整体式简支板桥设计计算书.docx

1、整体式简支板桥设计计算书整体式钢筋混凝土空心简支板设计计算书一、技术标准1、 设计荷载:行车道:城-A 级 人行道:3.0KN/m 2 2、 桥长:根据实际情况及公路桥涵设计通用规范JTJ D602004 第3.2.5条的新建桥梁跨径的要求,确定为跨径等于14.5m 的单跨钢筋混凝土空心简支板桥。桥梁全长43.5m ,跨径组合为三等跨314.5m 。 3、桥面宽度:桥全宽20m ,中间双向四车道,两侧人行道桥面横向布置为:24 +12 =20 m4m 人行道+12m 机动车道+4m 人行道4、桥面横坡:双向1.5%5、人行道横坡:1.5%6、设计安全等级: 二级7、结构重要系数: 0.1=o

2、8、主要设计材料:(1混凝土强度等级:主梁拟用C 30;MPaf ck 1.20=MPa f tk 01.2=MPa f cd 3.14=MPa f td 43.1= MPa E c 41000.3= 混凝土容重r=24kN/m3, 钢筋混凝土容重r=25kN/ m3。(2钢材初步选取:直径大于或等于12mm 时采用HRB335级,指标: MPa f yk 335= MPa f f y y 300= MPa E s 5100.2=直径小于12mm 时采用HPB235级钢筋,指标:MPa f yk 235= MPa f f y y 210=MPa E s 5101.2=9、设计依据:(1公路桥涵

3、设计通用规范JTJ D602004(2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 (3 城市桥梁设计荷载标准CJJ 77-98二、结构简介:三等跨混凝土简支空心板桥,桥梁全长314.5m=43.5m ,桥面宽度20m 。施工方式为整体式现浇,在已有桥墩上设置支座。桥面横坡1.5%,梁高80cm ,顶板厚10cm ,底板厚10cm ,隔板厚度15cm 。隔梁及空心由跨中向支座对称布置,空心长度1m ,间距18cm ,横隔梁厚度为15cm ,两端设有端横隔梁,。 计算跨径:(n o l l 05.1min l ;计=mm l o 1190040011500=+= mm l n

4、12990129011700=+=故: (mm l l n o 124951190005.112990min 05.1min l =;计三、几何特性计算截面面积:A=15.8425-250.282744=8.7739m 惯性矩: I=0.8437-250.0063=0.68624m四、主梁内力计算(一、恒载内力计算恒载集度主梁:kN/m 219.347525.08.7739g 1=横隔板:kN/m36.36495.120.2525915.0282744.02565.1282744.0(g 2=+=栏杆: kN/m 725.3g 3= 人行道: kN/m 7422548.1g 4= 桥面铺装:

5、kN/m 2361.95231407.4g 5=合计: 460kN/m kN/m 9436.458g =恒载作用下梁产生的内力计算:g=460kN/m Mxg=460kN/mBAkN l g R R B A 85.28732495.1246021=(222x l xg x x g x l g M x -=-=2(22x l g x g l g Q x -=-= (二、活载内力计算采用直接加载求活载内力,公式为:i i i y P m S +=1(S 所求截面的弯矩或剪力;汽车荷载冲击系数,据通规基频公式:ccm EI l f 212=g G m c =式中 l 结构计算跨径(m;E 结构材料的

6、弹性模量(N/,c I 结构跨中截面惯矩(4m ;c m 结构跨中处的单位长度质量(kg/m ; G 结构跨中处延米结构重力(N/m ;g 重力加速度,g=9.81(m/s =-=-7.180*10.0745.0(10.020103.142(3故属第一类受弯截面 2、求受压区高度X据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004公式5.2.21:2(0xh x b f M cd d -=即: 2745.0(20103.147.180310.13x x -=整理: 0065332246.0745.05.02=+- 解得: =mm093570412.0(396.121大于梁高,不满

7、足要求3、求钢筋面积S A28.89203300570412.93200003.14mm f x b f A y cd s =选用451根直径16mm 的HRB335级钢筋(分两层,底层285根,二层166根,其面积为S A =90696.12m m=-=%215.045%2.0%158.1282744250687.745200001.90696y t sv f f 结论:满足最小配筋率的要求。55.0243.03.14300%158.1=b 结论:满足适用条件要求。(二 斜截面设计1、截面尺寸复核:据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 第5.2.9条:kN V d

8、 9.53509.53500.1=kNAf k cu 7.21881282744251.74520000(301051.01051.03,3=-=- 其中: d V 验算截面处由作用(或荷载产生的剪力组合设计值(kN ;结论:截面尺寸符合设计要求。2、检查是否需要根据计算配置箍筋:据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004第5.2.10条:kN V d 9.53509.53500.1=KNA f otd 5.1.7001282744251.74520000(43.125.11050.01050.0323=-=- 其中:2 预应力提高系数,对钢筋混凝土受弯构件为1.0;td

9、 f 混凝土抗拉强度设计值;1.25板式受弯构件提高系数;结论:可不进行斜截面抗剪承载力的验算。六、板梁的正常使用极限状态验算: (一、板梁的施工阶段应力复核:由于采取整体现浇法施工,无需吊装,不用进行施工阶段应力复核。 (二、板梁的最大裂缝宽度验算: 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004第6.4.3条,最大裂缝宽度计算公式:1028.030(321+=dE C C C W sssfk1C 钢筋表面形状系数,带肋钢筋,取1.0; 2C 作用(或荷载长期效应影响系数,43845.19.120683.105835.015.012=+=+=s l N N C 其中:短期效

10、应组合: m KN N s =+=9.120688.9360.138.12.42487.02.8977长期效应组合:m KN N l =+=3.105838.9364.038.12.42484.02.89773C 与构件受力有关的系数,钢筋混凝土板式受弯构件取1.15;ss 钢筋应力,按桥规JTJ D622004第6.4.4条计算;2876.20593.54800(1.9069687.0109.1206887.06=-=os s ss h A M d 钢筋换算直径;596.232225(1042225(104222=+=iii dn d n d i据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JT

11、J D622004第6.4.2条,钢筋混凝土构件容许最大裂缝宽度: =0.20mm01158.01028.01630(100.22876.20515.143845.10.15+=fk W=0.197mm mm W 2.0=结论:板梁的最大裂缝宽度满足规范要求。(三、板梁的变形验算:据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004第6.5条:板梁挠度验算公式为:Bl M S f o2=其中: S 挠度系数, 5/48;o l 计算跨径,12.495m;B 刚度。cro s cr scr oB B MM M M B B -+ =221其中:受压区高度:mm 6.93=67.6100

12、.3100.245=c s s E E n 全截面换算截面惯性矩:223(1(21(121x h A n x h bh bh I o s s o -+-+= 4622410286.2414369221(46425mm x D h D D =-+-全截面抗弯刚度:2106410465.688095210286.2414369100.395.095.0mmN I E B o c o =开裂截面换算截面的惯性矩: 23(3-+=h A n x b I s s cr236.931.745(1.9069667.636.9320000-+=4610251.262236mm =开裂截面抗弯刚度:210641

13、0753.78670810251.262236100.3mmN I E B cr c cr =构件受拉区混凝土塑性影响系数:654.3166002568002000028001.90696167.6(2107739.822326=- -+=o o W S 开裂弯矩:mmN W f M o tk cr =-=7881028026166002568002000001.2654.332 代入公式求得:6880952 .465 1010 N m m2 2 2 N m m 7881028026 N m m 6880952 .465 1010 N m m2 7881028026 + 1 - .9 KN m 12068 .9 KN m .753 1010 N m m2 12068 786708 = 4650697.95 5 1010 N m m2 B= 2 M lo 5 12068 .9 106 12495 f = hq S = 1.60 = 6.752m m B 48 4650697.95 5 1010 1 1 lo = 12495= 7.81m m 1600 1600 2 结论：挠度满足规范要求，无需设置预拱度。