16m后张法预应力混凝土空心板计算书.docx
《16m后张法预应力混凝土空心板计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《16m后张法预应力混凝土空心板计算书.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
16m后张法预应力混凝土空心板计算书
16m后张法预应力混凝土空心板计算书
16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板配束计算
1．设计依据及相关资料
1.1计算项目采用的标准和规范
1.《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）2.《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
1.2参与计算的材料及其强度指标
1.3荷载等级
汽车荷载计冲击力，组合值还应乘的结构重要性系数1.1
（2）正常使用极限状态
作用短期效应组合：
永久作用+0.7×汽车荷载+0.8×温度梯度+1.0×均匀温度作用作用长期效应组合：
永久作用+0.4×汽车+0.8×温度梯度+1.0×均匀温度作用
1.5计算模式、重要性系数
按简支结构计算，结构重要性系数为1.1。
1.5总体项目组、专家组指导意见
1．在计算收缩徐变时，考虑存梁期为90天。
2．采用预应力A类构件，考虑现浇层厚度的一半混凝土参与结构受力。
2．计算
2.1计算模式图、所采用软件
1
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
采用桥梁博士V3.1.0计算，计算共分5个阶段，即4个施工阶段和1个使用阶段，各阶段情况见表2.1，各施工阶段计算简图见图2.1
图2.1施工阶段计算简图
2.2计算结果及结果分析
2.2.1中板计算结果及结果分析
1.持久状况承载能力极限状态验算
（1）正截面抗弯承载能力极限计算
正截面抗弯承载能力极限计算见图2.2：
2
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
4.4
3.4
由图2.2可以看出，构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力2.42.42.32.32.02.2
3.174.9
3.1154.9
6
3.4
2.01.71234344.3
4.4
4.2
2.253.75.6
4.6
5.6
6.43.881.74.2
7.67.47.4图2.27.1正截面承载能力极限计算结果7.16.4
4.39
1.13.8
4.6100.7
4.7110.6
4.612
0.8
4.3131.13.8
5.6
3.8141.74.2
4.616
4.34.2173.75.6
18192021
3.75.2
4.2
极限状态满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中5.1.5款。
2.52.53.13.22.83.43.43.43.53.5
（2）受弯构件斜截面抗剪承载力验算
6.0
6.1
6.0
3.5
2.62.5
3.22.6
3.53.4
2.8
3.6
5.25.3
5.6
5.6
5.75.75.25.15.15.15.1验算距离支座中心h/2截面和腹板宽度变化处的截面，验算结果见表2.24.84.84.34.34.34.3
3.6
3.53.4
2.8
3.22.6
3.53.02.6
斜截面抗剪承载力验算结果表2.2表2.2表中：
Vcs——斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值，
Vpb——与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值。
由表2.2可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）5.2.7和5.2.9的要求。
2.持久状况正常使用极限状态验算
-756
-756
11
12
13
14
1511882115
169742102
17697696
18
358
2021531
（1）预应力混凝土构件截面抗裂验算5678910123434
531
316
692
978
13782115
1746
15192115
15982115
a荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算1187
2115荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.3
2102
2115
1979
1631
2115
1595
15212115
13742115
1979
1768
6.16.06.0图2.3荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图5.75.75.25.15.15.15.1
从图2.3中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力满足《公路钢筋混凝
0.312
4343
5
6
73.4
4.3
83.6
93.2
10
1.86.3.1条1.8A类预应力构件在短期效应组合下土及预应力混凝土桥涵设计规范》中2.12.12.72.72.92.9
3.63.6
4.6
111.72.8
12
133.2
143.6
153.44.2
16
17
1819
20213.5
4.2
4.9
4.24.9
4.24.6
3.5
2.62.5
3.22.6
3.53.4
2.8
4.33.6
4.3
4.84.8
4.3
4.33.6
3.53.42.8
3.22.6
3.53.02.6
?
st?
?
pc?
0.7ftk?
0.7?
2.65?
1.855（MPa）的要求。
3
4.45.04.45.0
1378
1746
1979
2102
2115
2115
15192115
159********12115
15952115
15212115
13742115
2115
2102
1979
1768
7.1简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术7.47.416m6.47.16.4
3.4
2.01.7123434
4.4
4.2
2.253.75.6
2.42.3
3.1
3.8
4.3
4.313
1.13.8
3.1152.54.9
3.8141.74.2
2.4163.45.6
4.34.22.2173.75.6
3.42.32.0181920213.75.2
3.14.2
7.6
67891011120.60.70.8b荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算1.11.7
荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.4
4.93.22.84.3
5.25.3
3.4
5.6
2.5
4.2
3.8
3.53.43.5
图2.4荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图
从图2.4可以看出，长期效应组合作用下没有出现拉应力满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.3.1条A类预应力构件在长期效应组合下?
lt?
?
pc?
0的要求。
c预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算
荷载短期效应组合作用下斜截面抗裂性验算见图2.5
图2.5荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图
从图2.5可以看出，短期效应组合作用下斜截面主拉应力最大为0.7MPa，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下预制构件?
tp?
0.5ftk?
0.5?
2.65?
1.325（MPa）的要求。
（2）变形计算a挠度验算
按短期效应组合并消除结构自重产生的位移，结构的位移见图2.6。
-0.0004
图2.6短期效应组合并消除结构自重产生的位移图
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中的刚度并考虑挠度长期增长系数（C50为1.425），计算的挠度为：
0.0030m?
0.95?
1.425?
0.0045m?
L/600?
0.0321m，
4
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.5.3的要求。
b预加力引起的反拱计算及预拱度的设置短期效应组合产生结构的位移见图2.7。
图2.7短期效应组合产生的位移
预加力产生的反拱值为0.0116m。
从图2.8可知，在荷载短期效应组合下，跨中的最大挠度为0.0308m，C50混凝土的挠度长期增长系数为1.425，故考虑荷载长期效应的影响下，最终计算跨中的最大挠度为：
0.0308m/0.95×1.425＝0.0462m。
预加力产生的最大反拱值为0.0116m，预加力产生的反拱值长期增长系数为2.0，故0.0113m×2.0＝0.0232m<0.0462m。
因为由预加力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，应设预拱度。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.5.5条预拱度为0.0462m-0.0232m＝0.023m。
3.持久状况应力验算
（1）正截面混凝土的压应力验算正截面混凝土的压应力见图2.8
图2.8正截面混凝土的压应力图
从图2.8看出正截面混凝土的压应力最大值9.2MPa?
0.5fck?
0.5?
32.4?
16.2（MPa），满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7.1.5条的要求。
（2）预应力钢筋拉应力验算
预应力钢束拉应力见表2.3，从表中可以看出钢束拉应力满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7.1.5条钢绞线应力
?
pe?
?
p?
0.65fpk?
0.65?
1860?
1209（MPa）的要求。
钢束拉应力表表2.3
5
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
（3）斜截面混凝土的主应力
斜截面混凝土的主压和主拉应力见图2.9：
图2.9斜截面混凝土的主压和主拉应力图
从图2.9可以看出：
混凝土的主压应力最大值：
9.2MPa?
0.6fck?
0.6?
32.4?
19.44（MPa），满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7.1.6条的要求；混凝土的主拉应力最大为1.1MPa，?
tp?
0.5ftk?
0.5?
2.65?
1.325（MPa）,可仅按构造规定设置箍筋。
3.短暂状况应力验算
短暂状况第二、三和第四施工阶段的应力见图2.10、2.11和2.12：
34.9
1-0.10.012
6.66.61.96.76.72.27216.16.13.1995.95.93.46.16.13.14.92.4图2.10第二施工阶段应力图
86.7
6.66.61.94.64.6
2021
16.72.26.4
6.42.72.717-0.10.016.43.63.6
4.5
21
4.82.82.8342.72.755.35.25.6图2.115.64.84.8第三施工阶段应力图6.4
4.8
5.2
4.8
3.6
3.6-0.50.312-0.50.316
778
9162.32.31819202121
6
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
图2.12第四施工阶段应力图
从图2.10、2.11和2.12可以看出最大压应力：
?
?
32.4?
0.75?
0.7?
17.01MPa满足满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥6.7MPa?
0.7fck
t
?
的要求；施工阶段没有出现拉应力。
涵设计规范》中7..2.8条?
cc?
0.70fck
2.2.2悬臂长为630mm的边板计算结果及结果分析
1.持久状况承载能力极限状态验算
（1）正截面承载能力极限计算正截面承载能力极限计算见图2.13：
图2.13正截面承载能力极限计算结果
2.32.31.81.61.1
56789101112131415161234力极限状态满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中1.31.91.9
3.53.5
4.5（24.2）受弯构件斜截面抗剪承载力验算4.94.94.9
5.86.16.2
6.9
4.5
由图3.73.43.4可以看出，构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能3.43.43.32.133.1
4.5
1.61.6
171819205.1.5款。
21
4.96.9
4.05.6
5.8
6.3
5.9
验算距离支座中心h/2截面和腹板宽度变化处的截面，验算结果见表2.4
斜截面抗剪承载力验算结果表表2.45.0
5.55.55.6表中：
6.2Vcs——斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值，5.66.2
Vpb——与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值。
由表2.4可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）5.2.7和5.2.9的要求。
2.持久状况正常使用极限状态验算
（1）预应力混凝土构件截面抗裂验算a荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.14
7
12546
34366
5301819
6
76381477
898441894
1011920
12138471896
14
156411480
16
17304824
1819364
2021
20342106
241325922592259225922592预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
2106
2413
51234
3013662106
2413
6
6381477
2592图2.14
101115161718192021
304920189********42106
24132592259225922592荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图
5.0
2.42.2
4.64.64.1从图2.14中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力满足《公路钢筋混凝3.83.83.43.4
2.42.0
2.7
4.54.5土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7893.4106.3.1113.7条12A类预应力构件在短期效应组合下133.4141516173.41812343.353.46193.12021
5.8
6.3
5.9
2.7
2.42.02.32.1
?
2.31.81.61.12.6
56783.09103.811123.01?
234?
0.7的要求。
13f?
0.7?
2.65?
1.855（MPa）4.24.2st4.7pctk1.34.51.91.95.05.55.66.23.54.24.54.94.94.95.8b荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算6.2
6.9
2.315
?
144.55.5
165.66.2
1.617
4.54.8
1.6
18194.05.6
2021
3.56.1
4.96.9
荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.15
图2.15荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图
从图2.15可以看出，长期效应组合作用下没有出现拉应力满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.3.1条A类预应力构件在长期效应组合下?
lt?
?
pc?
0的要求。
c预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算
荷载短期效应组合作用下斜截面抗裂性验算见图2.16
图2.16荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图
从图2.16可以看出，短期效应组合作用下斜截面主拉应力最大为0.9MPa，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下预制构件?
tp?
0.5ftk?
0.5?
2.65?
1.325（MPa）的要求。
（2）变形计算
8
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
a挠度验算
按短期效应组合并消除结构自重产生的位移，结构的位移见图2.17。
图2.17短期效应组合并消除结构自重产生的位移图
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中的刚度并考虑挠度长期增长系数（C50为1.425），计算的挠度为：
0.0031m?
0.95?
1.425?
0.0047m?
L/600?
0.0321m，满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.5.3的要求。
b预加力引起的反拱计算及预拱度的设置短期效应组合产生结构的位移见图2.18。
图2.18短期效应组合产生的位移
预加力产生的反拱值为0.0143m。
从图2.8可知，在荷载短期效应组合下，跨中的最大挠度为0.0268m，C50混凝土的挠度长期增长系数为1.425，故考虑荷载长期效应的影响下，最终计算跨中的最大挠度为：
0.0268m/0.95×1.425＝0.0402m。
预加力产生的最大反拱值为0.0143m，预加力产生的反拱值长期增长系数为2.0，故0.0143m×2.0＝0.0286m<0.0402m。
因为由预加力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，应设预拱度。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.5.5条预拱度为0.0402m-0.0286m＝0.0116m。
3.持久状况应力验算
（1）正截面混凝土的压应力验算正截面混凝土的压应力见图2.19
图00202.19正截面混凝土的压应力图
9
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
从图2.19看出正截面混凝土的压应力最大值7.7MPa?
0.5fck?
0.5?
32.4?
16.2（MPa），满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7.1.5条的要求。
（2）预应力钢筋拉应力验算
预应力钢束拉应力见表2.5，从表中可以看出钢束拉应力满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7.1.5条钢绞线应力
?
pe?
?
p?
0.65fpk?
0.65?
1860?
1209（MPa）的要求。
钢束拉应力表表2.5
（3）斜截面混凝土的主应力
斜截面混凝土的主压和主拉应力见图2.20：
图2.20斜截面混凝土的主压和主拉应力图
从图2.20可以看出：
混凝土的主压应力最大值：
7.7MPa?
0.6fck?
0.6?
32.4?
19.44（MPa），满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中7.1.6条的要求；混凝土的主拉应力最大为1.1MPa，?
tp?
0.5ftk?
0.5?
2.65?
1.325（MPa）,可仅按构造规定设置箍筋。
3.短暂状况应力验算
短暂状况第二、三和第四施工阶段的应力见图2.11、2.12和2.13：
6.2
21
图2.21第二施工阶段应力图
-0.20.0561234
8.1
78
9101112131415161718196.1
8.2
7.3
7.1
7.3
8.2
8.1
2.32.02.32.0
-0.60.451234-0.60.4561234
2.8
2.87
8
3.8
3.89
10
10
4.1
10
11
4.111
12
3.8
12
13
3.8
2.8
2.8
2.0
2.017
2.11819
2.118192021
2021
6
7
8
9
13
14
14
15
15
16
16
17
-0.20.012
1.7
34
1.05
6
1.17
8
1.89
10
2.111
12
1.813
14
1.115
16
1.017
1.51819
2021
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
6.1
8.1
8.2
7.3
7.1
7.3
5.9
8.2
8.1
图2.22第三施工阶段应力图
图2.23第四施工阶段应力图
从图2.21、2.122和2.23可以看出最大压应力：
?
?
32.4?
0.75?
0.7?
17.01MPa满足满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥8.2MPa?
0.7fck
t
?
的要求；施工阶段没有出现拉应力。
涵设计规范》中7..2.8条?
cc?
0.70fck
2.2.3悬臂长为零的边板计算结果及结果分析
1.持久状况承载能力极限状态验算
（1）正截面承载能力极限计算正截面承载能力极限计算见图2.2：
图2.24正截面承载能力极限计算结果
由图2.24可以看出，构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力极限状态满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中5.1.5款。
5.25.2
4.34.03.93.93.8
2.82.8
2.11.9
（2）受弯构件斜截面抗剪承载力验算1.2
56789101112131415161234
0.71.21.2
2.52.5截面和腹板宽度变化处的截面，验算结果见表验算距离支座中心h/23.03.43.63.83.7
4.54.84.85.4
4.0
1.917
3.61.818192.94.3
2021
6.6
7.0
6.6
2.63.6
5.5
斜截面抗剪承载力验算结果表2.2表2.6
17
18193.33.7
2021
表中：
Vcs——斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值，0.456789*********415161234
3.53.8
1.82.12.1Vpb——与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值。
2.83.13.14.2
4.8
3.44.2
3.44.2
由表2.6可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
4.24.8
11
预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术16m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书
5.2.7和5.2.9的要求。
2123032.持久状况正常使用极限状态验算471532
660
630
12
34
5
6
7
8
9
10
116891526
12
136********11
14
15
47411122111
1975
1738
16
17216664
1819300
202
升级会员 