跨径16m预应力混凝土简支空心板桥设计书

第一章绪论1.1 选题背景交通要畅通无阻，天堑要变通途，桥梁起着很重要的作用。

桥梁型势发展呈现多样性，桥梁设计理论也趋于完善，桥梁设计理论更是取得长足进步：从极限设计法到矩阵力法、有限元法，从分析单一结构到处理复合结构；材料和工具也不断更新：从混凝土、钢材到环氧树脂，抗拉压强度得到提高；就我国而言，混凝土结构仍是首选材料，且基于造价低的优点得到广泛应用，我国是使用混凝土结构最多的国家，并以预应力混凝土为主施工。

特别是预应力混凝土空心板梁桥在现代城市的各种桥型中有着广泛的应用。

本设计具有其广泛性。

在桥梁工程中，中小跨度的桥梁占的比例非常大，而且在技术方面比较容易实现标准化设计。

预应力混凝土空心板梁桥具有建筑结构低、结构安全型和耐久性高，构造简单、构件轻巧，适于工厂化、标准化施工，可缩短工期，节省投资等优点，在高速公路桥梁工程设计中得到了广泛应用。

实践证明预应力混凝土空心板梁做成的板式桥，具有构造简单、受力明确、梁高低、构件轻和制作、运输、安装方便等优点。

随着公路建设和市政工程的发展，促进了桥梁建设的发展。

随着钢绞线作为预应力筋在桥梁工程上的推广、应用，一些新的张拉锚固体系研制成功。

为用钢绞线作预应力筋预制空心板梁提供了有利的条件。

1.2 研究现状改革开放以来，桥梁建设得到迅速发展，一般公路和高等级公路上的中、小桥形式多样，工程质量不断提高，为公路运输提供了安全、舒适的服务。

特别是基于我国公路桥发展落后的现状，预应力混凝土的发展有良好的势头。

就我国而言，预应力混凝土梁桥仍是公路桥梁中量大、面广的常用桥型。

现在的桥型很多采用了预制空心板梁。

随着高强混凝土在我国的逐步推广应用，公路桥梁中广泛使用的预应力混凝土空心板也迫切需要提高混凝土强度等级，采用高强混凝土以提高经济效益，现有的空心板截面形式和配筋设计也需修改并优化。

所以对于空心板梁桥的设计和应用有着广泛的前景。

预应力改变了钢筋混凝土桥的技术和形式，改变了混凝土桥的施工方法。

第Ⅰ部分上部结构I、设计资料一、设计标准及材料标准跨径：16m 计算跨径：15.56m桥面净宽： 9+2×0.5m 设计荷载：汽—20，挂—100 材料：预应力钢筋：Φ15.24（7Φ5.0）钢铰线，后张法施工。

非预应力钢筋：Ⅰ钢筋和Ⅱ级螺纹钢筋混凝土：空心板为R40号，空心板铰逢为R30号；桥面铺装为R 30号沥青砼；栏杆、人行道采用R30号砼;二、构造与尺寸50 900/2图1-1 桥梁横断面（尺寸单位：cm）三、设计依据与参考书《结构设计原理》叶见曙主编，人民交通出版社《桥梁计算示例集》（梁桥）易建国主编，人民交通出版社《桥梁工程》（1985）姚玲森主编，人民交通出版社《公路桥涵标准图》公路桥涵标准图编制组，人民交通出版社《公路桥涵设计规范（合订本）》(JTJ021-85)人民交通出版社《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022-85）2II 、上部结构的设计过程一、毛截面面积计算（详见图1-2）A h =99×90－30×63－∏×31.52－（3×3＋7×7＋12×7） =4688.28cm 2 (一)毛截面重心位置全截面静距：对称部分抵消，除去下部3cm 后1/2板高静距 S=2[5×7/2（2/3×7＋14.5＋14）+3×8×（21＋14.5＋8/2）＋2×8/2（14.5＋21＋8/3）]＋99×3×（43.5＋3/2） =3667.5＋13365 =17032.5cm 3铰面积：A 铰=2×（1/2×7×5＋1/2×2×8＋3×8）=99cm 2 毛面积的重心及位置为：d h =17032.5/4688.28=3.63cm (向下)则重心距下边缘的距离为：14＋18＋14.5－3.63=42.87cm 距上边缘距离为：90－42.87=47.13cm 铰重心对除去下部3cm 后1/2板高的距离：d 铰=3667.5/99=37.05cm(二)毛截面对重心的惯距每个挖空半圆(图1-3)面积：A ′=1/2×∏×R 2=1/2×3.14×182=508.68cm2 重心：y=4R/(3×∏)=4×18/(3×3.14)=7.64cmO y O I I图1-3半圆对自身惯距：I=II-I－A′y2=3.14×184/8－508.68×7.642=41203.08－29691.45=11511.63cm4由此可得：Ih=99×903/12＋99×90×3.632－2[36×293/12＋36×29×3.632]－4×11511.63－2×508.68×[（7.64＋29/2＋3.63）2＋（7.64＋29/2―3.63）2]―2（1/12×83×3＋1/36×2×83＋1×5×73/36）－99×（37.05＋3.63）2=.21cm4二、内力计算（一）、永久荷载（恒载）作用下1.桥面系安全带、栏杆：单侧为6.25kN/m桥面铺装：2×（0.06+0.15）/2×4.5×23=21.74 kN/mg1= (6.25×2+21.74)/10=3.43 kN/m2.铰和接缝：g2=(99+1×90)×10-4×24=0.45 kN/m3.行车道板：g3=4688.28×10-4×25=11.72 kN/m恒载总重力：g=g1+g2+g3=3.43+0.45+11.72=15.6kN/m恒载内力计算见表1-1。

16m预应力混凝土空心板计算书S303桐梓马鬃至新桥公路改扩建工程新桥中桥空心板上、下部结构计算书1 工程概况S303桐梓马鬃至新桥公路改扩建工程项目位置位于贵州省桐梓县，新桥中桥为路线主线上跨越河流而设。

桥梁为3-16m预制空心板梁，桥梁斜交角度为30度，桥面宽1*10.5m。

桥梁起点桩号为东北K12+896，终点桩号为南K12+958,桥梁第一跨位于直线线上，第二跨第三跨位于缓和曲线上，缓和曲线长度L=50m。

桥梁通过调整边梁悬臂长度以适应曲线变化。

1.1 技术标准1. 设计荷载：公路-Ⅰ级。

2. 设计速度：40公里/小时。

3. 桥面宽度：0.25m（人行道护栏）+1.0m（人行道）+8.0m（车行道）+1.0m（人行道）+0.25m（人行道护栏）=10.5m。

4. 设计洪水频率：中桥 1/100，小桥、涵洞1/50。

5. 地震烈度：地震动根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001，1:400万）、《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008），桥位区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期小于0.35s，设计地震分组为第一组，相应抗震设防烈度小于Ⅵ度。

桥位区属相对稳定地块，只作简易抗震设计。

1.2 上部构造上部结构均采用装配式预应力混凝土简支空心板。

梁上设置8cm厚C50混凝土现浇调平层，调平层顶面设置防水层，调平层内铺设直径10mm的带肋钢筋网。

1.3 下部构造桥台均采用重力式U型桥台，基础采用桩基接承台。

2 计算采用的技术规范及软件1. 《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）；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. 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）；5. 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ F50—2011）；6. 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）；7. 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61－2005）；8. 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）；9. 《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40－2004）。

1.工程概况明华东港桥位于六灶镇明华东港上，全长16m，上部结构采用16m先张法预应力空心板梁。

桥面宽12.6m，设计荷载为公路Ⅱ级。

图1 桥梁横断面图（单位：cm）2.设计依据和内容2.1设计依据2.1.12.1.22.2设计验算内容2.2.1 上部结构正常使用状态正截面抗裂验算2.2.2 上部结构结构刚度验算2.2.3 上部结构承载能力极限状态正截面强度验算2.2.4 下部结构桥台桩基验算3.技术标准3.1技术标准3.1.1道路等级：3.1.2桥梁宽度：全桥总宽12.6m，包括0.3m栏杆+12.0m机动车道+0.3m栏杆。

3.1.3行车道数：3车道；3.1.6荷载标准：公路Ⅱ级，冲击系数取0.33.2设计规范3.2.1《公路工程技术标准》3.2.2《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）3.2.3《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）3.2.4《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）4.设计参数4.1主要材料及其设计参数4.1.1 混凝土各项力学指标见表1表1 混凝土材料力学性质表4.1.2普通钢筋采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，直径：8～32mm弹性模量：Ⅰ级210000 Mp/Ⅱ级200000 Mp标准强度：Ⅰ级240 Mpa/Ⅱ级340 Mpa热膨胀系数：0.0000124.1.3预应力钢筋其主要力学性能指标列表如下表2～3。

表2预应力钢筋力学性能指标表表3预应力钢筋计算参数表4.2设计荷载取值4.2.1恒载4.2.1.1一期恒载一期恒载：主梁重量按设计尺寸计，混凝土容重取25KN/m3。

4.2.1.2二期恒载二期恒载为桥面防撞护栏、分隔带护栏等及桥面铺装。

其中：桥面铺装为9㎝钢筋混凝土+4cm沥青混凝土，混凝土容重按25KN/m3计，沥青混凝土按2325KN/m3计表2 二期恒载计算表4.2.2活载计算荷载:公路Ⅱ级，三车道加载，横向分布系数采用铰接板法计算，计算结果见下表表3 横向分布系数I计算附：抗扭惯矩T参照《桥梁工程》，略去中间肋板，把截面简化成下图计算空心板的抗扭刚度：T I ==-⨯+-⨯-⨯-⨯=+08.0)1.099.0(21.0)08.082.0(2)08.082.0()1.099.0(4224222122t b t h h b 0.04683M45. 上部结构计算概述 5.1计算方法设计计算采用采用《桥梁博士》计算。

跨径16m 预应力混凝土简支空心板桥设计一 设计资料1.道路等级 三级公路（远离城镇）2.设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载（道路Ⅱ级） 3.桥面跨径及桥宽 标准跨径：m l k 16= 计算跨径：m l 50.15=桥面宽度：m 5.0(栏杆）+m 7(行车道))+m 5.0(栏杆) 主梁全长：m 96.15桥面坡度：不设纵坡，车行道双向横坡为2% 桥轴平面线形：直线 4.主要材料 1)混凝土采用C50混凝土浇注预制主梁，栏杆和人行道板采用C30混凝土，C30防水混凝土和沥青混凝土磨耗层；铰缝采用C40混凝土浇注，封锚混凝土也采用C40；桥面连续采用C30混凝土。

2)钢筋主要采用HRB335钢筋。

预应力筋为71⨯股钢绞线，直径mm 2.15，截面面积13902mm ，抗拉标准强度MPa f pk 1860=，弹性模量MPa E p 51095.1⨯=。

采用先张法施工工艺，预应力钢绞线沿板跨长直线布置。

3）板式橡胶支座采用三元乙丙橡胶，耐寒型，尺寸根据计算确定。

5.施工工艺采用先张法施工，预应力钢绞线两端同时对称张拉。

6.计算方法及理论 极限状态法设计。

7.设计依据 《通用规范》《公预规》。

二 构造类型及尺寸全桥宽采用7块C50预应力混凝土空心板，每块m 1.1，板厚m 85.0。

采用后张法施工，预应力混凝土钢筋采用71⨯股钢绞线，直径15.2mm ，截面面积2139mm ，抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉设计值MPa f pd 1260=，弹性模量MPa E p 51095.1⨯=。

C50混凝土空心板的抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度的标准值MPa f td 56.2= 抗拉强度设计值MPa f td 83.1=。

全桥空心板横断面图如图所示，每块空心板截面以及构造尺寸如图所示。

图2-1桥梁横断面图（单位：cm ）图2-2跨中中板断面图(单位：cm) 图2-3跨中边板断面图（单位：cm ）三 空心板毛截面几何特性计算本设计预制空心板的毛截面的几何特性，采用分块面积累加法计算。

S303桐梓马鬃至新桥公路改扩建工程新桥中桥空心板上、下部结构计算书1 工程概况S303桐梓马鬃至新桥公路改扩建工程项目位置位于贵州省桐梓县，新桥中桥为路线主线上跨越河流而设。

桥梁为3-16m预制空心板梁，桥梁斜交角度为30度，桥面宽1*10.5m。

桥梁起点桩号为东北K12+896，终点桩号为南K12+958,桥梁第一跨位于直线线上，第二跨第三跨位于缓和曲线上，缓和曲线长度L=50m。

桥梁通过调整边梁悬臂长度以适应曲线变化。

1.1 技术标准1. 设计荷载：公路-Ⅰ级。

2. 设计速度：40公里/小时。

3. 桥面宽度：0.25m（人行道护栏）+1.0m（人行道）+8.0m（车行道）+1.0m（人行道）+0.25m（人行道护栏）=10.5m。

4. 设计洪水频率：中桥 1/100，小桥、涵洞1/50。

5. 地震烈度：地震动根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001，1:400万）、《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008），桥位区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期小于0.35s，设计地震分组为第一组，相应抗震设防烈度小于Ⅵ度。

桥位区属相对稳定地块，只作简易抗震设计。

1.2 上部构造上部结构均采用装配式预应力混凝土简支空心板。

梁上设置8cm厚C50混凝土现浇调平层，调平层顶面设置防水层，调平层内铺设直径10mm的带肋钢筋网。

1.3 下部构造桥台均采用重力式U型桥台，基础采用桩基接承台。

2 计算采用的技术规范及软件1. 《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）；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. 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）；5. 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ F50—2011）；6. 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）；7. 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61－2005）；8. 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）；9. 《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40－2004）。

目 录第一章 概述 (1)第二章 方案比较 (1)2.1方案一：预应力混凝土空心板桥 (1)2.2方案二：预应力混凝土连续箱型梁桥 (2)第一部分 上部结构 (2)第三章 桥梁设计 (3)3.1桥梁设计资料 (3)3.1.1设计基本资料 (3)3.2桥面总体布置 (4)3.3构造型式及尺寸选定 (4)3.3.1构造形式及尺寸 (4)3.3.2截面抗弯惯性矩计算 (6)第四章 作用效应计算 (7)4.1永久作用效应计算 (7)4.1.1空心板自重：m kN A g h /525.142510581041=⨯⨯=⋅=-γ（边板重15.343KN/m ）。

(7)4.1.2桥面铺装、栏杆及铰接缝重力计算 (7)4.1.3恒载力计算 (8)4.2基本可变作用效应计算 (9)4.2.1基本可变作用横向分布系数 (9)4.2.2杠杆法计算梁端横向分布系数 (12)4.2.3活载力计算 (13)4.3.1按承载能力极限状态组合（汽1自重4.12.1S S S m i ud +=∑=） (17)4.3.2正常使用状态长期效应组合（()不计冲击力汽1自重4.0S S S m i sd +=∑=） (17)4.3.3正常使用状态短期效应组合 （()不计冲击力汽1自重7.0S S S m i sd +=∑=） ..... 17 4.3.4弹性阶段截面应力计算标准值效应组合（汽1自重S S S m i sd +=∑=） (18)第五章 预应力钢筋设计 (18)5.1预应力钢筋数量的估算 (18)5.2预应力钢筋的布置 (20)5.3普通钢筋数量的估算及布置 (20)5.4换算截面几何特性计算 (23)5.4.1换算截面面积A 0 (23)5.4.2换算截面重心位置 (24)5.4.3换算截面惯性矩0I (24)5.4.4换算截面弹性抵抗矩 (24)5.5承载能力极限状态计算 (25)5.5.1跨中截面正截面抗弯承载力计算 (25)5.6斜截面抗剪承载力计算 (26)5.6.1截面抗剪强度上、下限复核 (26)5.6.2斜截面抗剪承载力计算 (28)第六章 预应力损失计算 (30)6.1锚具变形、回缩引起的应力损失2l σ ............................................. 30 6.2加热养护引起的温度损失3l σ (30)6.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失4l σ ........................................... 30 6.4钢筋松弛引起的应力损失5l σ (31)6.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失6l σ ......................................... 32 6.6预应力损失组合 .. (35)第七章 验算 (35)7.1正常使用极限状态计算 (35)7.1.1正截面抗裂性验算 (35)7.1.2斜截面抗裂性验算 (37)7.2变形计算 (40)7.2.1正常使用阶段的挠度计算 (40)7.2.2预加力引起的反拱度计算及预拱度的设置 (41)7.3持久状态应力验算 (43)7.4短暂状态应力验算 (45)第八章 最小配筋率复核 (51)第九章 铰缝的抗剪强度验算 (52)9.1铰缝剪力影响线 (52)9.2作用在铰缝上的荷载计算 (54)9.2.1铰缝剪力计算 (54)9.2.2铰缝抗剪强度计算 (55)第十章、支座计算 (55)10.1选定支座的平面尺寸 (56)10.2确定支座的厚度 (56)10.3 验算支座的偏转 (57)10.4 验算支座的稳定性 (58)10.5支座的选配 (59)第二部分 下部结构 (59)第十一章 设计资料 (59)第十二章 盖梁计算 (60)12.1构造型式 (60)12.2荷载计算 (60)12.2.1上部结构永久荷载见表4-1 (60)12.2.2盖梁自重及作用效应计算（计算结果见表2-2） (61)12.2.3可变荷载计算 (62)12.2.4双柱反力G计算 (68)12.3力计算 (69)12.3.1弯矩计算 (69)12.3.2相应与最大弯矩时的剪力计算 (69)12.3.3盖梁力汇总 (70)第十三章桥梁墩柱计算 (70)13.1荷载计算 (71)13.1.1恒载计算 (71)13.1.2汽车荷载计算 (71)13.1.3双柱反力横向分布计算 (71)13.1.4荷载组合 (72)第十四章钻孔桩计算 (73)14.1荷载计算 (73)14.2桩长计算： (74)3-16m装配式预应力混凝土简支空心板桥第一章概述50年来，新中国桥梁建设取得了突飞猛进的发展，公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。

跨径16米预应力混凝土空心板结构分析一、基本资料：上部构造采用跨径16米预应力混凝土空心板，下部构造为柱式墩台，钻孔灌注桩基础，桥面连续。

设计荷载：公路—Ⅱ级。

计算跨径：15.50米桥面宽度：0.375+7.25+0.375＝8米。

空心板采用C50级预应力混凝土。

预应力筋为1x7标准型φS15.2低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值f pk=1860 MPa。

边板设计配束为14根，中板设计配束为12根。

全部钢束合力点至空心板下缘距离，边板为56mm，中板为55mm。

二、计算假定：1．上部构造预应力混凝土空心板桥面连续，每一跨仍作为简支空心板桥；仅全桥水平力计算时考虑桥面的连续作用。

2．护栏考虑其横向分配，按横向铰接板法计算，边板0.41，中板0.25；桥面铺装按各板计算；护栏和桥面铺装作为二期恒载加载于空心板。

不考虑桥面铺装参与结构受力。

3．活载计算考虑其横向分配，按横向铰接板法计算荷载横向分配系数。

4．计算时未考虑空心板纵向普通钢筋的抗拉和抗压作用。

5．主梁砼比重采用26kN/m3，企口缝及桥面铺装砼比重采用25 kN/m3。

三、空心板结构计算(一)．截面几何特性：1. 截面几何尺寸：2. 毛截面几何特性：毛截面几何特性注：A0—毛截面面积；S0—毛截面对底边静矩；y0—毛截面形心轴，y0 = S0 / A0；I0—毛截面惯性矩。

3. 换算截面几何特性：换算截面几何特性注：A p—预应力筋面积；αEP—预应力筋与混凝土弹性模量之比；A np—预应力筋换算面积，A np = n p×A pa p—预应力筋合力点到底边的距离；注：L0 —计算跨径；I—空心板截面抗弯惯性矩；I T —空心板截面抗扭惯性矩，I T = 4 b2 h2/ ( b/t1 + b/t2 + 2h/t3 ) ；边板扭矩计算注：t—悬臂段平均厚度；b—悬臂段长度；I T —悬臂段抗扭惯性矩，I T = cb t3；(2)．横向分布系数计算采用桥梁博士软件，跨中按铰接板法、支点按杠杆法计算。

内容提要该桥地处京港澳高速文峰大道上，是一级公路上的一座桥梁，单跨16米，地质情况较好，公路中央分割带为5米，故设计为分幅式,设计中首先确定桥的类型，构造的设计，梁板布置的选择和定位，本桥采用的是装配式预应力混凝土简支空心板梁桥，其次根据已定的结构设计和计算配筋。

其中包括截面尺寸，计算简图的确定，计算方法，荷载计算，内力计算并绘制内力图，影响线等。

下部结构设计中，确定为埋置式刚性扩大基础桥台设计，进行了基础的验算，满足了设计要求。

最后使用CAD制图将所设计的构造和配筋进行说明。

关键词跨径;分幅式;空心板;预应力16m Prestressed Concrete Hollow Slab Design StudentID:090905242 Author:zhaoHuai Instructor:HouXiaoYing JobTitle: Associate ProfessorAbstractPestressed concrete hollow slab bridge in China on the bridge architecture of my important position, for the moment, for small and medium-sized span of the permanent bridge, whether the highway bridge or city Bridges, as far as possible in the prestressed concrete hollow slab bridge, because this bridge has use local materials, industrial construction, good durability, strong adaptability, integral sex is good and so on many kinds of advantages, to decide the design in the choice of the form, the whole calculationmethod.The bridge is located in , is one of a bridge on the road, single-span of 16 metres, good geological conditions, the split with the central highway to three meters, is designed tosub-sites. This design is divided into the upper structure design. The lower part of the structure and design of two major parts. Superstructure design, first determine the type ofbridge, structural design, the choice of beam layout and positioning, the bridge is used in assembly-prestressed concrete simple hollow plate girder bridge, followed has been set in accordance with the structural design and calculation with Tendons. Including the section size, the calculation of the sketch identified, calculationmethods, load, the calculation of internal forces and internal 11forces drawn map, influence line, bending envelope from the map, and so on. The lower part of the design of the structure, identified as buried-rigid foundation for expanding abutment design, the basis of checking to meet the design requirements. Finally the use of CAD drawing will be designed and constructed for the construction of reinforced that. Key words: Span, sub-sites, hollow boards, prestressed, the upper part of structural design, design abutment.Key words Span; framing; cored slab; prestressing-pretensioning京港澳高速文峰大道跨河桥位于河南省安阳市城区东，文峰大道东段跨京港澳高速公路处,是连接高速两侧安阳市城区与安东新区的文峰大道工程的重要组成部分。

目录第一章 概述 .......................................................................... 错误!未定义书签。

第二章 方案比较 ..................................................................... 错误!未定义书签。

方案一：预应力混凝土空心板桥 ..................................... 错误!未定义书签。

方案二：预应力混凝土持续箱型梁桥 ................................. 错误!未定义书签。

第一部份 上部结构 .................................................................... 错误!未定义书签。

第三章 桥梁设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。

桥梁设计资料 ..................................................... 错误!未定义书签。

设计大体资料 ..................................................... 错误!未定义书签。

桥面整体布置 ..................................................... 错误!未定义书签。

构造型式及尺寸选定 ............................................... 错误!未定义书签。

构造形式及尺寸 ...................................... 错误!未定义书签。

16m 公路预应力简支空心板梁桥中板设计一、 设计资料 1.设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载：公路Ⅱ级；人群荷载：3.02N/m k 。

2.桥面跨径及净宽标准跨径：k l =16m 。

计算跨径: l =15.6m 。

板 长：1l =15.96m 。

桥梁宽度：7m+2×0.5m 。

板 宽：2l =0.99m 。

3.主要材料混凝土：主梁板采用C50混凝土，桥面铺装采用10cm 混凝土+柔性防水涂层+10cm 沥青混凝土。

预应力筋：采用∅s15.20高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值pk f =1860MPa ，弹性模量p E =1.95510MPa ⨯，普通钢筋：直径大于和等于12mm 的用HRB335级热轧螺纹钢筋，直径小于12mm 的均用R235级热轧光圆钢筋。

锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。

4.施工工艺先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。

5.计算方法及理论极限状态设计法6.设计依据及参考资料（1） 交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）。

（2） 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。

（3） 交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

（4） 交通部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。

（5） 《预应力筋用锚具、夹具和连接》（GBT14370-93）。

（6） 《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》（JTT663-2006）。

（7） 《桥梁工程》、《结构设计原理》等教材。

（8） 计算示例集《混凝土简支梁（板）桥》（第三版），易建国主编，人民交通出版社。

（9） 《公路桥涵设计手册梁桥（上）》，徐光辉，胡明义主编，人民交通出版社。

二、 构造布置及尺寸桥面宽度为：净—7m+2⨯0.5m （防撞护栏），全桥宽采用8块 C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm （中板），边板99.5cm ，宽62cm ，空心板全长15.96m 。

河南省高等教育自学考试 道路与桥梁工程专业毕业设计任务书 设计项目：正交预应力混凝土空心板桥郑州大学土木工程学院2012年1月本毕业设计要求学生按以下设计资料完成预应力混凝土空心板桥的整体计算和绘制施工图。

一、设计资料1 .桥梁概况本设计上部结构为2×16m 正交预应力混凝土空心板桥； 标准跨径：Lb ＝16m ； 计算跨径：L ＝15.5m ； 预应力空心板长度：15.96m ； 桥宽：净7.1+2×0.75m 。

下部结构为双柱式桥墩，钻孔管柱桩基础，墩柱直径1.2m ，桩直径1.5m 。

2.设计荷载汽车荷载：公路-Ⅱ级；人群荷载：3.5KN/m 2； 栏杆人行道重力按约：12kN/m 计算。

3.材料采用15.24sφ预应力钢绞线，1860pk f Mpa =，每根张拉力为195.3kN 。

非预应力钢筋采用热轧R235和HRB335钢筋。

空心板块采用C50混凝土。

铰缝采用C50细骨料混凝土，C25级混凝土堵头。

桥面铺装采用10cm 厚C40防水混凝土+放水层+10cm 厚沥青混凝土。

栏杆及人行道板为C25混凝土。

盖梁、立柱采用C30混凝土、C25级钢筋混凝土基桩。

采用圆板式橡胶支座。

4.施工工艺及锚具按先张法，一端张拉，采用带螺帽的锚具，设用一块垫板。

5.结构尺寸预应力空心板截面结构参考尺寸如图1所示：中板断面图 边板断面图图1 预应力空心板结构尺寸上部构造参考布置图如图2所示。

图2 上部横断面构造盖梁构造见图3所示。

图3 盖梁构造参考图二、设计内容1. 几何特性计算2. 作用效应计算永久作用效应；可变作用效应；作用效应组合。

3. 预应力钢筋设计预应力钢筋截面面积的估算；预应力钢筋布置；普通钢筋数量的估算及布置。

4. 空心板承载能力极限状态计算正截面抗弯承载力计算；箍筋设计；斜截面抗剪承载力计算。

5. 预应力损失计算锚具变形引起的应力损失；加热养护引起的应力损失；钢绞线松弛引起的应力损失；混凝土弹性压缩引起的损失；混凝土收缩徐变引起的应力损失；预应力损失组合。

16m预应力混凝土空心板计算书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16m；计算跨径(斜交25°、简支)15.30m；预制板长15.96m•设计荷载：城-A级，人群荷载3.5kN/m2•桥面宽度：全宽50.5m桥梁半幅宽度：3.75m（人行道）+5.0m（非机动车道）+3.5m （行车道）+12m（机动车道）+1m（中央分隔带）=25.25m。

•桥梁安全等级为二级，环境条件Ⅱ类1.1.2 规范•《公路工程技术标准》JTG B01-2003•《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2004（简称《通规》）•《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004（简称《预规》）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：预制板及铰缝为C50，10cm C50防水混凝土铺装层，9cm沥青混凝土。

2） 预应力钢绞线：采用钢绞线15.2s φ，1860pk f Mpa =，51.9510p E Mpa =⨯3）普通钢筋：采用HRB335，335sk f Mpa =，52.0104S E Mpa =⨯1.3 设计要点1）本桥按后张法部分预应力混凝土A 类构件设计，桥面10cm C50防水混凝土铺装层和9cm 沥青混凝土不考虑参与截面组合作用；2）预应力张拉控制应力值0.75con pk f σ=，混凝土强度达到90％时才允许张拉预应力钢筋;3）按《预规》计算混凝土收缩、徐变效应;4）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时传力锚固龄期为10d;5）环境平均相对湿度RH=75％;6）存梁时间为90d 。

2 横断面布置2.1 横断面布置图（半幅桥面 单位：cm ）2.2 预制板截面尺寸（未含10cm C50防水混凝土铺装层）单位：mm边、中板毛截面几何特性（不含12cm C40防水混凝土铺装层）表2－1板号中板边板几何特性面积()2mA抗弯惯矩()4m I抗弯惯矩()4m I面积()2mA抗弯惯矩()4m I抗弯惯矩()4m I3 汽车荷载横向分布系数、冲击系数的计算3.1 汽车荷载、人群荷载横向分布系数计算3.1.1 跨中横向分布系数本桥基本结构是横向铰接受力，因此，汽车荷载横向分布系数按横断面空心板铰接计算。

16m 公路预应力简支空心板梁桥中板设计一、 设计资料 1.设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载：公路Ⅱ级；人群荷载：3.02N/m k 。

2.桥面跨径及净宽标准跨径：k l =16m 。

计算跨径: l =15.6m 。

板 长：1l =15.96m 。

桥梁宽度：7m+2×0.5m 。

板 宽：2l =0.99m 。

3.主要材料混凝土：主梁板采用C50混凝土，桥面铺装采用10cm 混凝土+柔性防水涂层+10cm 沥青混凝土。

预应力筋：采用∅s15.20高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值pk f =1860MPa ，弹性模量p E =1.95510MPa ⨯，普通钢筋：直径大于和等于12mm 的用HRB335级热轧螺纹钢筋，直径小于12mm 的均用R235级热轧光圆钢筋。

锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。

4.施工工艺先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。

5.计算方法及理论极限状态设计法6.设计依据及参考资料（1） 交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）。

（2） 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。

（3） 交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

（4） 交通部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。

（5） 《预应力筋用锚具、夹具和连接》（GBT14370-93）。

（6） 《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》（JTT663-2006）。

（7） 《桥梁工程》、《结构设计原理》等教材。

（8） 计算示例集《混凝土简支梁（板）桥》（第三版），易建国主编，人民交通出版社。

（9） 《公路桥涵设计手册梁桥（上）》，徐光辉，胡明义主编，人民交通出版社。

二、 构造布置及尺寸桥面宽度为：净—7m+2⨯0.5m （防撞护栏），全桥宽采用8块 C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm （中板），边板99.5cm ，宽62cm ，空心板全长15.96m 。

P100～101_16m简支空心板设计说明说明一、设计标准及规范1、设计标准：⑴设计荷载：公路—Ⅱ级⑵桥面宽度：设计速度20km/h：单幅桥：0.5米(护栏)+4.5米(行车道)+0.5米(护栏)＝5.5米2、技术规范：⑴中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》JTG B01-2003⑵中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004⑶中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004⑷中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000（体系编号JTG F50）二、主要材料1、混凝土跨径16m的空心板、铰缝、封锚、封端及桥面铺装均采用C40砼。

混凝土的最大氯离子含量为0.06%，最小水泥用量为350kg/m3，最大碱含量为3.0kg/m3，混凝土石料强度不低于混凝土强度的2倍。

2、钢材⑴预应力钢束：采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为15.20mm，公称面积139mm2，标准强度f pk=1860Mpa，弹性模量E p=1.95×105MPa，1000h后应力松驰率不大于2.5%，其技术性能必须符合中华人民共和国国家标准(GB/T 5224－2003)《预应力混凝土用钢绞线》的规定。

⑵普通钢筋：钢筋直径≤10mm者采用R235钢筋，直径＞10mm者采用HRB335带肋钢筋，其技术性能应分别符合中华人民共和国国家标准《钢筋混凝土热轧光圆钢筋》（GB 13013-1991）、《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》GB 1499-1998的规定。

⑶预应力锚具：必须采用成品锚具及其配套设备，并应符合中华人民共和国国家标准(GB/T 14370-2000)《预应力筋用锚具、夹具和连接器》、中华人民共和国交通行业标准(JT 329.2-97)《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规格》等技术要求。

⑷预应力体系：应符合国际预应力砼协会(FIP)《后张预应力体系的验收建议》的要求。