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2019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—2019 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；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：直径小于12mm 时采用HPB235级钢筋，指标：9、设计依据：（1）《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60—2019（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2019 （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 。

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:故: ()()mm l l n o 124951190005.112990m in 05.1m in l =⨯==；；计 三、几何特性计算截面面积：A=15.8425-25×0.282744=8.7739m ² 惯性矩： I=0.8437-25×0.0063=0.68624m四、主梁内力计算(一)、恒载内力计算①恒载集度主梁：kN/m 219.347525.08.7739g 1=⨯=横隔板:栏杆: kN/m 725.3g 3=⨯= 人行道: kN/m 7422548.1g 4=⨯⨯= 桥面铺装: kN/m 2361.95231407.4g 5=⨯= 合计: 460kN/m kN/m 9436.458g ≈= ②恒载作用下梁产生的内力计算:(二)采用直接加载求活载内力，公式为：S ——所求截面的弯矩或剪力；μ——汽车荷载冲击系数，据《通规》基频公式：式中 l —结构计算跨径(m);E —结构材料的弹性模量（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 ²)据《通规》4.3.2条，38.00157.0ln 1767.0=-=f μξ——多车道桥涵的汽车荷载折减系数;本桥面为双向四车道，但实际上横向仅能布置三车道，故ξ=0.78；i m ——沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数，整体式现浇板i m =1.0；i P ——车辆荷载的轴重或车道荷载；i y ——沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。

1-6m 简支板桥计算书初稿一、设计要求阜六铁路一标一分部颍河特大桥施工便道预设两座装配式简支板桥（1-6m ），采用预制拼装法施工，要求桥面宽5.5m ，净跨径5.9m ，桥下净空1m 满足施工车辆（50T ）安全通行，颍河特大桥施工完成后作为乡村道路交由当地政府使用。

该板桥桥面板预采用c30混凝土，Ⅱ级热轧钢筋，台身采用c20混凝土，由规范查得： 2223302015N/mm ,10N/mm ,310N/mm , =25kN/m c c y f f f γ===混凝土重力密度为。

二、内力计算1）荷载假设板宽b=1000mm ，板厚h=300mm ，计算跨径l=6m ，荷载等级为公路Ⅱ级，特别考虑该桥为施工便道，要求60T 车辆安全通行（考虑汽车冲击荷载1+μ=1.3），按照荷载在桥面板最不利位置分别计算其跨中弯矩M 及支座剪力V 。

将汽车标准荷载P=150kN 按有效荷载分布系数分配。

2）跨中弯矩及支座剪力计算：A ）跨中截面有效分布系数：1/33 1.8(a a l m m =+=≥轮距）说明有效分布宽度重叠，故应按下式计算：1/3 4.6a a d l m =++=但不小于2/3 5.8a l d m =+=取5.8a m =考虑荷载分布最不利位置故取5.8/20.90.5 4.3m a =++=B ）支点截面附近有效分布系数12 1.5v a a t x =++=荷载横向分布系数图C ）单位板宽的荷重求跨中弯矩时取车载安全系数为1.5'11'22p 1.5p /52.3/p 1.5p /52.3/m m a kN ma kN m ====求支座剪力时'11'22p 1.5p /52.3/p 1.5p /275/m v a kN ma kN m ====跨中弯矩及支点剪力影响线图各集中荷载所对应的M 、V 影响线上的竖标值见图，故得单位板宽上的内力''/21'''12p 1.578.5/p 0.3p 0.9486.3/l M kN m mQ kN m=⨯=⋅=⨯+⨯=支g bh 9kN/m 1.2 1+ =1.3κγκμ=再加上均布荷载 梁自重设计值 ==（安全系数） 以及汽车冲击系数均布荷载作用故求的最终跨中最大弯矩及支点剪力2'/2'11143kN m81V=(1)139kN2lM gl Mgl Qμμ=++=⋅++=支（）三、配筋计算取保护层厚度c=40mm，估计钢筋直径d=20mm，排成一排，所以有：a=c+d/2=50mm则截面有效高度h250h a mm=-=将已知数据代入下列公式：30030();2u cc y SxM M f bx hf bx f A≤=-=可解的：249.42390mmsx mmA==min 00.95%0.15%bh s A ββ==≥=，满足要求2182799mm s A Φ=选用10（实际）c 0V 0.07262139c f bh kN V kN ==≥=故无需配弯起钢筋，箍筋按照构造配置。

整体简支板式桥计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60-2004，以下简称《通规》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62-2004，以下简称《公预规》2．几何信息：桥总长L = 7980 mm 支承宽度b = 290 mm桥净宽B = 7000 mm 板厚度t = 350 mm悬挑端高h1 = 150 mm 悬挑根高h2 = 200 mm安全带高h = 200 mm 安全带宽a = 250 mm磨耗层厚c = 70 mm 保护层厚as = 30 mm3．荷载信息：汽车荷载等级：公路-Ⅱ级，2车道设计安全等级：二级；结构重要系数：γo = 1.0每米人群荷载q r = 3.00 kN/m；两侧栏杆自重g l = 1.87 kN/m4．材料信息：混凝土强度等级：C30f ck = 20.1 MPa f tk = 2.01 MPa f cd = 13.8 MPaf td = 1.39 MPa Ec = 3.00×104 MPa混凝土容重γh = 24.0 kN/m3钢筋砼容重γs = 25.0 kN/m3钢筋强度等级：HRB335f sk = 335 MPa f sd = 280 MPa Es = 2.0×105 MPa三、计算跨径及截面特性1．计算跨径：计算跨径l o = min（l，1.05×l n）l = L - b = 7980 - 290 = 7690 mml n = L - 2b = 7980 - 2×290 = 7400 mml o = min（7690，1.05×7400）= min（7690，7770）= 7690 mm2．主梁截面特性：截面积A = 2.5375 m2惯性矩I = 0.0263 m4四、主梁内力计算1．恒载内力计算①恒载集度主梁：g1= A×γs = 2.5375×25.0 = 63.438 kN/m安全带：g2 = a×h×10-6×25= 250×200×10-6×25 = 2.500 kN/m桥面铺装：g3 = （c + h'）×B/2×10-6×24= （18 + 70）×7000/2×10-6×24 = 7.350 kN/m栏杆：g4 = 1.87 kN/m合计：g = g1 + g2 + g3 + g4 + g5= 63.438 + 2.500 + 7.350 + 1.870 + 0.000 = 75.157 kN/m②恒载作用下梁产生的内力计算M x = g × l o/2 × χ - g × χ × χ / 2Q x = g × l o /2 - g × χ恒载作用下，χ= 0.0 m时，截面内力如下：剪力Q = 288.98 kN 弯矩M = 0.00 kN·m恒载作用下，χ= l o / 4 = 1.92 m时，截面内力如下：剪力Q = 144.49 kN 弯矩M = 416.67 kN·m恒载作用下，χ= l o / 2 = 3.85 m时，截面内力如下：剪力Q = 0.00 kN 弯矩M = 555.57 kN·m2．活载内力计算采用直接加载求活载内力，公式为：S = （1 + μ）×ξ×∑（m i×P i×y i）S -- 所求截面的弯矩或剪力；μ-- 汽车荷载冲击系数，据《通规》基频公式：f = π/2/l o2×（Ec×Ic/m c）1/2m c = G / gl o -- 结构计算跨径(m)；Ec -- 结构材料的弹性模量（N/m2）；Ic -- 结构跨中截面惯矩（m4）；m c -- 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/s2)；f = 3.14/2/7.692×[3.0×104×106×0.0263×9.81/（73.29×103）]1/2= 8.64 HZ1.5 HZ < f = 8.64 HZ < 14.0 HZ，据《通规》4.3.2条：μ = 0.1767×lnf - 0.0157 = 0.37ξ-- 多车道桥涵的汽车荷载折减系数；本桥面为2车道，故ξ= 1.00；m i -- 沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数，整体式现浇板m i=1.0；P i -- 车辆荷载的轴重或车道荷载；y i -- 沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。

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。

整体式钢筋混凝土简支板桥设计一、 设计标准1、 公路等级：二级公路2、 设计速度：60km/h3、 路基横断面 1）车道宽度：3.5m 2）车道数：双向6车道 3）右侧硬路肩宽：0.75m 4）左侧硬路肩宽度：0.75m 5）土路肩：0.75m4、 汽车荷载：公路Ⅱ级5、 标准跨径：k 5m L =6、 桥梁横断面护轮安全带宽0.25m+硬路肩0.75m+6个行车道21m （6⨯0.35m ）+ 硬路肩0.75m+护轮安全带宽0.25m7、 桥面铺装为厚H =0.07m 水泥混凝土铺装。

二、 基本资料1、 安全等级：本桥为小桥，安全等级为三级，结构重要性系数为00.9γ=；2、 环境条件：Ⅰ类，最小混凝土保护层厚度30mm ；3、 材料1） 混凝土：C25ck 16.7MPa f =，cd 11.5MPa f =，tk 1.78MPa f =，td 1.23MPa f =， 4c 2.810MPa E =⨯；2） 钢筋受力主筋：HRB335，sd 280MPa f =，5s 2.010MPa E =⨯，b 0.56ξ= 分布钢筋：R235，直径10mm 。

三、 设计依据1、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）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、许光辉，胡明义. 公路桥涵设计手册. 梁桥(上册). 人民交通出版社，2000年7月四、 主要尺寸拟定1、 支承宽度：00.29m b =2、 伸缩缝宽度：0.01m3、 板长：()4.98m =5-20.01⨯4、 计算跨径： 4.982(0.29/2) 4.69m l =-⨯=5、 净跨径：0 4.9820.29 4.40m l =-⨯=6、 行车道板厚：0.32m h =7、 护轮安全带高度：0.28m 详细尺寸见板桥的一般构造图。

五、 作用及作用效应计算（一） 永久作用及其作用效应本桥考虑的永久作用为结构的自重（即板的自重）与桥面铺装的附加重力。

桥梁计算书⽬录第⼀章装配式简⽀实⼼板桥计算 (1)⼀、⼯程概况 (1)⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 (1)三、截⾯设计 (10)第⼆章装配式简⽀空⼼板桥计算 (13)⼀、⼯程概况 (13)⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 (13)三、截⾯设计 (22)第三章装配式简⽀T型梁桥计算 (25)⼀、⼯程概况 (25)⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 (25)三、承载能⼒极限状态下截⾯设计、配筋与验算 (35)第⼀章装配式简⽀实⼼板桥计算⼀、⼯程概况桥梁横向设计总宽为4.7m ，设计全长为30m ，为五跨铰接板桥，跨径为5*6m ；上部结构为铰接预制板，下部结构为桩墩、台钢筋砼⽿墙布置。

⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 1、桥⾯总体布置预制板标准跨径：I k =6.00m ；计算跨径：I 0=5.62m ；板长：5.98m ；桥⾯净空：4+2*0.35=4.7m ；设计荷载：公路—Ⅱ级*0.8。

2、构造形式及尺⼨选定全桥采⽤20块C30预制钢筋砼实⼼板，每块实⼼板宽99cm （其中桥墩⾄⽀座中⼼线间距为18cm ，伸缩缝宽2cm ）。

C30混凝⼟实⼼板：f ck =20.1MPa ，f cd =13.8MPa ，f tk =2.01MPa ，f td =1.39MPa 。

3、作⽤效应计算 3.1永久效应作⽤计算3.1.1实⼼板效应作⽤计算（第⼀阶段结构⾃重）g 1：m kN g /585.82562.5/93.11=?=3.1.2桥⾯系⾃重(第⼆阶段结构⾃重)g 2：全桥宽铺装每延⽶总重为：8.99/5/5.62×25=7.998m kN /； C25砼缘⽯重：6.43/5/5.62×25=5.721m kN /；栏杆重⼒：6.673m kN /上述⾃重效应是在各实⼼板形成整体后，再加上板桥上的，为了使计算⽅便近似按各板平均分担重⼒效应，则每块实⼼板分摊到的每延⽶桥⾯的重⼒为：mkN g /098.54721.5998.7673.62=++=3.1.3铰缝重⼒（第⼆阶段结构⾃重）g 3：m KN g /24.02562.5/4/216.03=?=3.1.4恒载内⼒计算m kN g g /585.81Ⅰ==m kN g g g /34.524.0098.532=+=+=∏ m kN g g g /92.1334.5585.8Ⅰ=+=+=∏由此计算出简⽀实⼼板永久作⽤（⾃重）效应，计算结果见表1-1。

简支梁计算书验算的简支梁跨径为13m、16m、20m、25m、30m，均为预应力钢筋混凝土空心板。

各跨径空心板的截面尺寸见下图：一、选用材料(1)L=13m、16m、20m、25m、30m预应力钢筋混凝土空心板的混凝土标号均为C50，封端混凝土为C25。

(2)预应力钢束为高强低松弛钢绞线，其中13m、16m跨度中钢束为3ф15.24mm，20m、30m跨径为4ф15.24mm，25m跨径为5ф15.24mm；钢绞线孔道采用直径为50mm、55mm的预埋波纹管；锚具采用YM15-3、YM15-4、YM15-5锚具。

(3)两侧0.5m防撞栏杆10KN/m。

二、设计荷载(1)设计荷载汽超——20、挂——120，L=13m、16m、20m、25m、30m它们的设计跨径分别为L1=12.3m；L2=15.3m；L3=19.3m；L4=24.3m；L5=29.3m。

(2)预应力钢筋设计采用标准强度R y b=1860Mpa，张拉控制应力为1395Mpa，两端张拉。

三、计算内容1、施工阶段的最大、最小应力2、正常使用阶段的最大、最小应力3、预应力钢绞线的伸长量四、计算说明计算各长度简支梁板的时候，桥横向方向均由7片梁组成，桥不设人行道，两边设0.5m防撞栏杆，按承载力极限状态计算。

五、横向分布系数的计算其中横向分布系数以铰接板法计算，结果如下：（安全起见，以梁中横向分布系数最大值为准）六、计算结果（以下设计荷载为汽超——20、挂——120，预应力钢筋设计采用标准强度R y b =1860Mpa）用桥梁博士计算。

(1)施工阶段应力计算结果(2)正常使用阶段应力计算结果(3)钢绞线伸长量注：30m空心板选用130cm高。