桥梁结构计算书-简支空心板桥

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2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/m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/m i计算。

钢筋：采用R235钢筋、HRB335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f ck 26.8Mpa ，抗压强度设计值f cd 18.4Mpa ，抗拉强度标准值f tk 2.4Mpa ，抗拉强度设计值f td 1.65Mpa ，c40混凝土的弹性模量为E C 3.25 104Mpa7.3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 S3S4 )21 2S ,5 5 12.5cm 2S 矩形 124 40 4960cm 252 (5 24.5) 5 147.5cm 2 1 2 53 - 24.5 2 24.5cm 2 32 54 14.5 715.75cm 22解得：A 3202.33cm 22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2S 1板高 2S 2 L 2 S 3 L 3 S 4 L 41 5 3S , L 1 — 5 5 (5 —) 41.67 cm2 329 5 352 L 2 29.5 5 (20 ) 774.375cm21 1 353 L 3 - 2 24.5 ( )(20 10.5 - 24.5) 32.67cm2 3 1 254 L 4 — 7 4.5 ( )(20 6 4.5)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( S 1S 2 S 3 S 4 )S 1板高220.5cm)2=400.5 cm毛截面重心离板高的距离为:=1595.25=0.5 cm （即毛截面重心离板上缘距离为3202.33图2中板截面构造及尺寸（单位： cm ）3毛截面惯性矩计算3124 4012124 40 0.52 3242642 2 212 0.5 2 18588.016 2 400.5 (3.983 0.5)铰缝对自身重心轴的惯性矩为：4I i 218588.016 37176.032cm4空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为: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:G13202.33 10 425呂16 921G•---' ^=i ；——124=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。

简支空心板桥桥墩抗震计算书(一)设计资料1、上部构造：2孔20m连续桥面简支梁，20m先张法预应力混凝土简支宽幅空心板，计算跨径为19.32m，每跨(单幅)横向设8块板。

桥面现浇10cm50号混凝土，9cm沥青混凝土。

2、桥面宽度(单幅)：0.5（防撞墙）＋净11.5(行车道)＋0.75m(波形护栏)=12.75m。

3、斜度：30°。

4、设计荷载：公路Ⅰ级。

5、支座：墩顶每块板板端设GYZ200×42mm板式橡胶支座2个。

6、地震动峰值加速度：0.20g。

7、下部构造：圆形双柱式墩，直径1.3m；钻孔桩直径1.5m，长40m。

墩柱为30号混凝土，桩基础为25号混凝土，HRB335钢筋。

桥墩一般构造如下(二)恒载计算1、上部恒载反力空心板：[(12.5+0.3)×6＋(14.7+0.3)×2]×26＝2776.8kN铰缝混凝土：2.22×7×26＝404.0kN桥面铺装(包括50号混凝土和沥青混凝土)：11.5×20×0.1×26＋11.5×20×0.09×24＝1094.8kN 防撞墙：6×26＝156kN波形护栏：5.6×26＝145.6kN合计：2776.8＋404.0＋1094.8＋156＋145.6＝4577.2kN 2、下部恒载计算1)盖梁加防震挡块重力P G＝28.8×25＝720kN2)系梁重力P X ＝8.1×25＝202.5kN 3) 一个墩柱重力P d ＝4π×1.32×5.6×25＝185.8kN4) 单桩自重力P z ＝4π×1.52×40×25＝1767.1kN(三)水平地震力计算 1、顺桥向水平地震力计算1)上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载 E ihs ＝sp h z i ni itpitpG K C C KK 11β∑=式中：C i ＝1.7，C z ＝0.3，K h ＝0.2根据地质资料分析，桥位所在地土层属Ⅲ类场地，所以有 β1＝2.25×(145.0T )0.95对于板式橡胶支座的梁桥 T 1＝12ωπ其中：ω12＝tpsp sp tp sp tp sp tp G G K K G G G K K K G G K K K G g2}4])({[)(2/1212211211-++-++K 1＝∑=ni is K 1计算采用2孔×20m 为一联，故n ＝1K is ＝∑∑=sn i r d tA G 1其中：n s ＝2×16＝32，G d ＝1200kN/m 2由橡胶支座计算知A r ＝4π×0.22＝0.0314m2∑t ＝0.042m∴ K is ＝32×042.00314.01200⨯＝28708.6kN/mK 1＝1×28708.6＝28708.6kN/m K 2＝∑=ni ip K 1K ip ＝3113il E I其中：墩柱采用30号混凝土，则 E c ＝3.00×104MPaE 1＝0.8×3.00×104×103＝2.4×107kN/m 2按墩高H ＝7m 控制设计，支座垫石＋支座厚度＝0.1＋0.042＝0.142m l i ＝7＋0.142＝7.142m 柱惯矩： I 1＝64π×1.34＝0.1402m4K ip ＝37142.7104.21402.03⨯⨯⨯×2＝55418.0kN/mK 2＝1×55418.0＝55418.0kN/m G sp ＝2×4577.2＝9154.4kN G tp ＝G cp ＋ηG p其中： G cp ＝720kNG p ＝2×185.8＝371.6kNη＝0.16(2f X +2221f X +21f f X X +21f X +1)顺桥向作用于支座顶面的单位水平力在支座顶面处的水平位移为：X d ＝X 0－φ0l 0＋X Q 其中： l 0＝l i ＝7.142m X Q ＝1133I E l ＝1402.0104.23142.773⨯⨯⨯＝0.0000361桩的计算宽度：b 1＝0.9(d+1)＝0.9×(1.5＋1)＝2.25m 桩在土中的变形系数：α＝51EImbm ＝10000kN/m 4其中：桩采用25号混凝土，则 E c ＝2.80×104MPaEI ＝0.8×2.8×107×64π×1.54＝5.567×106∴ α＝5610567.525.210000⨯⨯＝0.3321 桩长h ＝40m ，∴ αh ＝0.3321×40＝13.284m ＞2.5m 取αh ＝4.0，故K h ＝0 从而有 X 0＝34433443203443344331B A B AC B C B EI l B A B AD B D B EI --⨯+--⨯ααφ0＝)1(344334430344334432B A B AC A C A EI l B A B AD A D A EI --⨯+--⨯-αα 由公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)附表6.11查得 34433443B A B A D B D B --＝2.441 34433443B A B A C B C B --＝34433443B A B A D A D A --＝1.62534433443B A B A C A C A --＝1.751故 X 0＝EIl EI 203625.1441.2αα+＝626310567.53321.0142.7625.110567.53321.0441.2⨯⨯⨯+⨯⨯＝0.0000309φ0＝)751.1625.1(02EIl EI αα+- ＝)10567.53321.0142.7751.110567.53321.0625.1(662⨯⨯⨯+⨯⨯-＝－0.00000941X d ＝0.0000309＋0.00000941×7.142＋0.0000361＝0.000134X f ＝dX X 0＝000134.00000309.0＝0.2306X H/2＝X 0－φ0l 0/2＋X Q/2＝X 0－φ0l 0/2＋113485I E l＝0.0000309＋0.00000941×2142.7＋1402.0104.248142.7573⨯⨯⨯⨯＝0.0000758 X f/2＝dH X X 2/＝000134.00000758.0＝0.5657∴ η＝0.16×(0.23062+2×0.56572+0.2306×0.5657+0.5657+1) ＝0.3823G tp ＝720＋0.3823×371.6＝862.1kN∴ω12＝tpsp sp tp sp tp sp tp G G K K G G G K K K G G K K K G g2}4])({[)(2/1212211211-++-++＝1.8624.91542}554186.287084.91541.8624]4.9154)554186.28708(6.287081.862{[4.9154)554186.28708(6.287081.8628.92/12⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯++⨯-⨯++⨯⨯＝20.021ω1＝4.474T 1＝474.42π＝1.404 β1＝2.25×(404.145.0)0.95＝0.7634K itp ＝ipis ip is K K K K +＝0.554186.287080.554186.28708+⨯＝18911.7kN/m则 E ihs ＝4.91547634.02.03.07.17.1891117.18911⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝712.8kN2)墩身自重在板式支座顶面的水平地震荷载E hp ＝tp h z i G K C C 1β＝1.8627634.02.03.07.1⨯⨯⨯⨯＝67.1kN 支座顶面的水平地震力总和为E ihs ＋E hp ＝712.8＋67.1＝779.9kN(四)墩柱截面内力及配筋计算(柱底截面) 1、荷载计算上部恒载反力：4577.2kN下部恒载重力：720＋2×185.8＝1091.6kN 作用于墩柱底面的恒载垂直力为N 恒＝4577.2＋1091.6＝5668.8kN水平地震力：H ＝779.9kN水平地震力对柱底截面产生的弯矩为 M ＝779.9×7.142＝5570.0kN •m 2、荷载组合(单柱)1)垂直力：N ＝5668.8/2＝2834.4kN 2)水平力：H ＝779.9/2＝390.0kN 3)弯矩： M ＝5570.0/2＝2785.0kN •m 3、截面配筋计算偏心矩： e 0＝M d /N d ＝2785.0/2834.4＝0.9826m 构件计算长度：l 0＝2l ＝2×5.6＝11.2mi ＝AI ＝4/3.164/3.124⨯⨯ππ＝0.325 l 0/i ＝11.2/0.325＝34.46>17.5 ∴应考虑偏心矩增大系数η η＝1＋212000)(/14001ξξhl h eh 0＝r ＋r s ＝0.65+0.59＝1.24m h ＝2r ＝2×0.65＝1.3mξ1＝0.2＋2.700h e ＝0.2+2.7×24.19826.0＝2.34>1.0∴取 ξ1＝1.0ξ2＝1.15－0.01hl 0＝1.15－0.01×3.12.11＝1.064>1.0∴取 ξ2＝1.0η＝1＋0.10.1)3.12.11(24.1/9826.0140012⨯⨯⨯＝1.067ηe 0＝1.067×0.9826＝1.048m由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)附录C 有 配筋率 ρ＝DgrCe Ae Br f f sd cd --⋅00'f cd ＝13.8MPa f sd ’ ＝280MPag ＝r s /r ＝0.59/0.65＝0.9077 假定ξ＝0.33，A ＝0.6631，B ＝0.4568，C ＝-0.8154，D ＝1.7903 ρ＝65.09077.07903.1048.18154.0048.16631.065.04568.02808.13⨯⨯-⨯-⨯-⨯⨯＝0.01027N d ≤Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’＝0.6631×0.652×13.8×103-0.8154×0.01027×0.652×280×103＝2875.5kN>N d ＝2834.4kN ∴纵向钢筋面积A s ＝ρπr 2＝0.01027×π×0.652＝0.01363m2选用28φ25HRB335钢筋，A ＝0.001374m 2> A s ＝0.01363m2(五)桩身截面内力及配筋计算1、内力计算作用于地面处桩顶的外力为N 0＝2834.4kN ，H 0＝390.0kN ，M 0＝2785.0kN •m 1) 桩身弯矩M y ＝α2EI(x 0A 3+αφ0B 3＋EI M 20αC 3＋EIH 30αD 3)x 0＝EIM EI H 2030625.1441.2αα+＝626310567.53321.0625.10.278510567.53321.0441.20.390⨯⨯⨯+⨯⨯⨯＝0.01204mφ0＝)751.1625.1(020EIM EI H αα+- ＝)10567.53321.0751.10.278510567.53321.0625.10.390(662⨯⨯⨯+⨯⨯⨯- ＝－0.00367A 3、B 3、C 3、D 3由公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)附表6.12查得，计算见下表桩 身 弯 矩 M y 计 算yh ＝αA 3B 3C 4D 4M yy ＝2.108m 处，弯矩最大，M y ＝3307.8 kN •m垂直力： N d ＝2834.4＋202.5/2＋4π×1.52×2.108×25＝3028.8kN2、截面配筋计算偏心矩： e 0＝M d /N d ＝3307.8/3028.8＝1.092m构件计算长度：l 0＝0.7×α4＝0.7×3321.04＝8.431mi ＝A I ＝4/5.164/5.124⨯⨯ππ＝0.375 l 0/i ＝8.431/0.375＝22.48>17.5∴应考虑偏心矩增大系数ηη＝1＋212000)(/14001ξξhl h e h 0＝r ＋r s ＝0.75+0.66＝1.41mh ＝2r ＝2×0.75＝1.5mξ1＝0.2＋2.700h e ＝0.2+2.7×41.1092.1＝1.09>1.0 ∴取 ξ1＝1.0ξ2＝1.15－0.01h l 0＝1.15－0.01×5.1431.8＝1.094〉1.0∴取 ξ2＝1.0η＝1＋0.10.1)5.1431.8(41.1/092.1140012⨯⨯⨯＝1.029 ηe 0＝1.029×1.092＝1.124m由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)附录C 有配筋率 ρ＝Dgr Ce Ae Br f f sd cd --⋅00'f cd ＝11.5MPaf sd ’ ＝280MPag ＝r s /r ＝0.66/0.75＝0.88假定ξ＝0.32，A ＝0.6351，B ＝0.4433，C ＝-0.8656，D ＝1.7721 ρ＝75.088.07721.1124.18656.0124.16351.075.04433.02805.11⨯⨯-⨯-⨯-⨯⨯＝0.00731N d ≤Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’＝0.6351×0.752×11.5×103-0.8656×0.00731×0.752×280×103＝3111.7kN>N d ＝3028.8Kn∴纵向钢筋面积A s ＝ρπr 2＝0.00731×π×0.752＝0.01292m 2选用28φ25HRB335钢筋，A ＝0.001374m 2> A s ＝0.01292m 2。

整体式钢筋混凝土空心简支板设计计算书2007年9月一、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 D60—2004 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3×14.5m 。

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：2×4 +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 γ8、主要设计材料：（1）混凝土强度等级：主梁拟用Ｃ30；MPaf ck 1.20=MPaf tk 01.2=MPaf cd 3.14=MPaf 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：MPaf yk 235= MPa f f y y 210'==MPaE s 5101.2⨯=9、设计依据：（1）《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60—2004（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004 （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3×14.5m=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 。

公路桥梁空心板设计计算书装配式先张法预应力混凝土简支空心板桥上部结构计算（路基宽度12m，跨径16m，交角0°）设计计算人：复核核对人：单位审核人：项目负责人：编制单位：编制时间：二○一五年八月目录一、设计资料 (1)1.主要技术指标 (1)2.计算依据 (1)3.所用材料及指标 (1)二、结构形式及尺寸的选定 (2)三、计算要点 (3)1.主要设计参数 (3)2.作用类别和作用效应组合 (3)3.施工方案 (4)4.程序计算要点 (4)四、桥梁模型的建立 (4)1.空心板截面的整体化 (4)2.横向荷载分布系数的计算 (5)2.冲击系数计算 (6)3.空心板有限元模型的建立 (6)五、持久状况承载能力极限状态计算 (7)1.正截面抗弯承载力验算 (7)2.斜截面抗剪承载力验算 (8)六、持久状况正常使用极限状态计算 (8)1.正截面抗裂验算 (8)2.斜截面抗裂性验算 (9)3.挠度验算 (9)七、短暂状况和持久状况构件的应力计算 (10)1.短暂状况构件的应力验算 (10)2.持久状况预应力混凝土构件的应力验算 (11)一、设计资料1.主要技术指标桥梁主要的技术指标汇总后，详见表1：表1 桥梁主要技术指标2.计算依据（1）《公路工程技术标准》JTG B01-2014；（2）《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004；（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004；（4）《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011；（5）《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003；（6）《公路交通安全设施设计技术规范》JTG D81-2006；（7）《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18-2003；（8）《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-2006。

3.所用材料及指标上部空心板混凝土采用C50，桥面整体化层混凝土采用C50（厚度15cm），普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋，预应力钢束采用低松弛高强度钢绞线，主要材料力学指标见表2。

1 绪论1.1 概述1.1.1 简支梁桥概述由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。

属于静定结构。

是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。

其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。

1.1.2 简支梁桥受力特点简支梁桥是静定结构，其各跨独立受力。

桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型：1) 简支板桥。

简支板桥主要用于小跨度桥梁。

按其施工方式的不同分为整体式简支板桥和装配式简支板桥；装配式板桥是目前采用最广泛的板桥形式之一。

按其横截面形式主要分为实心板和空心板。

根据我国交通部颁布的装配式板桥标准图，通常每块预制板宽为1.0m，实心板的跨径范围为1.5-8.0m，主要采用钢筋混凝土材料；钢筋混凝土空心板的跨径范围为6—13m；而预应力混凝土空心板的跨径范围为8-16m。

2)肋梁式简支梁桥(简称简支梁桥)。

简支梁桥主要用于中等跨度的桥梁。

中小跨径在8-12m时，采用钢筋混凝土简支梁桥；跨径在20-50m时，多采用预应力混凝土简支梁桥。

在我国使用最多的简支梁桥的横截面形式是由多片T形梁组成的横截面。

3)箱形简支梁桥。

箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。

尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁结构和跨度较大的斜交桥和弯桥。

1.1.3 预应力混凝土简支梁桥在我国的发展我国修建预应力混凝土连续体系梁桥最早在铁路部门，1966 年在成昆线用悬臂拼装法建成国内第一座预应力混凝土铰接连续梁桥――旧庄河桥，跨24m+48m+24m。

第一座预应力混凝土连续梁桥是1975 年建成的北京枢纽东北环线通惠河桥，跨度26.7m+40.7m+26.7m。

1979 年9 月建成兰州黄河桥（47m+3×70m+47m）为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥，进一步推动了预应力混凝土连续梁的修建和发展。

此后，相继建成湖北沙洋汉江公路桥，云南怒江桥，台州灵江桥等一大批特大跨公路连续梁桥。

预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计摘要本次设计的题目是预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计。

本设计采用装配式预应力混凝土简支空心板桥，主梁形式为预应力简支空心板，基础采用双柱式钻孔灌注桩基础。

本文阐述了该桥的设计和验算过程。

首先进行对主桥进行了总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行了预拱度的设置分析。

具体包括以下几个部分：1.桥型布置，结构各部分尺寸拟定；2.选取计算结构简图；3.恒载内力计算；4.活载内力计算；5.荷载组合；6.配筋计算；7.预应力损失计算；8.截面强度验算；9.截面应力及变形验算。

关键词预应力装配式空心板桥内力计算目录第1章绪论 (1)第2章方案比选及空心板的特点 (2)2.1方案比选 (2)2.2空心板设计特点 (3)2.3空心板受力特点 (3)2.4空心板构造特点 (3)第3章截面尺寸拟定及特性计算 (4)3.1基本设计资料 (4)3.2截面尺寸的拟定 (5)3.3毛截面几何特性计算 (6)第4章内力组合 (8)4.1恒载内力计算 (8)4.2活载内力计算 (9)4.3内力组合 (15)第5章预应力钢筋的估算及布置 (17)5.1控制截面钢束面积估算 (17)5.2钢束的布置 (18)5.3换算截面的几何特性 (18)第6章空心板强度计算 (20)6.1正截面强度计算 (20)6.2箍筋设计 (21)6.3斜截面抗剪强度验算 (23)第7章预应力损失及有效预应力计算 (24)7.1预应力损失的计算 (24)7.2各阶段预应力损失值的组合 (26)第8章应力验算 (27)8.1短暂状况的正应力验算 (27)8.2使用阶段空心板截面应力验算 (28)第9章抗裂性验算 (32)9.1正截面抗裂性验算 (32)9.2斜截面抗裂验算 (33)第10章变形验算 (34)10.1预加力引起的挠度 (34)10.2使用荷载作用下的挠度 (34)10.3预拱度的设置 (35)第11章板式橡胶支座的计算 (34)11.1确定支座的平面尺寸 (34)11.2确定支座的厚度 (34)11.3验算支座偏转情况 (35)11.4验算支座底抗滑稳定性 (35)第12章变形验算 (34)12.1桥墩墩柱的计算 (34)12.2钻孔灌注桩的计算 (34)结语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1 (39)第1章绪论我国幅员辽阔，大小山脉和江河湖泽纵横全国，在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁，并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现，还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁，在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务。

前言本次毕业设计的主要目的是培养综合运用所学知识和技能，分析解决实际问题的能力。

通过毕业设计使我形成经济、环境、市场、管理等大工程意识，培养实事求是、谦虚谨慎的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的精神。

毕业设计过程中复习以前所学习的专业知识，同时也锻炼了学生将理论运用于实践的能力。

桥梁的设计需要综合考虑各个方面的因素，其中包括桥址处地形、地貌、气象、水文条件、工程地质、以及周围所处的环境等等，除此之外，任何一个设计都必须要考虑的问题就是怎样将经济、实用、美观三者都融于设计之中。

本毕业设计内容是：临沂沂河大桥的施工图设计。

设计主要包括二个部分：一是桥梁桥跨结构设计，二是桥墩台基础的结构设计。

桥跨结构即上部结构主要是行车道板、主梁的计算；墩台基础即下部结构的设计主要是盖梁、桩柱的内力计算、截面配筋、强度验算等。

通过方案比选后确定本桥为简支空心板桥，桥长60.00米。

计算过程中主要参考了《公路桥涵设计手册——梁桥(上册)》、《钢筋混凝土简支梁（板）桥》、《桥梁工程》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵设计通用规范》等书籍；此次毕业设计除了有详细的计算书外，还按照设计要求绘制了一定量的施工图纸。

通过毕业设计，达到基本知识、基础理论、基本技能（三基）和运用知识能力、网络获取知识的能力、计算机应用的能力、外语能力以及文化素质、思想品德素质、业务素质（三个素质）的训练，培养了运用所学的专业知识和技术，研究、解决本专业实际问题的初步能力。

1 方案拟订与比选1.1 设计资料（1）技术指标：（2）设计洪水频率：百年一遇；（3）通航等级：无；（4）地质资料：地下水位埋深：5.40-6.10m。

地基土自上而下分两层：1杂填土2层卵石（稍密-中密）以石灰岩为主，含薄层亚粘土及少量细-中砂。

场地土类型：中硬场地土，场地类别为II类，属山前冲洪积平原地貌单元，无不良地质作用，场地稳定，适宜一般工程建设场地。

（5）地震动参数：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.40s，相当于原地震基本烈度6度。

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）+2×1.5m （人行道）2技术标准设计荷载：公路-Ⅱ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/m 2环境标准：Ⅰ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/m 3计算，混凝土重度按25kN/m 3计算。

钢筋：采用R235钢筋、HRB335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Mpa f ck 8.26=，抗压强度设计值Mpa f cd 4.18=，抗拉强度标准值Mpa f tk 4.2=，抗拉强度设计值Mpa f td 65.1=，c40混凝土的弹性模量为Mpa E C 41025.3⨯=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2)-4321⨯+++=S S S S S A （矩形215.125521cm S =⨯⨯=2cm 496040124=⨯=矩形S 225.1475)5.245(cm S =⨯+= 235.2425.2421cm S =⨯⨯=2475.1575.421cm S =⨯⨯=解得：233.3202cm A =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21板高处（即离板上缘20cm 处）的静矩为 []44332211212L S L S L S L S S ⨯+⨯+⨯+⨯⨯=板高31167.41)355(5521cm L S =-⨯⨯⨯=⨯322375.774)25.2920(55.29cm L S =-⨯⨯=⨯33367.32)5.24315.1020)((5.24221cm L S -=⨯---⨯⨯⨯=⨯34425.173)5.432620)((5.4721cm L S -=⨯---⨯⨯⨯=⨯代入得板高21S =1595.253cm 由于铰缝左右对称所以铰缝的面积为：)24321S S S S A +++⨯=（铰=400.52cm毛截面重心离板高的距离为：AS d 板高21==33.320225.1595=0.5cm （即毛截面重心离板上缘距离为20.5cm)3毛截面惯性矩计算铰缝对自身重心轴的惯性矩为：41032.37176016.185882cm I =⨯=空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯-⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯∏+⨯∏⨯-⨯⨯+⨯=222223)5.0983.3(5.4002016.1858825.012642435.0401241240124I =45106011.5cm ⨯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：2122224t b t h h b I T +=16)16124(28)840(2)840()16124(42-⨯+-⨯-⨯-⨯==46102221.2cm ⨯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）2G ：251033.320241⨯⨯=-G=0.8005825kN/mb.桥面系自重（二期结构自重）2G :桥面设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m 计算。

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2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/m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/m i计算。

钢筋：采用R235钢筋、HRB335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f ck 26.8Mpa ，抗压强度设计值f cd 18.4Mpa ，抗拉强度标准值f tk 2.4Mpa ，抗拉强度设计值f td 1.65Mpa ，c40混凝土的弹性模量为E C 3.25 104Mpa7.3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 S3S4 )21 2S ,5 5 12.5cm 2S 矩形 124 40 4960cm 252 (5 24.5) 5 147.5cm 2 1 2 53 - 24.5 2 24.5cm 2 32 54 14.5 715.75cm 22解得：A 3202.33cm 22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2S 1板高 2S 2 L 2 S 3 L 3 S 4 L 41 5 3S , L 1 — 5 5 (5 —) 41.67 cm2 329 5 352 L 2 29.5 5 (20 ) 774.375cm21 1 353 L 3 - 2 24.5 ( )(20 10.5 - 24.5) 32.67cm2 3 1 254 L 4 — 7 4.5 ( )(20 6 4.5)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( S 1S 2 S 3 S 4 )S 1板高220.5cm)2=400.5 cm毛截面重心离板高的距离为:=1595.25=0.5 cm （即毛截面重心离板上缘距离为3202.33图2中板截面构造及尺寸（单位： cm ）3毛截面惯性矩计算3124 4012124 40 0.52 3242642 2 212 0.5 2 18588.016 2 400.5 (3.983 0.5)铰缝对自身重心轴的惯性矩为：4I i 218588.016 37176.032cm4空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为: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:G13202.33 10 425呂16 921G•---' ^=i ；——124=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。

桥梁设计书一、设计资料1、桥面净宽：净21.0+2×4.5m人行道2、设计荷载：汽车——20，挂车——1003、人群荷载：3KN/m4、标准跨径：16.00m5、计算跨径：15.50m6、材料钢筋：主钢筋采用Ⅱ级钢筋，其它采用Ⅰ级钢筋；混凝土：主梁采用30#混凝土，桥面铺装采用30#防水混凝土，盖梁采用25#混凝土，其他采用20#混凝土。

二、设计依据1、《桥梁工程》（1985）姚玲森主编。

2、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89），简称“桥规”；3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85），简称“公预规”；4、《公路工程技术标准》（JTJ001-97）；5、《城市桥梁设计准则》CJJ11-93；6、《城市桥梁、隧道设计准则》送审稿（1984.8）；三、上部结构设计（一）构造型式与尺寸拟定根据设计资料，上部结构拟采用2×16米钢筋砼空心板。

桥面标高74.34m，桥上纵坡-0.3%。

尺寸拟定如图1、2。

（二）内力计算1、恒载计算图2 截面构造及尺寸 尺寸单位：cm⑴计算单块板重：板截面面积A=124×55-2π×19.52-2(2105+×5+285+×36+21×8×8) =3823.821cm 2截面的惯距h I ：=×+×+×+×+⋅×−×=)3636336883655123656439(21255124333343πh I 1445511.2cm 4则得空心板重：=1g 3823.821×10-4×25=9.5596KN/m （2）桥面系人行道、栏杆：参照其他桥梁取用，单侧为12.5KN/m桥面铺装（沥青混凝土厚0.02m ，混凝土垫层0.09m ）： =××+×235.10209.002.0226.57KN/m将以上重力均摊给24块板，得 =2g （12.5×2+26.57）/24=2.15KN/m恒载总重力：=+=21g g g 9.5596+2.15=11.7096KN/m 恒载内力计算见表1。

预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计摘要本次设计的题目是预应力混凝土简支空心板桥上部结构设计。

本设计采用装配式预应力混凝土简支空心板桥，主梁形式为预应力简支空心板，基础采用双柱式钻孔灌注桩基础。

本文阐述了该桥的设计和验算过程。

首先进行对主桥进行了总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行了预拱度的设置分析。

具体包括以下几个部分：1.桥型布置，结构各部分尺寸拟定；2.选取计算结构简图；3.恒载内力计算；4.活载内力计算；5.荷载组合；6.配筋计算；7.预应力损失计算；8.截面强度验算；9.截面应力及变形验算。

关键词预应力装配式空心板桥内力计算目录第1章绪论 (1)第2章方案比选及空心板的特点 (2)2.1方案比选 (2)2.2空心板设计特点 (3)2.3空心板受力特点 (3)2.4空心板构造特点 (3)第3章截面尺寸拟定及特性计算 (4)3.1基本设计资料 (4)3.2截面尺寸的拟定 (5)3.3毛截面几何特性计算 (6)第4章内力组合 (8)4.1恒载内力计算 (8)4.2活载内力计算 (9)4.3内力组合 (15)第5章预应力钢筋的估算及布置 (17)5.1控制截面钢束面积估算 (17)5.2钢束的布置 (18)5.3换算截面的几何特性 (18)第6章空心板强度计算 (20)6.1正截面强度计算 (20)6.2箍筋设计 (21)6.3斜截面抗剪强度验算 (23)第7章预应力损失及有效预应力计算 (24)7.1预应力损失的计算 (24)7.2各阶段预应力损失值的组合 (26)第8章应力验算 (27)8.1短暂状况的正应力验算 (27)8.2使用阶段空心板截面应力验算 (28)第9章抗裂性验算 (32)9.1正截面抗裂性验算 (32)9.2斜截面抗裂验算 (33)第10章变形验算 (34)10.1预加力引起的挠度 (34)10.2使用荷载作用下的挠度 (34)10.3预拱度的设置 (35)第11章板式橡胶支座的计算 (34)11.1确定支座的平面尺寸 (34)11.2确定支座的厚度 (34)11.3验算支座偏转情况 (35)11.4验算支座底抗滑稳定性 (35)第12章变形验算 (34)12.1桥墩墩柱的计算 (34)12.2钻孔灌注桩的计算 (34)结语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1 (39)第1章绪论我国幅员辽阔，大小山脉和江河湖泽纵横全国，在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁，并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现，还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁，在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务。

计算书设计阶段：施工图工程名称：漯河市交通路沙河桥加宽加固工程施工图设计计算书名称：装配式后张法预应力混凝土简支空心板桥 (城-A级)上部构造—22.2m简支空心板静力计算计算：日期：复核：日期：审核：日期：河南省交通科学技术研究院勘察设计所目录1．设计依据及相关资料 (2)1.1计算项目采用的标准和规范 (2)1.2参与计算的材料及其强度指标 (2)1.3 荷载等级 (2)1.4 作用荷载、荷载组合 (2)1.5 计算模式、重要性系数 (3)2．计算 (3)2.1桥梁横断面、T梁断面、结构离散图、所采用软件 (3)2.2 横向分布系数计算 (4)2.3 计算结果及结果分析 (5)2.3.1中板计算结果及结果分析（8m路基） (5)2.3.2悬臂0.255m边板计算结果及结果分析（8m路基） (8)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.《城市道路设计规范》（CJJ 37-90）2.《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）3.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）5.《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ 074-94）6.《城市桥梁设计准则》（CJJ 11-93）7.《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98）1.2参与计算的材料及其强度指标1.3 荷载等级荷载等级：城市A级1.4 作用荷载、荷载组合1．永久作用：结构重力、预加力和混凝土的收缩及徐变作用；2．可变作用：汽车荷载、温度作用；竖向日照正温差 T1=14℃,T2=5.5℃，A=300 mm；竖向日照反温差 T1=-7℃,T2=-2.75℃，A=300 mm；3.作用效应组合（1）承载能力极限状态组合设计值Sud=1.2×永久作用 +1.4×汽车荷载+0.8×1.4（温度+人群荷载）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+人群荷载+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×汽车荷载+0.4×人群荷载+0.8×温度梯度+1.0×均匀温度作用汽车荷载不计冲击力1.5 计算模式、重要性系数按简支结构，结构重要性系数为1.1。

16米简支空心板上部计算一、概述本桥在拓宽时，分别在原桥左侧新建一幅、右侧新建两幅9×16米预应力砼简支T 梁，桥梁横向左右由四幅组成，横断面布置为：2.0m（人行道）+7.5m（辅车道）+2.0m （分隔带）+12.0m（行车道）+0.5m（防撞护栏）+2m（中央分隔带）+0.5m（防撞护栏）+12.0m（行车道）+2.0m（分隔带）+7.5m（辅助车道）+2.0m（人行道）=50m。

旧桥空心板高0.75m，由10片板组成，板宽1.25m。

在本次设计中，考虑将整个桥面系进行凿除后重修，并新建15~20cm厚C50砼+10cm厚沥青砼。

空心板按A类预应力砼构件考虑，并按叠合梁受弯构件进行计算，结构重要性系数取1.1。

二、横向分布系数计算横向分布系数采用桥梁博士进行计算，采用铰接板梁法进行计算，具体过程如下：<<桥梁博士>>---横向分布计算系统输出文档文件: D:\work\16米T梁、空心板\16米空心板\横向分布系数.sdt文档描述: 16米简支空心板任务标识: 11.5米路基计算方法: 刚接板梁法------------------------------------------------------------结构描述:主梁跨径: 16.000 m材料剪切模量/弯曲模量= 0.430梁号梁宽弯惯矩扭惯矩左板宽左惯矩右板宽右惯矩连接1 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接2 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接3 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接4 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接5 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接6 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接7 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接8 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接9 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接10 1.250 0.038 0.072 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接------------------------------------------------------------桥面描述:人行道分隔带车行道中央分隔带车行道分隔带人行道0.000 0.500 5.750 0.000 0.000 5.750 0.500 0.000左车道数= 2, 右车道数= 0, 自动计入车道折减汽车等级: 汽车超-20级挂车等级: 无挂车荷载人群集度: 3.500 KPa------------------------------------------------------------影响线数值:坐标X 1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁8#梁9#梁10#梁0.000 0.241 0.184 0.141 0.109 0.085 0.067 0.0540.045 0.039 0.0360.625 0.227 0.188 0.144 0.111 0.086 0.068 0.0550.046 0.040 0.0371.250 0.213 0.191 0.147 0.113 0.088 0.069 0.0560.046 0.040 0.0381.875 0.188 0.183 0.155 0.119 0.093 0.073 0.0590.049 0.043 0.0402.500 0.163 0.175 0.163 0.125 0.097 0.077 0.0620.051 0.045 0.0423.125 0.144 0.155 0.158 0.136 0.106 0.083 0.0670.056 0.049 0.0463.750 0.125 0.134 0.154 0.147 0.114 0.090 0.0730.060 0.053 0.0494.375 0.111 0.119 0.136 0.145 0.127 0.100 0.0810.067 0.059 0.0555.000 0.097 0.104 0.119 0.143 0.140 0.110 0.0890.074 0.065 0.0605.625 0.086 0.093 0.106 0.127 0.139 0.124 0.1000.083 0.073 0.0686.250 0.076 0.081 0.093 0.112 0.139 0.139 0.1120.093 0.081 0.0766.875 0.068 0.073 0.083 0.100 0.124 0.139 0.1270.106 0.093 0.0867.500 0.060 0.065 0.074 0.089 0.110 0.140 0.1430.119 0.104 0.0978.125 0.055 0.059 0.067 0.081 0.100 0.127 0.1450.136 0.119 0.1118.750 0.049 0.053 0.060 0.073 0.090 0.114 0.1470.154 0.134 0.1259.375 0.046 0.049 0.056 0.067 0.083 0.106 0.1360.158 0.155 0.14410.000 0.042 0.045 0.051 0.062 0.077 0.097 0.1250.163 0.175 0.16310.625 0.040 0.043 0.049 0.059 0.073 0.093 0.1190.155 0.183 0.18811.250 0.038 0.040 0.046 0.056 0.069 0.088 0.1130.147 0.191 0.21311.875 0.037 0.040 0.046 0.055 0.068 0.086 0.1110.144 0.188 0.22712.500 0.036 0.039 0.045 0.054 0.067 0.085 0.1090.141 0.184 0.241------------------------------------------------------------横向分布系数计算结果:梁号汽车挂车人群满人特载车列1 0.285 0.000 0.000 1.114 0.000 0.0002 0.284 0.000 0.000 1.137 0.000 0.0003 0.275 0.000 0.000 1.156 0.000 0.0004 0.255 0.000 0.000 1.168 0.000 0.0005 0.231 0.000 0.000 1.174 0.000 0.0006 0.231 0.000 0.000 1.174 0.000 0.0007 0.255 0.000 0.000 1.168 0.000 0.0008 0.275 0.000 0.000 1.156 0.000 0.0009 0.284 0.000 0.000 1.138 0.000 0.00010 0.285 0.000 0.000 1.114 0.000 0.000------------------------------------------------------------计算成功完成根据以上计算结果，内外边梁横向分布系数取0.285，中梁横向分布系数取0.284。

第三章预应力空心板上部结构计算3.1 设计资料1、跨径：标准跨径16.00=；k l m计算跨径15.60=。

l m2、桥面净空：m+。

7⨯20.13、设计荷载：汽车荷载：公路-Ⅱ级；人群荷载：20.3mkN。

/4、材料：预应力钢筋71⨯股钢绞线，直径15.2mm；非预应力钢筋采用HRB335钢筋，R235钢筋；空心板块混凝土采用C50；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用10cm C50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土。

3.2 构造形式及尺寸选定本桥桥面净空为净m7⨯+，采用9块C50的预制预应力混凝土空心20.1板，每块空心板宽99cm，高70cm，空心板全长15.96m。

采用先张法施工工艺，预应力钢绞线采用1×7股钢绞线，直径15.2mm，截面面积98.72mm。

预应力钢绞线沿板跨长直线布置。

全桥空心板横断面布置如图3-1，每块空心板截面及构造尺寸见图3-2。

图3-1 桥梁横断面（尺寸单位：cm）图3-2 空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm ）3.3 空心板毛截面几何特性计算（一）毛截面面积A22(2.55)775997023816219223359.4()22A cm π+⨯⨯=⨯-⨯⨯-⨯-⨯-⨯= （二）毛截面重心位置全截面对21板高处的静矩： 1231211157721277287728232322531s⎡⎤⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⎢⎥⎣⎦=板高=2（）+（）+2（）（cm ）.5.5.7 铰缝的面积（如右图所示）：2=112( 2.55757)87.5()22A cm ⨯⨯+⨯+⨯⨯=铰（）则毛截面重心离21板高的距离为：122531.70.754()0.757.5()()3359.4S d cm cm mm A ===≈=板高向下移 铰缝重心对21板高处的距离为：2531.728.9()87.5d cm ==铰（三）空心板毛截面对其重心轴的惯矩I如图3-3，设每个挖空的半圆面积为'A ：2211' 3.1438567.188A d π==⨯⨯=2()cm半圆重心轴：44388.0666 3.14d y π⨯===⨯()80.6()cm mm = 半圆对其自身重心轴O-O 的惯矩为I ':'440.006860.006863814304I d ==⨯=4()cm则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I 为：332222241049970381699700.752[38160.75]41430412122567.1[(8.0640.75)(8.0640.75)]87.5(28.930.75)2341527.588() 2.341510()I cm mm ⨯⨯=+⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯++++--⨯+==⨯ （忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩）图3-3 挖空半圆构造（尺寸单位：cm ）空心板截面的抗扭刚度可简化为下图的单箱截面来近似计算：图3-4 计算抗扭刚度的空心板截面简化图（尺寸单位：cm ）2222641041244(998)(908) 3.32910() 3.32910()222(908)2(998)88T b h I cm mm h b t t ⨯-⨯-===⨯=⨯⨯-⨯-++3.4 作用效应计算 3.4.1 永久作用效应计算1.预制板的自重（第一期恒载）1g中板：413359.410258.399(/)g A kN m γ-=⋅=⨯⨯= 边板：413403.1510258.508(/)g A kN m γ-=⋅=⨯⨯= 2.栏杆、人行道、桥面铺装（第三期恒载）2g人行道及栏杆重力参照其他桥梁设计资料，单侧按12.0kN/m 计算。

桥梁工程课程设计计算说明书根据课程设计任务书要求，参考相应资料，确定桥梁的标准跨径（12.40m），单跨结构，总长13m，标高数据具体见CAD设计图，桥面布置和梁截面形式如下图示：图I（数据单位：cm）本空心板预知梁桥采用铰接板法，所以要求各片梁截面形式统一。

故将截面统一简化为如下形式（图II示）：梁截面可以看作由虚线矩形框和四个相同的三角形组成图II（数据单位：cm）一、计算截面参数和各片梁的跨中荷载横向分布系数（1）、计算空心板截面的抗弯惯矩I如图II示，此截面为对称截面，根据材料力学知识，抗弯惯矩I计算如下：I=124×75³/12—【78×55³/12—4×(23×23³/36+1/2×23×23×(2/3×23+1/2×9)²)】=4359375—（1081437.5—4×（7773.4+104044））=3725207（cm^4）（2）、计算空心板截面的抗扭惯矩ItIt=4b²×h²/(b(1/t1+1/t2)+2h/t3)= 4(124-23)²×(75-10)²/((124-23)(1/10+1/10)+2(75-10)/23)=172396900/(20.2+5.65)=830228(cm^4)（3）、计算梁的刚度参数rr=5.8I/It*(b/l)²=5.8×3725207/830228×(125/1240)²=0.264（4）、计算跨中荷载横向分布影响线查铰接板荷载横向分布影响线计算表7-1~7-7，在r=0.20~0.30之间按直线内插法求得r=0.174的影响线竖标值n1i、n2i、……n7i。

绘制如下计算表表-1（（5）、计算荷载横向分布系数由于桥梁截面和梁体采取对称布置，所以其受力分布也相对称，即1号板与7号板横向分布系数相等，同理，2号板与6号板、3号板与5号板也相等。

误难免，请大家及时帮忙更正。

2010-1-18 ，吴朝武呈上。

切记：请勿抄袭。

桥梁工程课程设计计算书（装配式混凝土简支空心板桥上部结构设计）班级：06级土木四班姓名：吴朝武学号：0606110225指导老师：曹玉贵日期：2010-1-18目录一、设计资料 (3)二、构造形式及尺寸选定 (4)三、空心板毛截面几何特性计算 (5)（一）、毛截面面积A (5)（二）、毛截面重心位置 (5)（三）、空心板毛截面对中心轴的惯性矩 (6)四、作用效应计算 (7)（一）、永久效应作用计算 (7)（二）、可变作用效应计算 (9)（三）、作用效应组合 (21)五、承载力极限状态计算 (24)（一）、正截面配筋计算及承载力验算 (24)（二）、斜截面配筋及承载力计算 (26)六、空心板持久之状况正常使用极限状态计算 (31)（一）、裂缝宽度验算. (31)（二）、挠度及预拱度计算。

(32)七、空心板短暂状况应力验算（吊环计算） (34)八、铰缝计算 (35)（一）、铰缝剪力计算。

(35)（二）、铰缝抗剪强度验算 (38)九、栏杆计算 (39)（一）、栏杆的构造及布置 (39)（二）、栏杆柱的作用效应计算 (40)（三）、栏杆柱承载能力复核（见图1-17） (42)（四）、扶手计算 (45)十、参考文献及资料 (48)简支混凝土空心板桥设计一、设计资料1、 跨径：标准跨径13.00;k l m =计算跨径12.6l m =（桥墩至支座中心线距离取20cm ）。

2、 桥面净空：0.75+2×4.5+0.75=10.5m 。

3、 设计荷载：汽车荷载，公路—Ⅱ级荷载；人群荷载，3.0KN/m 2.4、 材料：纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HRB335；空心板混凝土采用C40；铰缝为C30细石混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道板为C25混凝土；三角垫层采用C25素混凝土，最薄出6mm 。

目录一、上部结构计算 (3)1.结构概述 (3)2.技术标准和设计参数 (3)2.1设计规范 (3)2.2设计参数 (4)3.主要材料 (7)3.1混凝土 (7)3.2预应力钢筋及波纹管 (7)3.3钢筋 (7)4.结构分析 (7)4.1计算方法概述 (7)4.2计算模型 (7)4.3主要计算结果 (7)4.3.1 1#边板 (7)4.3.2 3#中板 (14)4.3.3 8#中板 (20)二、下部结构计算 (28)1.桥墩盖梁计算 (28)（1）计算方法概述 (28)（2）验算结果表格 (28)2.桩基计算 (45)（1）计算方法概述 (45)（2）计算依据 (46)（3）桥台计算 (46)（4）桥墩计算 (47)三、抗震计算 (48)1.计算方法概述 (48)2.设计资料 (48)3.荷载组合说明 (52)4.验算结果表格 (53)一、上部结构计算1.结构概述本桥为3X20m后张法预应力混凝土简支空心板，采用预制吊装的施工方法。

两侧桥台处设置伸缩缝。

空心板梁高为0.95m，边板宽1.355m,中板宽1.24m，断面如下图所示：桥梁断面布置如下图所示：2.技术标准和设计参数2.1设计规范《公路工程技术标准》（JTG B01-2013）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013）《公路工程抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ 166-2011）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）2.2设计参数横向分布系数计算计算方法: 刚接板梁法------------------------------------------------------------结构描述:主梁跨径: 20.000 m材料剪切模量/弯曲模量 = 0.430梁号梁宽弯惯矩扭惯矩左板宽左惯矩右板宽右惯矩连接1 1.355 0.068 0.116 0.115 0.000 0.000 0.000 铰接2 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接3 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接4 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接5 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接6 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接7 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接8 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接9 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接10 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接11 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接12 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接13 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接14 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接15 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接16 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接17 1.250 0.062 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 铰接18 1.355 0.068 0.116 0.000 0.000 0.115 0.000 铰接------------------------------------------------------------桥面描述:人行道分隔带车行道中央分隔带车行道分隔带人行道3.656 0.000 7.704 0.000 0.000 7.704 0.000 3.656左车道数 = 2, 右车道数 = 2, 自动计入车道折减汽车等级: 城-B级人群集度: 3.900 KPa------------------------------------------------------------横向分布系数计算结果:梁号汽车挂车人群满人特载车列1 0.143 0.000 0.681 1.369 0.000 0.0002 0.137 0.000 0.585 1.247 0.000 0.0003 0.152 0.000 0.517 1.248 0.000 0.0004 0.167 0.000 0.434 1.248 0.000 0.0005 0.181 0.000 0.361 1.248 0.000 0.0006 0.187 0.000 0.308 1.249 0.000 0.0007 0.195 0.000 0.270 1.249 0.000 0.0008 0.197 0.000 0.245 1.249 0.000 0.0009 0.187 0.000 0.233 1.249 0.000 0.00010 0.187 0.000 0.233 1.249 0.000 0.00011 0.197 0.000 0.245 1.249 0.000 0.00012 0.195 0.000 0.270 1.249 0.000 0.00013 0.188 0.000 0.308 1.249 0.000 0.00014 0.181 0.000 0.361 1.248 0.000 0.00015 0.168 0.000 0.434 1.248 0.000 0.00016 0.152 0.000 0.517 1.248 0.000 0.00017 0.138 0.000 0.585 1.247 0.000 0.00018 0.143 0.000 0.681 1.369 0.000 0.000结构重要性系数:1.0一期恒载:结构自重由程序自动计算，混凝土主梁容重26KN/m3。

18m空心板简支梁桥设计计算（注意里面的计算参数有误，注意检查，仅参考思路）Ⅰ，设计资料江苏境内某一级公路k15+022处建公路桥一座，上部结构采用了三跨先张法预应力混凝土空心板，18m，桥面净空12+215.24钢铰线，其标准强空心板，铰缝及桥面铺装混凝土采用C40，其余采用C30，预应力钢筋用j度为1860Mpa，非预应力钢筋采用Ⅰ，Ⅱ级钢筋。

空心板构造如图1所示：图1 空心板截面构造（尺寸单位cm）Ⅱ，设计依据及参考书1.桥涵设计通用规范（JTJ D60—2004）；2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D62—2004）；3.公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）；4.公路工程抗震设计规范（JTJ004—89）；5. 公路桥涵设计手册：梁桥（上册），人民交通出版社；6. 桥梁工程（上册）：范立础，人民交通出版社；7. 桥梁工程：姚玲森，人民交通出版社；8. 结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社；9. 桥梁计算示例集：易建国，梁桥，人民交通出版社；Ⅲ，设计过程全桥宽采用13块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，全长17.96m ，计算跨径17.56m ，用先张法施工工艺，预应力钢筋采用 15.24钢铰线，沿跨长直线配筋。

一．毛截面几何特性计算（参见图1） 1. 毛截面面积Ah=99×90—2×36×30—2×3.14× 2182×［1/2×（5+3）×8+1/2×5×7］=4616cm 2 2.毛截面重心位置 （ 如图取1—1截面）对该截面求静矩：对称部分均消法 即只计算铰及下部结构静矩 S=2×［3×8+（15+14+7+8/2）+2×8×1/2×（29+7+8/3） +5×7×1/2×（29+2/3×7）］+2×99×（15+18+12） =12627cm 3毛截面中心对该线的距离 d=Ah S =461612627=2.7cm 铰截面中心对该线的距离A 铰=2×［（3+5×8/2）+1/2×5×7］=99cm 2D 铰=绞铰A s =993717=37.5cm (三)毛截面对重心的惯矩每个挖空的半圆面积A 1=1/2×3.14×182=509cm 2 重心y=4×18/(3×3.14)=7.6cm 半圆对自身的惯性矩I 1 =I 1—1—A 1y 2 =3.14/8×184 —509×7.62 =11803cm 3 由此得截面的惯矩：I h =1/12×99×903+99×90×172 —2×（36×303 /12+36×30×2.72 ）—4×1.803—2×509×［（2.7+15+7.6）2 +（5—2.7+7.6）2 ］—99×（37.5+2.7）2 =4600304cm 4二、内力计算（一） 恒载计算1， 桥面系（护栏）：单侧为（6.25+0.53+0.31）/2.5=2.5KN/m桥面铺装为10cm 厚的C 40混凝土每块板每延米的荷载为0.1×1×1×25=2.5KN/m则以上重量均分给8块板g1=2.5×2/13+2.5=2.69KN/m2、铰和接缝：g2=(99+1×99)×104-×25=0.47KM/m3、行车道板：g3=Ah×r=4616×104-×25=11.54KM/m恒载总重：g=g1+g2+g3=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m 荷载内力计算见下表（二），活载作用下1．荷载横向分配系数跨中和四分点的横向分配系数按铰接板法计算，支点按杠杆法计算荷载横向分配系数，支点到四分点间按直线内插法求得。