普通钢筋混凝土简支空心板桥的施工图设计
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钢筋混凝土空心板设计计算书一、基本设计资料1、跨度和桥面宽度(1)标准跨径:20m(墩中心距)。
(2)计算跨径:19.3m。
(3)桥面宽度:净7m+2×1.5m(人行道)=8.5m。
2、技术标准(1)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,(2)人群荷载取3KN/㎡。
(3)环境标准:Ⅰ类环境。
(4)设计安全等级:二级。
3、主要材料(1)混凝土:混凝土空心简支板和铰接缝采用C40混凝土;桥面铺装上层采用0.04m沥青混凝土,下层为0.06厚C30混凝土。
沥青混凝土重度按23KN/m³计算,混凝土重度按25KN/m³计。
(2)钢材采用HPB235,HPB335钢筋。
中板截面构造及尺寸(单位:cm)二、计算空心板截面几何特性1、毛截面面积计算()2111124702162555505503586307.32222A cmπ⎡⎤=⨯+⨯⨯-⨯⨯⨯++⨯+⨯⨯+⨯⨯=⎢⎥⎣⎦全截面对12板高处的静矩为:12311111255(355)555(3555)250(351550)232231285351053758.3323h S cm ⎡=⨯⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯⨯--⨯⎢⎣⎤⎛⎫-⨯⨯⨯--⨯= ⎪⎥⎝⎭⎦铰缝的面积为:()2220.5555550.53500.558765j A cm cm =⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=毛截面重心离12板高的距离为:123758.330.66307.32hS d cm A=== 铰缝重心到12板高的距离为:123758.334.913765h j jS d cm A === 2、毛截面惯性矩计算铰缝对自身重心轴的惯性矩为:333324555035855576522 4.91339726.0436*******j I cm ⎡⎤⎛⎫⨯⨯⨯⨯=⨯⨯++++⨯=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦空心板截面对其重心轴的惯性矩为:()34222641247032124700.62160.6219863.02765 4.9130.612642.295010I cmcm ππ⎡⎤⎛⎫⨯⨯=+⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯-⨯+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦=⨯ 空心板截面的抗扭刚度可简化为下图所示的箱型截面进行近似计算抗扭刚度为:2222641244104517.01121011251112104191920T b h I cm h b t t t⨯⨯===⨯⨯⎛⎫⎛⎫⨯++++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭三、主梁内力计算1、永久作用效应计算(1)空心板自重(一期结构自重): 416307.321025/15.768/G kN m kN m -=⨯⨯= (2)桥面系自重(二期结构自重):1)本设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧8KN/m 计算。
目录一桥梁工程课程设计任务书 (1)1.设计题目——普通钢筋混凝土简支空心板梁桥设计 (1)2. 设计条件及参数 (1)二构造形式及尺寸要求 (2)三空心板毛截面几个特性计算 (2)1毛截面面积A (2)2空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I (3)四作用效应计算 (3)1永久作用效应计算 (3)2可变作用效应计算 (4)3作用效应组合 (10)五普通钢筋数量估算及布置 (12)1普通钢筋数量的估算及布置 (12)六换算截面几何特性计算 (14)1换算截面面积A s (14)2换算截面重心位置 (14)3换算截面惯性矩I0 (14)4换算截面弹性抵抗矩 (14)七承载能力极限状态计算 (14)1跨中截面正截面抗弯承载力计算 (14)2截面抗剪承载力计算 (16)八持久状况正常使用极限状态计算 (17)1持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 (17)2持久状况正常使用极限状态下挠度验算 (18)桥梁工程课程设计任务书1.设计题目——普通钢筋混凝土简支空心板梁桥设计2. 设计条件及参数2.1 桥面净空净—— 9m。
2.2主梁跨径和全长标准跨径:l b=30.00m(墩中心距离);计算跨径:l=29.60m(支座中心线距离);主梁全长:l=29.96m(主梁预制长度)。
全2.3设计荷载公路—以Ⅰ级,人群荷载3.0KN/m2。
2.4材料钢筋:主筋用HRB335钢筋,其他的用R235钢筋;混凝土:C40;铰缝为C30细集料混凝土;桥面铺装采用C30沥青混凝土;栏杆及人行道板为C25混凝土。
2.5计算方法:极限状态法。
2.6结构尺寸根据桥面净宽自行确定。
2.7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),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》(JTG D62-2004),简称《公预规》;(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85),简称《基规》参考文献:《混凝土简支梁(板)桥》第三版易建国编二构造形式及尺寸要求桥面净空为净1.5m+4.5m+4.5m+1.5m,全桥宽采用8块C40的预制预应力混凝土空心板,每块空心板宽125cm,高105cm,空心板全长29.96m。
装配式先张法预应力混凝土简支空心板上部构造(1m板宽)设计说明书一、技术标准及技术规范1.中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》(JTG B01—2003);2.中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004);3.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—2004);4.中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000);5.中华人民共和国行业标准《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81—2006)。
二、技术指标技术指标表三、主要材料1.混凝土(1)水泥:应采用高品质的强度等级为62.5、52.5和42.5的硅酸盐水泥,同一座桥的板梁应采用同一品种水泥。
(2)粗骨料:应采用连续级配,碎石宜采用锤击式破碎生产。
碎石最大粒径不宜超过20mm,以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。
(3)混凝土:预制空心板、铰缝和桥面现浇层采用C50;封端混凝土采用C40;有条件时,铰缝混凝土可选择抗裂、抗剪、韧性好的钢纤维混凝土;桥面铺装采用沥青混凝土。
2.普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋,钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 13013-1991)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 1499 -1998)的规定。
本册图纸中R235钢筋主要采用了直径d=6、8mm两种规格;HRB335钢筋主要采用了直径d=10、12、14、16、18mm五种规格。
3.预应力钢筋采用抗拉强度标准值f pk=1860MPa,公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线,其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224 -2003)的规定。
4.其他材料(1)钢板:应采用《碳素结构钢》(GB 700-1988)规定的Q235B钢板。
(2)支座:可采用板式橡胶支座,其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。
桥梁工程课程设计任务书装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计一、设计资料1.标准跨径:13m2.计算跨径:计算跨径12.5m3.桥面宽度:净-9+2 0.5m防撞护栏,桥面铺装为0.08mC40混凝土铺装+0.06m沥青混凝土面层,桥面横坡为双向1.5%,桥面横坡由铺装层形成。
4.设计荷载:公路-Ⅱ级5.材料:(1)钢筋,其技术指标见表1;(2)混凝土及其技术指标见表2,主梁混凝土为C40,防撞护栏C30,桥面铺装混凝土为C40,沥青混凝土容重为23 KN/m3,混凝土容重为25 KN/m3。
钢筋技术指标表1R235(MPa)5101.2⨯195195235HRB400级Ф(Mpa)510.2⨯330330400混凝土技术指标表2二、设计计算内容:1.主梁几何特性计算2.恒载内力计算3.荷载横向分布计算(支点处采用杠杆法,跨中采用铰接板法)4.活载内力计算5.荷载组合。
确定用于配筋计算的最不利作用效应组合6.主梁配筋计算(依据结构设计原理进行)7.绘制内力包络图8.绘制主梁一般构造图和配筋图(A3图幅,要求手绘)9.裂缝宽度验算10. 主梁变形验算11.绘制主梁一般构造图和结构图三、设计依据:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)《桥梁工程》姚玲森编《桥梁工程》绍旭东《结构设计原理》叶见曙或张树仁编四、结构尺寸图1 全桥主梁横断面图2 中板横断面图图3 边板横断面图钢筋混凝土空心板设计计算书一:基本设计资料1:跨度和桥面宽度(1)标准跨径:13m(2)计算跨径:12.5m(3)桥面宽度(桥面净空):双向行驶,净9+2*0.5m护栏(4)设计荷载:公路二级,无人群荷载(5)主梁预制长度:12.7m(6)结构重要性系数;=12:主要材料(1)混凝土:混凝土空心简支板和铰接缝采用C30混凝土;桥面铺装上层采用0.07m的沥青混凝土,下层为0.08m的C40混凝土。
方案编制(青口桥一)根据桥所在的地理位置及施工技术条件,决定选择两个方案:第一方案,5⨯20预应力钢筋混凝土简支空心板桥;第二方案,4⨯25预应力钢筋混凝土简支空心板桥;(一)第一方案 5⨯20预应力钢筋混凝土简支空心板桥1、上部构造桥长:105.12m;桥面净空:净—24+2⨯3m;梁数:30块板;标准跨径:20.00m;计算跨径:19.50m;预制梁长:19.96 m;支座:150⨯200⨯63mm板式橡胶支座,短边顺桥向;混凝土垫块:0.1m设计荷载:公路—Ι级;桥面铺装:上层均匀铺设0.15m的C40混凝土桥面铺装层,桥面双向横坡度1.5%。
2、下部构造:墩柱形式:单排五柱式;基础形式:钻孔灌注桩;桥台形式:桩基接盖梁台;墩柱直径 1.20m图1 (尺寸单位:mm )桩直径 1.50m 3、基本标高值 设计洪水位:4.7m桥面最低高程 H min = H p +Δh j +Δh 0 +0.063= 4.7+2.0+0.95+0.15+0.063 = 7.863m梁底标高 7.863-0.95-0.15= 6.763m 4、永久作用效应计算(1)空心板自重边板毛截面面积 =边1A 0.4553m 中板毛截面面积 =中1A 0.56633m 边板自重 g 1边 = 0.5663⨯20=11.326KN/m 中板自重 g 1中 = 0.455⨯20=9.100KN/m (2)桥面系自重栏杆重力参照标准图单侧重力取用3.5KN/m全桥宽铺装每延米重力为:0.15⨯30⨯23= 103.5KN/m设桥面系二期永久作用近似按各板平均分担来考虑,则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为:g 2=(3.5⨯2+103.5)/30=3.683KN/m(3)铰缝自重g 3=(0.0753+1⨯120⨯10-4)⨯28=2.4444KN/m 每跨的永久作用:桥墩:596.194444.2596.19683.32896.19100.9296.1933.11⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=6149.92KN桥台:KN 96.307492.614921=⨯5、材料用量及工程概算(1)材料用量 ○1上部结构 板 V=0.5663⨯19.96⨯2⨯5+0.4551⨯19.96⨯28⨯5=1384.765m 3现浇混凝土 V=(0.0753+1⨯0.012) ⨯19.96⨯28⨯5=243.95m 3 桥面铺装C40混凝土 V=0.15⨯22⨯19.96⨯5=329.34m 3 ○2下部结构 桥墩 盖梁 V=53.514⨯4=214.056m 3墩身 V=1.22⨯π÷4⨯3.88⨯5⨯4=87.719m 3 桩基础 V=1.52⨯π÷4⨯30⨯5⨯4=1059.75 m 3桥台 台身 V=607.17⨯2=1214.34m 3 基础 V=660.96⨯2=1321.92m 3 (2)工程概算:通过查《公路工程概算定额》(3)材料用量及工程概算总量汇总表:注:以上仅为直接费用(二)第二方案 4⨯25预应力钢筋混凝土简支空心板桥1、上部构造桥长:114.10m;桥面净空:净—24+2⨯3m;梁数:30块板;标准跨径:25.00m;计算跨径:24.50m;预制梁长:24.96 m;支座:150⨯200⨯63mm板式橡胶支座,短边顺桥向;混凝土垫块:0.1m设计荷载:公路—Ι级;桥面铺装:上层均匀铺设0.15m的C40混凝土桥面铺装层,桥面双向横坡度1.5%。
一、设计规范、设计依据1、《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011);2、《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166-2011);3、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015) ;4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);5、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);6、《公路桥涵施工技术规范》(JTG TF50-2011);7、《城市桥梁桥面防水工程技术规程》(CJJ139-2010);8、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008);9、《混凝土结构耐久性设计规范》(GB 50476-2008);二、设计标准、技术标准1、设计荷载:城-A级;人群荷载按《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)确定;2、道路横断面: 0.25m(栏杆)+3.0m(人行道) +3.5m(非机动车道) +2.5m(机非隔离带) +14.0m(机动车道)+3.0m(中央隔离带) +10.5m(机动车道)+2.5m(机非隔离带) +3.5m(非机动车道) +3.0m(人行道)+ 0.25m(栏杆)=46m;桥梁平面位于直线段,分左右两幅设计。
3、桥梁纵、横坡:纵坡同道路纵坡;横坡:行车道、非机动车道双向1.5%,坡向外;人行道反向1.5%,坡向内。
横坡由桥台台帽及桥墩盖梁调整;4、抗震等级:本区地震基本烈度为Ⅶ度,桥梁抗震设防分类为丙类,抗震设计方法为A类;5、梁底标高大于5.26m,河道通航水位1.76m,通航净高3.5m,20年一遇洪水位2.53m;6、桥梁设计基准期100年,设计使用年限50年,桥梁工作环境为Ⅰ类,桥梁安全等级为一级。
三、结构设计1、桥梁总体布置布跨为16+25+16m简支梁桥,桥梁中心桩号为K0+366.289。
桥梁墩台轴线均平行布置,右偏角90°。
桥梁分左右两幅,左幅宽度24.75m,右幅宽度21.25m。
设计说明一、工程概况本桥为跨河而设。
桥型布置设计为1-20米装配式后张法预应力混凝土简支空心板桥。
二、主要技术标准及规范1.中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》(JTG B01-2014);2.中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);3.中华人民共和国行业标准《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005);4.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 D62-2004);5.中华人民共和国交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);6.中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTG T F50-2011)。
7.中华人民共和国行业标准《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)。
8. 中华人民共和国行业推荐性标准《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)9. 中华人民共和国行业标准《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)。
10. 中华人民共和国行业标准《城市道路工程设计规范》(CJJ37-2012)三、采用技术指标1.道路等级:城市主干道;2.设计车速:40公里/小时;3.设计荷载:1) 汽车荷载:城-A级;人群荷载:3.15KN/m²。
2) 设计洪水频率:1/1004.桥面宽度:6m(人行道)+7m(慢车道)+2m(分隔带)+12m(快车道)+6m(中央分隔带)+12m(快车道)+2m(分隔带)+7m(慢车道)+6m(人行道)=60m。
5.设计基准期为100年。
6.结构安全等级:一级。
7.环境类别:一类。
四、地理概况详见黄桶-幺铺物流大道工程《田官中桥工程地质勘察报告》。
五、主要材料:1)、混凝土:预制空心板采用C50混凝土;桥面铺装采用C50聚丙烯纤维混凝土和沥青混凝土;C50聚丙烯纤维砼的抗折强度应不小于5.5MPa,聚丙烯的材质应符合交通行业标准《公路砼增强材料聚丙烯纤维产品技术要求》的规定,掺入量为1kg/m3;10cm厚沥青砼层与道路所用沥青砼面层相同;桥面铺装的防水体系由防水层和沥青铺装的下面层组成,其中防水层宜采用刚柔结合的防水涂料,使水泥砼铺装层与沥青砼层之间的粘结强度及材质达到《道桥用防水材料》(JC/T 975-2005)、《路桥用水性沥青防水涂料》(JY/T 535-2004)和《道桥嵌缝密封胶》(TC/T 976-2005)的要求;搭板、台帽、承台、桩基均采用C30混凝土;桥台台身采用C25片石混凝土;桥台侧墙顶面以下1.7m及前墙顶面以下1m范围采用C25混凝土。
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。
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:普通钢筋混凝土简支空心板桥的施工图设计。
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。
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1.1 设计资料(1)技术指标:汽车荷载:公路-Ⅱ级桥面宽度:净2×3.75(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。
场地土类型为中硬场地土,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。
1.2 设计方案鉴于该桥地质地形情况,该处地势平缓,桥全长较短,故方案采用简支梁桥的形式。
上部构造:3х10m的钢筋混凝土空心板,主梁梁高0.5m,配筋选用绑扎钢筋骨架。
工艺技术:施工工艺简单且施工设备较少,承载能力有限且无法使用高强材料。
使用效果:主梁带裂缝工作,会使构件刚度下降,对于不允许开裂的场合受限使用。
工期:较短。
工程数量:钢筋水泥用量大(适用性较差)。
2 毛截面几何特性计算2.1 基本资料2.1.1 主要技术指标桥跨布置: 3⨯10 m 标准跨径:10.00 m 计算跨径:9.60 m 一跨全长:9.96 m桥面总宽: 8.5m = 2×3.75(车行道)+2×0.5 m (栏杆)桥梁上部结构横向8块板,共长:8×1.00m ,单侧悬臂:0.25m单 板 宽:1.00m (实际长度:0.99m+板与板间隙0.01m ) 设计荷载:公路-Ⅱ级设计安全等级:二级(结构重要性系数) I 类环境条件 2.1.2 材料规格及性能指标(1)、混凝土:预制空心板与铰缝:C30 现浇铺装层:C40 护栏:C30(2)、普通钢筋HRB335抗拉强度标准值sk f = 335 MPa, 抗拉强度设计值sd f =280 MPa ,S E =2.0×105MPa 。
(3)、普通钢筋R235抗拉强度标准值sk f = 235 MPa, 抗拉强度设计值sd f =195 MPa ,S E =2.1×105MPa 。
(4)、混凝土C30, 弹性模量取3.00×104 MPa, 抗拉强度标准值cd f =13.8 MPa, 抗拉强度设计值tk f =2.01 MPa 。
混凝土C40, 弹性模量取3.25×104 MPa, 抗拉强度标准值cd f =18.4 MPa, 抗拉强度设计值tk f =2.40 MPa 。
2.1.3 设计规范(1)JTJ01-1997.公路工程技术标准[S ].北京:人民交通出版社,1997 简称《标准》 (2)JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范[S ].北京:人民交通出版社,2004.简称《桥规》(3)JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力桥梁设计规范[S ].北京:人民交通出0 1.0γ=版社,2004.简称《公预规》(4)JTG D60-1985.公路桥涵地基与基础设计规范[S]. 北京:人民交通出版社,1985.(5)姚玲森.桥梁工程(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2008.2.2 截面几何尺寸图本桥主梁采用99cm空心板,桥宽8.5m,选用6片主梁和2片边梁。
2.2.1桥面横断面布置图图2.1 横断面图2.2.2板块结构几何尺寸(a) 中板跨中截面(b) 边板跨中截面 图2.2 截面几何尺寸图2.3 中板毛截面几何特性计算2.3.1预制板的截面几何特性补充上挖空部分以后得到的截面,其几何特性为: 面积: b A =99×50=49502cm对截面上缘的面积矩: b b b y A S =4950×25=1237503cm 2.3.2毛截面几何特性各挖空分块的几何特性列表计算,见表2-3-1。
由于预制板的横截面的对称性,分块面积亦对称,分块面积亦对称,表中各挖空分块的几何特性均为左右两部分之和。
(a ) 中板跨中截面分块编号(b) 中板跨中截面分块编号图2.3 截面分块图面积: m A =4950-1501.86=3448.142cm 对上缘的面积矩: m S =123750-34321.97=89428.033cm 毛截面重心至梁顶的距离: mms A S y ==89428.03/3448.14=25.94cm 对毛截面形心惯性矩: m I =99×350/12+4950×225)-(25.94-109798.37 =925779.054cm 成桥阶段板梁的截面几何特性:面积: m A =100×50-1061.86=3938.142cm 面积矩: m S =100×50×25-25484.60=99515.403cm 截面重心至梁顶的距离: mms A S y ==99515.40/3938.14=25.27cm 惯性矩: m I =100×350/12+3938.14×27.2-(44863.51+1061.85×27.12) =995377.574cm 以1号块为例进行计算:23224821cm A i =⨯⨯⨯=3656.113033.3532cm y A S i i i =⨯==cm y y b s i i 4.994.2533.35=-=-=433`44.2843648236cm bh I i=⨯⨯== 422`76.28544.93244.284cm b A I I i i i ki =⨯+=+=其余分块截面特性计算详见表2.1表2.1(中板截面)表2.2(边板截面)3 汽车荷载横向分布系数计算跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算。
支点按杠杆法计算荷载横向分布系数;支点到四分点间按直线内插求得。
3.1 跨中的荷载横向分布系数抗弯惯性矩计算:m I I ==995377.574cm抗扭惯性矩计算:在进行空心板抗扭惯性矩计算时,可将截面简化为如图3-1中虚线所示的薄壁箱形截面计算,并略去中间肋板。
计算公式为:4622321221006.25.15372)131111(5.84375.8442)11(4cm t h t t b h b I T ⨯=⨯++⨯⨯⨯=++=图3.1 薄壁箱形截面空心板的刚度系数计算:030.0)960100(1006.257.9953778.5)(8.5262=⨯⨯⨯=⨯⨯=l b I I T γ 求得刚度系数后,由《桥梁工程》第二版:铰接板(梁)桥荷载横向分布系数影响线表,由γ=0.02 与γ=0.04内插得γ=0.030时1号至4号板在车道荷载作用下荷载横向分布影响线如下表:表3.1 各板的横向分配影响线竖标值表板号γ单位荷载作用位置(i 号板中心)Kiη∑1#2# 3# 4#5#6# 7# 8#10.02 239 197 151 117 093 076 066 061 1000≈0.04 307 233 156 106 973 052 040 034 0.030273 215 154 112 083 064 053 048 20.02 197 193 163 127 101 083 071 066 1000≈0.04 233 230 182 123 085 060 046 040 0.030215 212 173 125 093 072 059 053 30.02 151 163 168 147 116 096 083 076 1000≈0.04 156 182 197 162 111 079 060 052 0.030154 173 183 155 114 088 072 064 40.02 117 127 147 158 142 116 101 093 1000≈0.04 106 123 162 185 156 111 085 073 0.030112125155172149114093083根据表3.1作出影响线:(a) 1号板横向分布影响线(b) 2,3号板横向分布影响线(d) 4号板横向分布影响线图3.2影响线图及布载位置根据各板的横向分布影响线图,在上加载求得各种作用下的横向分布系数如下:(双车道横向折减系数为1.0)m=1/2∑ηi汽汽车荷载作用下:cqm=1/2(0.259+0.152+0.102+0.062)板号1:cq=0.288m=1/2(0.214+0.171+0.114+0.070)板号2:cq=0.285m=1/2(0.159+0.182+0.141+0.086)板号3:cq=0.284m=1/2(0.115+0.156+0.164+0.111)板号4:cq=0.273见表3.2:表3.2 车道荷载作用下的横向分布系数表板号1# 2# 3# 4#m0.288 0.285 0.284 0.273cq综上所得:中板:汽车荷载横向分布系数最大值:m=0.285。
在设计中偏安全的cq取其值计算边板:汽车荷载横向分布系数最大值:m=0.288。
cq支点的荷载横向分布系数,则按杠杆法计算,由图得1-4号板的支点荷载横向分布系数如下:图3.3 支点处荷载横向分布影响线及最不利布载图2号板 q m 0=0.5×1.00=0.50 3号板 q m 0=0.5×1.00=0.50 4号板 q m 0=0.5×1.00=0.50 边 板 q m 0=0.5×0.75=0.375支点到四分点处的荷载横向分布系数按内插法求得。