预应力混凝土空心板主要截面尺寸

例一 预应力混凝土空心板桥计算示例 一、设计资料1.跨径：标准跨径k l =13．00m ；计算跨径l =12．60m2.桥面净空：2.5m+4×3.75m+2.5m3.设计荷载:公路-Ⅱ极荷载;人群荷载:3.0kN ／2m4.材料:预应力钢筋：采用1×7钢绞线,公称直径12.7mm ；公称截面积98.72mm ,pk f =1860Mpa ，pd f =1260Mpa ，p E =1.95×510Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置;非预应力钢筋：采用HRB335,sk f =335Mpa,sd f =280Mpa;R235,sk f =235Mpa,sd f =195Mpa; 混凝土：空心板块混凝土采用C40， ck f =26.8MPa ，cd f =18.4Mpa ，tk f =2.4Mpa ，td f =1.65Mpa 。

绞缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道为C25混凝土。

5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62－2004）》要求，按A 类预应力混凝土构件设计此梁。

6、施工方法：采用先张法施工。

二、空心板尺寸：本示例桥面净空为净2.5m+4×3.75m+2.5m ，全桥宽采用20块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，高62cm ，空心板全长12.96m 。

全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。

图1－1 桥梁横断面（尺寸单位：cm ）图1－2 空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm ） 三、空心板毛截面几何特性计算 （一）毛截面面积A （参见图1-2）A=99×62 - 2×38×8 - 4×2192⨯π-2×（21×7×2.5+7×2.5+21×7×5）=3174.3（2cm ） （二）毛截面重心位置 全截面对1/2板高处的静矩：板高21S =2×[21×2.5×7 ×（24+37）+7×2.5×（24+27）+21×7×5×（24-37）]=2181.7（cm 3） 绞缝的面积：A 绞=2×（21×2.5×7+2.5×7+21×5×7）=87.5（cm 2） 则毛截面重心离1/2板高的距离为：d=AS 板高21=3.31747.2181=0.687（cm ）≈0.7（cm ）=7（mm ）（向下移）绞缝重心对1/2板高处的距离为： 绞d =5.877.2181=24.9（cm ） （三）空心板毛截面对其重心的惯矩I 由图1-3，设每个挖空的半圆面积为A '：A '=81πd 2= 81π×382=567.1（cm 2） 半圆重心轴： y =π64d =π⨯⨯6384=8.06（cm ）=80.6（mm ） 半圆对其自身重心轴O-O 的惯矩为I '：I '=0.00686d 4=0.00686×384=14304（cm 4） 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I 为：I=1262993⨯+99×62×0.72-2×[128383⨯+38×8×0.72]-4×14304-2×567.1×[（8.06+4+0.7）2+（8.06+4-0.7）2]-87.5×（24.9+0.7）2 =1520077.25（cm 4）=1.5201×106（mm 4） （忽略了绞缝对其自身重心轴的惯矩）空心板截面的抗扭刚度可简化为图1-4的单箱截面来近似计算：图1－3挖空半园构造（尺寸单位：cm ）图1－4计算IT 的空心板截面简化图（尺寸单位：cm ）I T =2122224t b t h h b +=8)899(28)862(2)862()899(422-⨯+-⨯-⨯-⨯=2.6645×106（cm 4）=2.6645×1010（mm 4） 三、作用效应组合按《桥规》公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应组合，并用于不同的计算项目。

本科毕业（论文）设计题目（中文）：25m预应力混凝土空心板梁桥设计（英文）25m Prestressed Concrete Hollow Slab beam bridge学院建筑工程学院年级专业学生姓名学号指导教师完成日期 2012 年 4 月上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明 (I)上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表 (II)上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)一、设计资料 .................................................. - 1 -1.1 主要技术指标........................................... - 1 -1.2 材料................................................... - 1 -1.3 空心板构造............................................. - 1 -1.4 构造要点............................................... - 1 -1.5 设计参数............................................... - 2 -二、空心板截面特性计算 ......................................... - 3 -2.1 毛截面面积............................................. - 3 -2.2 毛截面重心位置......................................... - 3 -2.3 空心板毛截面对其中心轴的惯性矩计算..................... - 3 -三、永久作用效应计算 ........................................... - 4 -3.1 永久作用效应计算....................................... - 4 -3.2 可变作用效应计算....................................... - 6 -3.2.1 汽车荷载横向分布系数计算........................ - 6 -3.2.2汽车荷载冲击系数计算............................ - 11 -3.2.3 车道荷载效应计算............................... - 12 -3.3 作用效应组合.......................................... - 14 -四、预应力钢筋数量估算及布置 .................................. - 16 -4.1预应力钢筋数量的估算 .................................. - 16 -4.2 预应力钢筋布置........................................ - 17 -4.3 普通钢筋数量的估算及布置.............................. - 17 -五、换算截面几何特性计算 ...................................... - 20 -5.1 换算截面面积.......................................... - 20 -5.2 换算截面重心位置...................................... - 20 -5.3 换算截面惯性矩........................................ - 21 -5.4 换算截面弹性抵抗矩.................................... - 21 -六、承载能力极限状态计算 ...................................... - 21 -6.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算.......................... - 21 -6.2 斜截面的抗弯承载力计算................................ - 22 -6.2.1 斜截面抗剪强度上、下限校核..................... - 22 -6.2.2 斜截面抗剪承载力计算........................... - 23 -七、预应力损失计算 ............................................ - 24 -7.1 锚具变形、回缩引起的预应力损失........................ - 24 -7.2 预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失............ - 25 -7.3 预应力赶脚先由于松弛硬气的预应力损失.................. - 25 -7.4 混凝土贪心压缩引起的预应力损失........................ - 25 -7.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失...................... - 26 -7.6 预应力损失组合计算.................................... - 28 -八、正常使用极限状态计算 ...................................... - 29 -8.1 正截面抗裂性计算...................................... - 29 -8.2 斜截面抗裂性计算...................................... - 30 -九、变形计算 .................................................. - 34 -9.1 正常试用阶段的挠度计算................................ - 34 -9.2 预加力引起的反拱度计算反预拱度的设置.................. - 34 -9.2.1 预加力引起的反拱度计算......................... - 34 -9.2.2 预拱度的设置................................... - 36 -十、持久状态应力验算 .......................................... - 36 -10.1 跨中截面混凝土法向应力σ验算........................ - 36 -kc10.2 跨中截面预应力钢绞线拉应力验算....................... - 37 -10.3 斜截面主应力验算..................................... - 37 - 十一、短暂状况应力验算 ........................................ - 39 -11.1 跨中截面............................................. - 40 -11.2 四分点处截面......................................... - 41 -11.3 支点截面............................................. - 42 - 十二、最小配筋率复核 .......................................... - 44 - 十三、下部结构的计算 .......................................... - 45 -13.1盖梁的计算 ........................................... - 45 -13.1.1盖梁的尺寸..................................... - 45 -13.1.2荷载计算....................................... - 46 -13.1.3内力计算....................................... - 48 -13.1.4截面配筋设计与承载力校核....................... - 49 -13.2 桥墩墩柱计算......................................... - 50 -13.2.1 荷载计算...................................... - 50 -13.2.1.1 恒载计算................................ - 50 -13.2.1.2 活载计算................................ - 50 -13.2.1.3反力横向分布计算........................ - 50 -13.2.2 截面配筋计算及验算............................ - 51 -13.2.2.1 作用于墩柱顶的外力...................... - 51 -13.2.2.3 截面配筋计算............................ - 52 -13.3 钻孔灌注桩计算....................................... - 53 -13.3.1 荷载计算...................................... - 54 -13.3.2 桩的内力计算（m法）.......................... - 55 -13.3.2.1 桩的计算宽度................................ - 55 -13.3.2.2 桩的变形系数 .............................. - 55 -13.3.3 桩身截面配筋与强度验算........................ - 57 -13.3.4 桩柱顶纵向水平位移验算........................ - 58 -13.3.4.1 桩在地面处的水平位移和转角计算.......... - 58 - 十四、参考文献 ................................................ - 58 -25m预应力混凝土空心板桥设计计算书一、设计资料1.1 主要技术指标桥跨布置: 3×25.0m。

G B T14040-2007预应力溷凝土空心板GB/T14040-2007预应力混凝土空心板中华人民共和国国家标准GB 14040－2007代替GB 14040-93 1．范围本标准规定了预应力混凝土空心板的规格尺寸与标记、要求、试验方法、检验规则、标志、堆放与运输、产品合格证。

本标准适用于采用先张法工艺生产的预应力混凝土空心板(以下简称空心板)，用做一般房屋建筑的楼板和屋面板。

2．规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB 175 通用酸盐水泥GB/T 700 碳素结构钢GB 701 低碳热轧圆盘条GB 1499 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB/T 5223 预应力混凝土用钢丝GB/T 5224 预应力混凝土用钢绞线GB 13013 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB/T 50081 普通混凝土力学性能试验方法标准15.6、16.2、16.8、17.43.1.2本标准推荐的规格尺寸3.1.2.1 高度宜为120mm、180mm、240mm、300mm、360mm。

3.1.2.2 标志宽度宜为900mm、1200mm。

3.1.2.3 标志长度不宜大于高度的40倍。

3.1.3空心板截面可采用圆孔或其他异形孔，圆孔及异形孔的截面示意图详见图1、图2。

孔形尺寸应能满足空心板混凝土成形要求、受力计算要求及本标准3.1.4的规定。

图1 圆孔空心板截面示意图2 异形孔空心板截面示意b——板宽；b1——边肋宽度；b2——中肋宽度；h——板高；t1——板面厚度；t2——板底厚度；h1——边槽上齿高度；h2——边槽下齿高度3.1.4空心板截面各部位尺寸应符合表2的规定。

表2 空心板截面各部位尺寸单位为毫米h b1b2t1t2h1h2120150180≥25≥25≥20≥20≥30≥30240300360 420≥30≥30≥25≥25≥60≥60≥30≥90≥90空心板纵向侧边应采用双齿形槽，双齿形边槽的尺寸可参考附录A。

毕业设计（论文）-3-16m装配式预应力混凝土简支空心板桥目录 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恒载内力计算 .. (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活载内力计算 (13)4.3.1按承载能力极限状态组合（汽1自重4.12.1S S S mi 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 +=∑=） 174.3.3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内力计算 (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盖梁内力汇总 (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。

前言公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。

尤其是我国幅员辽阔,大小山脉和江河湖泽纵横全国,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。

为此，作为一名即将走向工作岗位的大学生我身感自身的不足，我选择湖北省宜昌市境内五龙中桥的设计为课题，以使自己所学的知识得到综合运用，进一步提高理论水平。

本桥位于湖北省宜昌市境内。

本设计根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，选定装配式预应力混凝土简支空心板，该类型的桥是小跨径桥梁最常用的桥型，具有建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，与其它类型桥梁相比，可降低桥头引道路线高度和缩短引道长度，此类桥外形较简单、制作方便，做成预制构件时重力小，便于架设。

它也有自身的缺点：跨径不宜过大、整体性差、无超载挖潜能力。

本设计内容包括桥梁纵、横断面尺寸的拟定、上部结构计算、下部结构计算、施工图绘制、各结构配筋计算、施工组织管理与运营、计算说明书的书写和设计文件的编制。

设计主要包括三个部分：一是桥梁的结构设计，二是桥梁的施工组织设计，三是桥梁工程的概预算。

桥梁的结构设计，主要是主梁、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预应力混凝土空心板桥，桥长80米。

计算过程中主要参考了《公路桥涵设计手册——梁桥(上册)》、《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》、《基础工程》等书籍；桥梁的施工组织设计，主要完成了桥梁主体结构的施工方案以及施工重点，设计过程中主要参考了《桥梁施工及组织管理》；桥梁工程的概预算，首先确定技术方案和工程量，然后依据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》、《公路定额及编制办法汇编》等得到其他直接费，间接费及现场经费，最后进行预算汇总。

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，培养学生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。

先法预应力混凝土简支空心板设计一、设计资料（一）设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载（公路—I级），人群荷载为3.5KN/m2（二）桥面跨径及净宽标准跨径：L k=20m计算跨径：L=19.50 m桥面净宽：净—9.0+2×0.75m主梁全长：19.96m。

（三）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，封锚混凝土也使用C40；桥面连续采用C30混凝土。

2．钢筋普通钢筋主要采用HRB335钢筋，预应力钢筋为钢绞线。

3．板式橡胶支座采用三元乙丙橡胶，采用耐寒型，尺寸根据计算确定。

（四）施工工艺先法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称拉。

（五）计算方法及理论极限状态法设计。

(六)设计依据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004），以下简称《通用规》。

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D60-2004）。

二、构造布置及尺寸（一）桥梁横断面空心板的横断面具体尺寸见图1。

三、板的毛截面几何特性计算本设计预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，先按长和宽分别为板轮廓的长和宽的巨型计算，然后与图2中所示的挖空面积叠加，叠加时挖空部分按负面积计算，最后再用AutoCAD 计算校核，计算成果以中板为例，如表1。

预制中板的截面几何特性挖空部分以后得到的截面,其几何特性用下列公式计算: 毛截面面积： ∑∑-=ki i c A A A对截面上缘面积矩: ())(ki ki i i c y A y A S ∑∑-= 重心至截面上缘的距离: ccs A S y =毛截面对自身重心轴的惯性矩：∑∑-=ki i c I I I四、主梁力计算（一）永久荷载（恒载）产生的力 1.预制空心板自重1g (一期恒载)中板： 069.121057.48272541=⨯⨯=-g KN/m 2．板间接头（二期恒载）21g中板： 8844.210)57.482757.6012(24421=⨯-⨯=-g KN/m 3．桥面系自重（二期恒载）（1） 单侧人行道8cm 方砖： 104.1236.008.0=⨯⨯KN/m 5cm 沙垫层： 0.05×0.6×20=0.600 KN/m 路缘石： 26.12435.015.0=⨯⨯KN/m 17cm 二灰土： 938.1196.017.0=⨯⨯KN/m10cm 现浇混凝土： 620.12415.005.0246.01.0=⨯⨯+⨯⨯KN/m人行道总重： 522.6620.1938.126.1600.0104.1=++++KN/m 取6.5KN/m 。

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 。

装配式预应力混凝土简支空心板桥毕业设计任务书第一章概述发展交通事业，实现四通八达的现代化交通，对发展国民经济，巩固国防具有非常重要的作用。

在公路、铁路、城市和农村道路交通以及水利等建设中，为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路）必建各种类型的桥梁与涵洞，因此，桥涵又成为陆路交通中的重要组成部分。

在经济上，桥梁和涵洞的造价一般说来平均占公路总造价的10%-20%，特别是在现代高等级公路以及城市高架道路的修建中，桥梁不仅在工程规模上十分巨大，而且也往往是保证全线早日通车的关键。

在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在需要高度快速、机动的现代战争中具有非常重要的地位。

考虑到沙河两岸具有许多工厂、商业区、大量高层建筑房屋，政府有关部门计划在沙河之上建一座桥梁，以方便两岸人民、发展两岸经济，并命名为“利民桥”。

第二章方案比较为了获得适用、经济和美观的桥梁设计，有关部门进行了深入细致的调查和研究，并结合有关方面的要求综合考虑，满足使用、经济、结构尺寸、构造、施工、美观上的要求，做出几种方案，最后通过技术、经济等方面的综合比较获得最优设计。

方案一：预应力混凝土连续梁桥（8×8m）方案二：预应力混凝土简支板桥（16×4m）方案三：钢筋混凝土双曲拱桥（32×2m）表2-1 方案比较表通过以上三种方案比较，从使用效果、造价、材料等诸多方面看，第二方案优点最多。

第一方案由于“利民桥”属于城市桥梁且桥跨较小，造价较高不宜采用；第三方案由于在城市施工，施工场地不宜占大且土方来源困难，不宜采用。

所以第二方案最为合理。

第三章 初步设计第一节 原始资料一、水文数据资料设计洪水为频率为2%，设计流量为：,/9623s m Q s =设计流速为s m V /1.40=， I L =0.8，e=0.8，波浪高度取0.5m 。

二、气象资料：当地最热日月平均气温23.5C o ，最冷日月平均气温-6.1C o ，极端最高温38C o ，极端最低温度-25.0C o ，地面冻土深0.8m ，设计风速s m v /17=。

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。

目录1 设计资料 (1)1.1 主要技术指标 (1)1.2 材料规格 (1)1.3 采用的技术规范 (1)2 构造形式及尺寸选定 (2)3 空心板毛截面几何特性计算 (3)3.1 边跨空心板毛截面几何特性计算 (3)3.1.1 毛截面面积A (3)3.1.2 毛截面重心位置 (3)3.1.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I (4)3.2 中跨空心板毛截面几何特性计算 (4)3.2.1 毛截面面积A (4)3.2.2 毛截面重心位置 (5)3.2.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I (5)3.3 边、中跨空心板毛截面几何特性汇总 (6)4 作用效应计算 (7)4.1 永久作用效应计算 (7)4.1.1 边跨板作用效应计算 (7)4.1.2 中跨板作用效应计算 (8)4.1.3 横隔板重 (8)4.2 可变作用效应计算 (9)4.3 利用桥梁结构电算程序计算 (9)4.3.1 汽车荷载横向分布系数计算 (9)4.3.2 汽车荷载冲击系数计算 (12)4.3.3 结构重力作用以及影响线计算 (13)4.4 作用效应组合汇总 (17)5 预应力钢筋数量估算及布置 (19)5.1 预应力钢筋数量的估算 (19)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 (21)6 换算截面几何特性计算 (22)6.1 换算截面面积A (22)6.2 换算截面重心的位置 (23)6.3 换算截面惯性矩I (23)6.4 换算截面的弹性抵抗矩 (24)7 承载能力极限状态计算 (24)7.1 跨中截面正截面抗弯承载力计算 (24)7.2 斜截面抗弯承载力计算 (25)7.2.1 截面抗剪强度上、下限的复核 (25)7.2.2 斜截面抗剪承载力计算 (27)8 预应力损失计算 (29)σ (29)8.1 锚具变形、回缩引起的应力损失2lσ (29)8.2 钢筋与台座间的温差引起的应力损失3lσ (29)8.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失4lσ (30)8.4 预应力钢绞线由于应力松弛引起的预应力损失5lσ (30)8.5 混凝土的收缩和徐变引起的应力损失6l8.6 预应力损失组合 (33)9 正常使用极限状态计算 (33)9.1 正截面抗裂性验算 (34)9.2 斜截面抗裂性验算 (38)9.2.1 正温差应力 (38)9.2.2 反温差应力（为正温差应力乘以0.5-） (38)s (39)9.2.3 主拉应力tp10 变形计算 (42)10.1 正常使用阶段的挠度计算 (42)10.2.1 预加力引起的反拱度计算 (42)10.2.2 预拱度的设置 (44)11 持久状态应力验算 (45)σ验算 (45)11.1 跨中截面混凝土的法向压应力kcσ验算 (45)11.2 跨中预应力钢绞线的拉应力p11.3 斜截面主应力验算 (46)12 短暂状态应力验算 (48)12.1 跨中截面 (48)12.1.1 由预加力产生的混凝土法向应力 (48)12.1.2 由板自重产生的板截面上、下缘应力 (49)12.2 4l截面 (50)12.3 支点截面 (50)13 最小配筋率复核 (52)14 铰缝计算 (53)14.1 铰缝剪力计算 (53)14.1.1 铰缝剪力影响线 (53)14.1.2 铰缝剪力 (54)14.2 铰缝抗剪强度验算 (55)15 预制空心板吊杯计算 (57)16 支座计算 (57)16.1 选定支座的平面尺寸 (57)16.2 确定支座的厚度 (58)16.3 验算支座的偏转 (59)16.4 验算支座的稳定性 (59)17 下部结构计算 (61)17.1 盖梁计算 (61)17.1.1 设计资料 (61)17.1.2 盖梁计算 (61)17.1.3 内力计算 (69)17.1.4 截面配筋设计与承载力校核 (71)17.2 桥墩墩柱设计 (73)17.2.1 作用效用计算 (74)17.2.2 截面配筋计算及应力验算 (76)参考文献 (79)致谢 (80)20m预应力混凝土空心板桥设计计算书1 设计资料1.1 主要技术指标桥跨布置: 16×20.0 m，桥梁全长340 m。

人民中桥一阶段施工图设计第一部分桥梁计算第一章方案比选（一）设计资料公路Ⅱ级，人群3.0kN/㎡N桥面宽度：净—7.5m+2×1.5m人行道,2×0.5m防撞墙表层为2-3m不等厚强风化泥岩，下为中分化泥岩，可作为基础的持力层，容许承载力为1.0MPa 桥位处为干沟，常年无水桥面纵坡：0.5%桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚6cm。

防水层，C40水泥混凝土，厚度为15cm~8cm。

混凝土桥面设双向横坡，坡度为1.5%。

为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和φ10cm铸铁泄水管，每20m设置一处。

（二）方案比选方案一：3跨20m预应力钢筋混凝土简支空心板（详细见方案图）1、方案简介本方案为钢筋混凝土简支空心板桥。

全桥分3跨，每跨均采用标准跨径20m。

桥墩为桩基桥墩，桥台为埋置式桥台。

桥墩直径为120cm，桩基直径为150cm。

2、尺寸拟定本桥拟用空心板，净跨径为19.96m。

空心板中板底宽为129cm，高为120cm，由9块预应力空心板组成。

方案二：两跨50米预应力混凝土T形钢构桥（详细见方案图）1、方案简介本方案为预应力T形钢构桥。

全桥分两跨，单跨跨径25m。

桥墩为扩大式墩基础，桥台为U型桥台2、尺寸拟定本桥拟用箱梁，桥面行车道宽7.5m，两边各设1.5m栏杆，0.5m的栏杆，箱中部高为450cm，两侧主梁高为250cm，底宽为550cm，内置空心高度均为220cm。

（三）技术经济比较和最优方案的选定对编制方案：方案一：技术工艺成熟，施工场地广泛采用工业化施工，可预制生产，现代化起重设备安装，降低劳动强度，缩短工期，占用的施工场地少。

建筑高度和重量都较小。

施工周期短。

广泛应用于桥梁建设中，但是需要设置多个桥墩，常用于地质情况较优良处。

方案二：技术工艺先进，工艺要求严格，采用挂蓝施工，施工难度大，成本高。

挂蓝需令置一套设备。

施工速度较慢，不利缩短工期，需要的劳动资源较多。

投资成本高，基础要求也大。

装配式预应力混凝土空心板桥计算第Ⅰ部分上部构造计算一、设计资料及构造布置(一)设计资料1.跨径：标准跨径20.0m，计算跨径l=19.6 m，预制板全长19.96 m。

2.荷载：汽车—20级，挂车—100，人群荷载3.5KN/m2。

3.桥面净宽：行车道7.00 m，人行道每测0.75 m。

4.主要材料：混凝土：预制行车道板40号混凝土，桥面铺装及接缝亦用40号混凝土，其余均为25号混凝土。

预应力筋采用φ15.24（7φ5）钢绞线，R b y =1860Mpa，普通筋直径d≥12mm者采用Ⅱ级钢筋，直径d<12mm者采用Ⅰ级钢筋（但吊环必须用Ⅰ级钢筋）。

5.施工要点：预制块件在台座上用先张法施加预应力，张拉台座长度假定为70m。

设计时要求预制板混凝土强度达到80%时才允许放松预应力筋。

计算预应力损失时计入加热养护温差20℃所引起的损失。

预应力钢绞线应进行持荷时间不少于5min的超张拉。

安装时，应待接缝及现浇层混凝土与预制板结合成整体后再敷设铺装层及安装人行道板等。

6.技术标准及设计规范：（1）.《公路工程技术标准》（JTT01—88）；（2）.《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021—89）；（3）.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85），以下简称《预桥规》。

（4）.《桥梁工程》2001，范立础主编，人民交通出版社出版。

（5）.《公路桥涵设计手册》〈梁桥·上册〉（1996），徐光辉、胡明义主编，人民交通出版社出版。

（二）、构造及设计要点1.主梁片数：每孔8片。

2.预制板厚85cm，每块宽100cm。

3.桥面横坡1.5%，由8～13.75cm厚40号水泥防水耐磨混凝土层（加膨胀剂），无磨损，故考虑部分参与梁板受力。

4.在预制人行道板时，应预留泄水管孔洞。

5.其它未尽事项，参见各设计图。

6.主梁预制尺寸，梁长等详见设计图。

二、横截面布置横截面布置见图1—2，行车道部分的预制板厚85cm，每块底宽100cm。

20m简支预应力混凝土空心板计算(手算)预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术通用图设计计算书20m简支装配式后张法预应力混凝土空心板配束计算（手算）(高速公路和一级公路)目录1 计算依据与基础资料 (1)1.1 标准及规范 (1)1.1.1 标准 (1)1.1.2 规范 (1)1.1.3 参考资料 (1)1.2 主要材料 (2)1.3 设计要点 (2)2 横断面布置 (2)2.1 横断面布置图 (2)2.2 预制板截面尺寸 (3)3 汽车荷载横向分布系数、冲击系数的计算 (4)3.1 汽车荷载横向分布系数计算 (4)3.1.1 跨中横向分布系数 (4)3.1.2 支点横向分布系数 (6)3.1.3 车道折减系数 (6)3.2 汽车荷载冲击系数计算 (6)3.2.1汽车荷载纵向整体冲击系数 (6)3.2.2 汽车荷载的局部加载冲击系数 (6)4 作用效应组合 (7)4.1 作用的标准值 (7)4.1.1 永久作用标准值 (7)4.1.2 汽车荷载效应标准值 (9)4.2 作用效应组合 (13)4.2.1 基本组合（用于结构承载能力极限状态设计） (13)4.2.2 作用短期效应组合(用于正常使用极限状态设计) (16)4.2.3 作用长期效应组合（用于正常使用极限状态设计） (16)4.3 截面几何特性计算 (20)5 持久状态承载能力极限状态计算 (23)5.1 正截面抗弯承载能力 (23)5.2 斜截面抗剪承载力验算 (25)5.2.1 验算受弯构件抗剪截面尺寸是否需进行抗剪强度计算 (25)6 持久状况正常使用极限状态计算 (30)6.1 预应力钢束应力损失计算 (30)6.1.1 张拉控制应力 (30)6.1.2 各项预应力损失 (30)6.2 温度梯度截面上的应力计算 (41)6.3 抗裂验算 (46)6.3.1 正截面抗裂验算 (46)6.3.2 斜截面抗裂计算 (50)6.4 挠度验算 (53)6.4.1 汽车荷载引起的跨中挠度 (53)6.4.2 预制板是否设置预拱值的计算 (55)7 持久状态和短暂状况构件应力计算 (59)7.1 使用阶段正截面法向应力计算 (59)7.1.1 受压区混凝土的最大压应力 (59)7.1.2 受拉区预应力钢筋的最大拉应力597.2 使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算 (61)7.3 施工阶段应力验算 (64)8 桥面板配筋计算 (67)8.1 荷载标准值计算 (67)8.1.1 计算跨径 (67)8.1.2 跨中弯矩计算 (68)8.1.3 支点剪力 (69)8.2 极限状态承载力计算 (70)8.2.1 荷载效应组合计算 (70)8.2.2 正截面抗弯承载力 (70)8.2.3 斜截面抗剪承载力 (70)8.3 抗裂计算 (70)9 铰接板的混凝土铰缝剪力验算 (71)预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术通用图计算（20m简支预应力混凝土空心板）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20m；计算跨径(正交、简支)19.26m；预制板长19.96m•设计荷载：公路－Ⅰ级•桥面宽度：（路基宽23m，高速公路），半幅桥全宽11.25m0.5m(护栏墙)+10.25m(行车道)+ 0.5m(护栏墙)＝11.25m•结构重要性系数：1.1•环境条件Ⅱ类，计算收缩徐变时，考虑存梁期为90天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、现浇铺装层为C40、护栏为C302）预应力钢绞线：采用钢绞线15.2s φ，pk 1860MPa f =，5p E 1.9510MPa =⨯3）普通钢筋：采用HRB335，sk 335MPa f =，5S E 2.010MPa =⨯1.3 设计要点1）本计算按后张法部分预应力混凝土A 类构件设计，偏安全的，桥面板及铺装层混凝土不参与截面组合作用；2）预应力张拉控制应力值con pk 0.75f σ=。

第6章预应力空心板配筋计算6.1基本数据门机轨道之间棉板采用先张法预应力钢筋混凝土空心板。

净跨度6100mm。

(1)、构件尺寸板长6500mm，板宽2400mm，圆形开孔直径300mm，共5个孔。

图6—1 板断面简支板计算跨度①弯矩计算取L=L+h=6100+500=6600(mm)L<(L+e)=6100+200=6300(mm)故取L=6300mm②剪力计算取L=L=6100(mm)(2)、材料混凝土强度等级C40，混凝土重度γ=24KN/m3,钢筋混凝土重度γ=25KN/m3；混凝土抗压强度设计值fc =19.5MPa，标准值fkc=27MPa；混凝土抗拉强度设计值f t =1.80 MPa，标准值fkc=2.45MPa。

预应力钢筋采用冷拉Ⅲ级钢筋，强度设计值f py =420 MPa，标准值fpyk=500 MPa。

箍筋、吊环采用Ⅰ级钢筋，强度设计值fy=210MPa。

(3)、施工条件先张法，放松预应力钢筋时的混凝土强度按规范⑸第6.1.3条取C40的0.75倍，为30MPa。

(4)、作用①永久作用G标准值(忽略齿缝时的每米宽度板重)1q=(2.4⨯0.5-4⨯3.14⨯0.32/4)⨯25/2.4=0.00955(MPa)2q(面层)=0.1×2.4×25÷2.4=0.0025MPa②可变作用标准值a、堆货荷载：3q=30KN/m2b、15t汽车荷载汽车资料由《港口工程荷载规范》⑷查得(图9-2)：汽车总重力150KN；后轴重力标准值100KN，前轴重力标准值50KN；轴距4.0m，轮距1.8 m；车辆外型尺寸7m⨯2.5m；按规范⑷，相邻两辆车(<30t)横向间距不应小于0.1m，纵向前后两辆车的轴距不应小于4.0m。

前轴后轴ABCDV7004001825a0b0a1b1a1hsbb1h sa0图6-2 图6-3荷载传递宽度计算(图6-3)：单轮，平行板跨方向a0=200mm，hS=100mm a1=a+2hS=200+2⨯100=400mm单轮，垂直板跨方向b0=500mm，hS=100mm b1=b+2hS=500+2⨯100=700mm由上知，各轮之间荷载传递没有重叠部分。

24000x35000双向板（按0边固支4边简支计算）1、3、几何参数3.1 筒芯区域截面特征空心板剖面如上图：板厚h，筒芯高f、宽d，管中心距板底h1，区隔之间肋宽e1，区隔之内肋宽e2。

筒芯细部构造放大如右图，f1、f2、d1、d2所示为截面变化处控制点尺寸。

筒芯纵向长为L1，筒芯纵向间距为L2。

横向每一区格宽b1、毛面积A1、毛惯性矩为I1，每一区格肋惯性矩，Ii为单元总惯性矩。

对于矩形Ji=bh3/12，三角形Ji=bh3/36。

单根筒芯面积Ak=d*f-4*ΣAoi，筒芯总面积Aksum=Ak*n，混凝土净面积An=A1-Aksum，筒芯惯性矩Ik= d*f3/12-4*Σii。

根据面积相等、惯性矩相等的原则，将筒芯折算为等效的矩形截面：由XY=Ak、XY3/12=Ik,求得：Y=2(3*Ik/Ak)1/2, X=Ak/Y。

上、下翼缘折算厚度分别为：h上=h-h1-Y/2, h下=h1-Y/2，折算腹板宽为：bw=b1-X，净肋积矩Mn=M-Mk，中性轴距下边缘距离y1=Mn/An，中性轴距上边缘距离y2=h-y1 总截面对中性轴的惯性矩It=I1+A1*(h/2-y1)2，筒芯对中性轴的惯性矩，2工字型截面换算惯性矩：I=In*1000/b1，每米腹板宽：b'=b2*1000/b1上、下翼缘分别取上、下混凝土最小厚度，肋宽为管纵向间距为L2。

每一区格工字型截工字型截面换算惯性矩：I=In*B/b1，腹板宽：b'=b2*B/b1，平均惯性矩:I平1=(I顺+ I横)/2箱体细部尺寸如上图，其中：箱体宽度b，箱体高度hx，箱体中心距板底h1，箱体切角高度f1，切角宽度d1，漏浆孔宽度dk，箱体毛体积V毛，箱体外周圈方柱高hc1，外周圈方柱体积Vc1，外棱台长边bw1，外棱台短边bw2，外棱台上面积Awt1，外棱台下面积Awt2，外棱台体积Vwt，箱体外轮廓体积V外，漏浆孔内方柱高hc2，内方柱体积Vc2，漏浆孔内棱台长边bn1，内棱台短边bn2，内棱台上面积Ant1，内棱台下面积Ant2，内棱台体积Vnt，漏浆孔总体积VVwt=( Awt1+ Awt2+sqrt(Awt1* Awt2))*f1/3，V外=Vc1+Vwt*2， Vc2= dk 2* hc2，bn1=dk+d1*2，Ant1= bn2* bn2, Ant2= bn1* bn1,Vnt=( Ant1+ Ant2+sqrt(Ant1* Ant2))*f1/3，V漏=Vc2+Vnt*2，V净=V外-V漏，h'箱=h-V净/(b1*L3)。