8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书完整版.docx

1、8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书完整版8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书7.1 设计基本资料1. 跨度和桥面宽度标准跨径：8m （墩中心距）计算跨径： 7.6m桥面宽度：净7m （行车道）+2X1.5m （人行道）2 技术标准设计荷载：公路-U级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧 8kN/m计算， 人群荷载取 3kN/m2环境标准：1类环境设计安全等级：二级3 主要材料混凝土：混凝土空心板和铰接缝采用 C40混凝土；桥面铺装采用0.04m沥 青混凝土，下层为0.06m厚C30混凝土。沥青混凝土重度按 23kN/计算，混 凝土重度按25kN/mi计算。钢筋：采用R235钢筋、HR

2、B335钢筋2. 构造形式及截面尺寸本桥为c40钢筋混凝土简支板，由8块宽度为1.24m的空心板连接而成。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 0.4m，宽1.24m，板间留有1.14cm的缝隙用于灌 注砂浆C40 混凝土空心板抗压强度标准值 fck 26.8Mpa ， 抗压强度设计值 fcd 18.4Mpa ，抗拉强度标准值 ftk 2.4Mpa ，抗拉强度设计值 ftd 1.65Mpa ， c40混凝土的弹性模量为EC 3.25 104MpaIxji* L谭猜辭+2%琏 Fc-oooo Joo otjoofboojoooljoootjooo |15035012

3、4J1yVL1000z图1桥梁横断面构造及尺寸图式（单位：cm)7.3空心板截面几何特性计算1毛截面面积计算如图二所示A S矩形-(S S2 S3 S4 ) 21 2S, 5 5 12.5cm2S矩形 124 40 4960cm252 (5 24.5) 5 147.5cm21 253 - 24.5 2 24.5cm23 254 14.5 7 15.75cm22解得：A 3202.33cm2图2中板截面构造及尺寸（单位： cm）2毛截面重心位置全截面对1板高处（即离板上缘20cm处）的静矩为2S1板高2S2 L2S3 L3S4 L41 5 3S, L1 5 5 (5 ) 41.67 cm2 32

4、9 5 352 L2 29.5 5 (20 ) 774.375cm21 1 353 L3 - 2 24.5 ( )(20 10.5 - 24.5) 32.67cm2 31 254 L4 7 4.5 ( )(20 6 4.5) 173.25cm32 3代入得S1板高=1595.25cm32由于铰缝左右对称所以铰缝的面积为:2( S1S2S3S4 )2=400.5 cmS1板高2毛截面重心离板高的距离为:20.5cm)=1595.25 =0.5 cm （即毛截面重心离板上缘距离为3202.333毛截面惯性矩计算铰缝对自身重心轴的惯性矩为：4Ii 218588.016 37176.032cm4空心板

5、毛截面对其重心轴的惯性矩为:3124 4012124 40 0.52 3242642 2 212 0.5 2 18588.016 2 400.5 (3.983 0.5)5 4= 5.6011 10 cm空心板截面的抗扭刚度可简化为如图三所示的箱型截面近似计算所以得到抗扭刚度为：. 4b2h2I T2h 2bt1 t224 (124 16) (40 8)(40 8) 2 (124 16)8 166 4=2.2221 10 cm呂16 92 1G- =i ；124图三 抗扭惯性矩简化计算图（单位： cm）7.4主梁内力计算1永久作用效应计算a.空心板自重（一期结构自重）G2:G1 3202.33

6、10 425=0.8005825kN/m b.桥面系自重（二期结构自重）G2：桥面设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧 8kN/m计算。桥面铺装上层采用0.04m厚沥青混凝土，下层为0。06m厚C30混凝土，则全桥 宽铺装层每延米重力为：（0.04 23 0.06 25） 10 =24.2kN/m为了计算方便，桥面系的重力可平均分配到各空心板上， 则每块空心板分配到的每延米桥面系重力为：8 2 24.2 .G2 =5.025kN/m8C.铰接缝自重计算（二期结构自重） G3：G3 （400.5 1.14 40） 10 4 25 =1.11525KN/m由上述计算得空心板每延米总重力为Gi 8.0

7、06kN/m （仪器结构自重）Gii G2 G3 （5.025 1.11525） =6.1403kN/m（二期结构自重）G Gi Gii （8.006 6.1403） =14.146kN/m由此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结果见表一。表一简支空心板永久作用效应计算表表一简支梁空心板永久作用效应计算表作 用 种 类作用/（kN/m）计算跨 径/m作用效应-弯矩M/kN.m作用效应-剪力V/kN跨中1/4跨支点1/4跨跨中GI8.00587.657.802143.351430.422215.21110GII6.14037.644.33333.249723.333111.66660G14.1

8、4617.6102.134876.601153.755226.877602可变作用效应计算根据公通规，公路-II级车道荷载的均布荷载标准值qk=7.875kN/m计算弯矩时，Pk 36 180(7.6 5) 180 0.75=142.8kN50 5计算剪力时，Pk 142.8 1.2=171.36kNA.冲击系数和车道折减系数计算；结构的冲击系数 与结构的基频f有关，故先 计算结构的基频。简支梁的基频计算如下:2 7.62I 10 3=9.662Hz3.25 10 5.6011 10 1442.00其中：由于1.5f14Hz，故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数为0.17671 nf 0.015

9、7 0.385当车道大于两车道时，应根据适当进行车道折减，但折减后不得小于用两车道布载的计算结果。由此可知横向折减系数为 1.0B.汽车荷载横向分布系数的计算：空心板跨中和 1/4截面处的荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点处荷载横向分布系数按杠杆原理计算，支点至 1/4点间的截面横向荷载分布系数根据图按直线内插法求的。a跨中及l/4处的荷载横向分布系数计算：空心板的刚度参数 ，由下式可得5.8丄（片It l已算出15.60115 410 cmIt2.221代入得5.85.6011105（鹽22.22211066 410cm , b 124cm , l 7.6m 760cm0.03892表二

10、横向分布影响线坐标值表板 号单位荷载作用位置(i号板中心)1234567810.030.28100.21900.15400.11000.08100.06100.05000.04400.040.31100.23400.15500.10400.07200.05100.03900.03300.038920.30780.23240.15490.10460.07300.05210.04020.34220.030.21900.21600.17500.12400.09100.06900.05600.05000.040.23400.23300.18300.12200.08400.06000.04600.039

11、00.038920.23240.23120.18210.12220.08480.06100.04710.040230.030.15400.17500.18600.15600.11300.08500.06900.06100.040.15500.18300.20000.16300.11000.07800.06000.05100.038920.15490.18210.19850.16220.11030.07880.06100.052140.030.11000.12400.15600.17500.15000.11300.09100.08100.040.10400.12200.16300.18800.1

12、5700.11000.08400.07200.038920.10460.12220.16220.18660.15620.11030.08480.0730按下列方式布载，可进行各板荷载横向分布系数计算（见图 四）1计算公式如下：m汽-i汽，m人 i人，计算结果见下表2表三各板荷载横向分布系数计算表板号1号板2号板3号板4号板何载种类两车 道人群何载两车 道人群何载两车 道人群何载两车 道人群何载何载0.21610.29930.22630.23230.18370.15740.14460.1083横向0.12770.03480.14980.04090.17890.05300.18660.0742分布

13、0.08630.10050.13210.1544系数0.05190.06070.07840.0981m汽或0.2410.33410.268650.27320.286550.21040.291850.1825由上表计算结果可以看出，4号汽车荷载横向分布系数最大。为设计和施工方便,各空心板设计成统一规格，按最不利组合进行设计，即选用4号板横向分布系数, 跨中和1/4处的荷载横向分布系数取下列数值：m 汽 0.292m 人 0.183板 号50odidi803080500070 o板 号250o803080507060 o0091 o00502 o4402 od35o o4号板表四 各板横向分布影响

14、线及最不利布载图（单位： cm）1 路 线*4厚沥青混凝土1中心2%线2%6厚C30昆凝土铰缝二JfbcoV/40 588 355kN 673.30kN Vd 0.9 253.24kn227.92kN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3oVd 0.5 10 2 ftd bh0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。而本设计中 Vd 0.9 253.24kN 227.92kNo330.5 10 30 f tdbh0 0.5 10 3 1.0 1.65 588 355kN 172.21kN 对于板式受弯构件上式计算值可乘以 1.25 的提高系数。则1.25 0.5 10 32