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16m预应力混凝土空心板计算书

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预应力混凝土空心板 结构计算书

1 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）； 预应力混凝土空心板 结构计算书

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）；

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）。

10.《公路排水设计规范》(JTG/T D33-2012)。

11.《砼结构耐久性设计规范》（G B/T50476-2008）。

12.《公路工程砼结构防腐技术规范》（JTG /TB07-01-2006）。

采用桥梁博士3.0进行混凝土梁验算。

3 计算采用的基本资料

一、钢筋混凝土梁单孔最大跨径为16m，总长度小于100m，属中桥，按连续梁进行计算，安全等级为二级。

二、根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.10条规定，计算桥梁结构需计入梯度温度引起的正负效应，竖向温度梯度曲线如下：

竖向梯度温度（尺寸单位：mm）

三、设计采用升降20度控制；混凝土收缩徐变按JTG D62-2004规范计算。

四、荷载组合说明：荷载工况均按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.1.6、4.1.7规定进行组合。 预应力混凝土空心板 结构计算书

3 承载力极限状态组合：

1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.98均匀升温+0.98正温差

1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车+0.98均匀降温+0.98反温差

1.2自重+1.0收缩徐变+1.4汽车

正常使用极限状态

短期效应组合：

1.0自重+1.0收缩徐变+0.7汽车+1.0均匀升温+0.8正温差

1.0自重+1.0收缩徐变+0.7汽车+1.0均匀降温+0.8反温差

1.0自重+1.0收缩徐变+0.7汽车

长期效应组合：

1.0自重+1.0收缩徐变+0.4汽车+1.0均匀升温+0.8正温差

1.0自重+1.0收缩徐变+0.4汽车+1.0均匀降温+0.8反温差

1.0自重+1.0收缩徐变+0.4汽车

4、横向分布系数计算

采用桥梁博士3.0进行横向分布系数计算。

预应力混凝土空心板 结构计算书

4

计算结果如下：

预应力混凝土空心板 结构计算书

5 5、边梁计算

5.1 边梁计算图式

综合比较1号和8号梁，取受力最不利的1号梁进行计算。

（1）计算理论：弹性阶段未考虑非线性影响；

（2）计算模型：按实际材料类型采用空间实体单元模型模拟材料性质；

桥梁单元均为梁单元，按平面杆系模型模拟桥梁受力。根据施工阶段受力，本计算共划分3个施工阶段，本模型考虑了结构自重、收缩徐变、均匀升降温、桥面梯度温度以及不均匀沉降的影响。共划分单元32个，节点33个。

5.2 混凝土参数

混凝土参数

强度等级 弹性模量(MPa) 容重(kN/m3) 线膨胀系数 标准值 设计值

fck(MPa) ftk(MPa) fcd(MPa) ftd(MPa)

C50 34500 26 1.00E-05 32.4 2.65 22.4 1.83

表注：表中标准值、设计值栏分别列出轴心抗压强度fck、fcd和轴心抗拉强度ftk、ftd。

5.3 冲击系数计算

根据《公路桥涵设计通用规范》（CTG D60-2004）公式4.3.2：

根据规范计算得

正弯矩冲击系数 μ=0.313

5.4 荷载计算

二期荷载：桥面铺装、防撞护栏及声屏障自重影响： q=17.0 KN/M

5.5 纵梁内力计算

单元号 节点号

属性 最大剪力 最小剪力 最大弯矩 最小弯矩

2 剪力 302 240 240 302 预应力混凝土空心板 结构计算书

6 弯矩 -137 -123 -123 -137

2 2 剪力 74.3 -12.2 -11.1 -2.3

弯矩 -123 -123 -123 -137

3 剪力 30.2 -56.5 -54.9 26.4

弯矩 -97.2 -77.9 -79 -144

3 3 剪力 56.5 -30.2 54.9 -26.4

弯矩 -77.9 -97.2 -79 -144

4 剪力 46.4 -39.8 -37.7 40.6

弯矩 -91 -58.4 -61.3 -160

4 4 剪力 35 -46.3 -25 -40.6

弯矩 -65.3 -91 -61.3 -160

5 剪力 62.4 -18 -17.7 54.7

弯矩 -93.1 -53.7 -55.6 -184

5 5 剪力 18 -62.6 17.7 -54.7

弯矩 -53.7 -93.1 -55.6 -184

6 剪力 40.3 -39.6 -38.9 30.5

弯矩 -95 -43.5 -49.1 -206

6 6 剪力 39.6 -40.5 38.9 -30.5

弯矩 -43.5 -95 -49.1 -206

7 剪力 53.3 -26.4 -25.3 41.2

弯矩 -92.8 -31 -39.7 -223

7 7 剪力 26.4 -53.3 25.3 -41.2

弯矩 -31 -92.7 -39.7 -223

8 剪力 59.5 -19.8 -18.4 45.1

弯矩 -97.2 -25.6 -37.9 -246

8 8 剪力 16.7 -59.2 -44.3 -45.1

弯矩 -56.1 -97.2 -37.9 -246

9 剪力 36.5 -38.4 -37.4 20.2

弯矩 -97 -56.3 -37.3 -262

9 9 剪力 38.4 -36.5 37.4 -20.2

弯矩 -56.4 -97 -37.3 -262

10 剪力 14.2 -60 -59.4 -4.71

弯矩 -86.4 -47.7 -23 -267

10 10 剪力 60 -14.2 59.4 4.71

弯矩 -47.7 -86.4 -23 -267

11 剪力 -8.77 -82 -81.4 -29.7

弯矩 -65.8 13 0.673 -261

11 11 剪力 82 8.5 81.4 29.7

弯矩 13.1 -65.8 0.686 -261

12 剪力 -31.4 -105 -104 -55

弯矩 -34.9 49.6 33.9 -242

12 12 剪力 104 31.6 41 55

弯矩 -3.63 -34.9 33.9 -242

13 剪力 -32.2 -104 -41.4 -58.4 预应力混凝土空心板 结构计算书

7 弯矩 3.97 30.1 69.4 -214

13 13 剪力 104 32.2 41.4 58.4

弯矩 30.1 4 69.4 -214

14 剪力 -15.7 -87 -83.9 -44

弯矩 36.9 57.2 100 -191

14 14 剪力 87 15.7 83.9 44

弯矩 57.1 37 100 -191

15 剪力 1.47 -69.7 -66.6 -29.7

弯矩 61.3 75 125 -174

15 15 剪力 69.7 -1.17 66.6 29.7

弯矩 75 61.3 125 -174

16 剪力 18.1 -52.5 -49.4 -15.4

弯矩 77 83.8 140 -164

16 16 剪力 52.5 -18.4 -13.4 15.4

弯矩 83.7 77 140 -164

17 剪力 35.1 -35.4 30.6 -1.11

弯矩 83.9 83.9 142 -161

17 17 剪力 35.4 -35.1 -30.6 1.11

弯矩 83.9 83.9 142 -161

18 剪力 53.3 -18.4 47.9 15.4

弯矩 89 77.5 136 -164

18 18 剪力 18.4 -53.3 -47.9 -15.4

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预应力混凝土空心板

预应力混凝土空心板

预应力混凝土空心板

本合同段共有空心板梁桥2座，共计有空心板梁216片，梁板采取集中预制,梁板安装计划采用汽车吊吊装，模板采用整体大块钢侧模，充气胶囊芯模，龙门吊起板的方法施工。

A、预制空心板台座

先张法预应力台座，张拉台座为C25钢筋砼墩式结构，台面即底层为C25砼，表面为水磨石面层做成底模。张拉横梁用30mm钢板焊成，一端为固定端，设置拉杆长由端头到台面，以减少钢绞线的浪费，另一端为活动端。横梁设计验算最大张拉力时，挠度变形不超过2mm。为使台座具有足够的强度、刚度和稳定性，不致使台座承受全部预应力筋的拉力时，台座变形、失稳，在设计张拉台座结构时进行台座的稳定性和强度验算，使其抗倾覆安全系数大于1.5，抗滑移系数大于1.3。

B、钢绞线和钢筋制作安装

钢绞线和钢筋统一在钢筋棚内制作、编号和堆放，钢筋和钢绞线在施工前分批抽样进行物理性试验，其性能强度满足设计要求，经监理工程师认可才能使用。安装工作：先将U型钢筋分布倒放于台面作垫衬，再布钢绞线，然后预拉钢绞线，预拉前按设计将预应力失效胶管穿入两端钢绞线，扶正U型筋，开始绑扎安装。钢筋绑扎注意将扎丝头转向上、下两侧的四周，以防气囊取出挂破，同时特别注意内模定位筋制作和绑扎的准确性。

C、张拉与锚固

预应力钢绞线采用千斤顶进行单根单向张拉，并分两次进行，第一次为预拉，即提供绑扎钢筋，待钢筋绑扎完毕在浇筑砼前最后张拉到设计值。张拉预应力采取张拉力伸长值双控制施工。张拉程序为0→初应力→100%δcon（持荷2min，锚固）(δcon为张拉时的控制应力)。张拉中，实际伸长量在计算伸长量±6％范围内为正常，否则应查明原因，在锚固后，预应力筋对设计位置的偏差不得大于5mm。

锚固：张拉时锚固固定端和张拉端用锚环楔片锚固，卸张后梁体靠混凝土的握裹力锚固，锚固后的变形控制在6mm以内。

D、模板 底模为精细磨平的水磨石砼台面板（两边镶角铁）。边模为4米一节拼装的定型大块新制钢模侧模，安装模板时用龙门吊上的电动葫芦与人工配合，模板顶设耳孔拉杆固定，模板脚用木楔固顶，沿纵向每2-3米设花蓝斜拉勾加强模板稳定。

空心板计算书-16m

空心板计算书-16m

1 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。

2 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。混凝土结构施加预应力后形成预应力混凝土。预应力混凝土技术不断发展，20世纪80年代已趋于成熟，然而，近二十几年来由于材料预应力体系施工技术等的发展，预应力混凝土结构仍然在发生很大的变化，新的设计方法不断出现。

简支空心板计算说明

简支空心板计算说明

简支空心板计算说明(路基宽度12m-l=16m)(总14页)

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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

3×16m预应力空心板简支板桥计算书

3×16m预应力空心板简支板桥计算书

3×16m预应力空心板简支板桥计算书(1) 天津大学仁爱学院2011届本科生毕业设计（论文）

1 第一章 绪论

设该桥所在地区为新建工程中的一座3跨桥梁，在经过桥型方案比选后，选用预应力空心板简支梁桥，每跨16米，共3跨。由于横向尺寸较整，故设计的空心板截面尺寸采用常见的结构形式。

计算书分为上部结构与下部结构两个部分。上部结构部分包括尺寸拟定、应力分析、横向分布系数的计算、荷载的分布与组合、内力计算、特殊截面的剪力与弯矩的求得、预应力混凝土的配筋、钢筋束的分布、预应力损失的计算与组合、各截面的验算。下部结构由于学校课程里接触的不多，自己探索着并结合与指导老师的探讨完成。包括支座的尺寸与计算、支座下盖梁的尺寸拟定，支座反力与弯矩的计算组合、荷载的布置、其配筋与验算、桩的计算与地基承载力的计算。

虽然平时也有过桥梁的课程设计，但我通过做毕业设计中学到了许多书本上学不到的东西。结合所学专业知识与实际考虑的情况，我完成了这份计算书。

天津大学仁爱学院2011届本科生毕业设计（论文）

2 第二章 方案设计比选

桥梁设计条件：

装配式混凝土简支板桥，采用整体现浇或预制施工，预应力采用先张法施工。

本课题拟设计为多跨简支桥梁，方案比选以经济指标为主。

设计荷载：公路-Ⅱ级。

桥面宽度：双向两车道。

通航要求：无通航要求。

2.1 方案一：预应力空心板简支梁桥（316m）

本桥整个桥型方案选定为316m的预应力空心板简支梁桥，采用3跨等截面等跨布置。

图2-1 方案一总体布置图（单位：cm）

设计特点分析：

优点：截面形式采用空心板梁，可减轻自重；中小跨径的预应力桥梁通常采用此种形式。截面采取挖去两个椭圆的方式，挖空体积较大，适用性也较好；与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度，做成装配式板桥的预制构件时，重量不大，架设方便。另外，属静定结构，且相邻桥孔各自单独受力，故最易设计成各种标准跨径的装配式构件；各跨的构造和尺寸统一，从而能简化施工管理工作，降低施工费用。 天津大学仁爱学院2011届本科生毕业设计（论文）