的主压应力应满足σcp≤0.6fck＝0.6×26.8＝16.08MPa。标准组合下，主梁主压应力最大值为7.5MPa。主梁各截面的主压应力详见下图：5.6主梁使用阶段正截面抗弯验算主梁各单元抗弯承载能力极限状态验算如下图，未考虑普通钢筋。最大抗力对应的内力：5.7主梁使用阶段斜截面抗剪验算主梁各单元抗剪承载能力极限状态验算如下表所示。5.8使用阶段受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算对钢绞线未开裂构件σpe—σp≤0.65fpk=0.65×1860=1209MPa表1-10受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算结果(MPa)5.9正常使用极限状态挠度验算按照新《公桥规》第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载准永久效应的影响。本桥