13.8m预应力混凝土空心板桥设计计算书本科论文 .doc

一、设计资料 1.技术标准 本桥设计荷载等级确定为汽车荷载：公路Ⅰ级；人群荷载：3.0。环境标准：Ⅱ类环境。安全等级：二级 2.桥面跨径及净宽 标准跨径：=14m。 计算跨径: =13.8/2m。 板 长：=6.9m。 桥梁宽度：2.5+3.75*2+0.5*2m。 采用混凝土防撞护栏，自重按单侧线荷载7.5KN/m 板 宽：=0.99m。 3.主要材料 混凝土：预应力混凝土空心板采用C50混凝土，铰缝采用C40混凝土，桥面铺装采用100mmC40防水混凝土，80mm厚C30沥青混凝土。混凝土重度取25KN/m，沥青混凝土重度23KN/m。预应力筋：采用15.20高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值=1860，弹性模量=1.95，普通钢筋HRB335级热轧螺纹钢筋,HPB300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 交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）。 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。 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）。 交通部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。 《预应力筋用锚具、夹具和连接》（GBT14370-93）。 《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》（JTT663-2006）。 《桥梁工程》、《结构设计原理》等教材。 计算示例集《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》，闫志刚主编，机械工业出版社。 《混凝土简支梁板桥》，易建国主编，人民交通出版社。 二、构造布置及尺寸 桥面宽度为：净—7.5m+2.5m+20.5m（防撞护栏），全桥宽采用11块C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm（中板），边板宽99.5cm，高80cm，空心板全长6.9m。采用先张法施工工艺，预应力筋采用15.20高强度低松弛钢绞线，=1860，=1.95。=1260，预应力钢绞线沿板跨长直线布置。C50混凝土空心板的=32.4，=2.65，=1.83。全桥空心板横断面布置如图所示，每块空心板截面及构造尺寸见图2。 桥梁横断面图 图1 空心板截面构造及尺寸 图2 三、空心板毛截面几何特性计 1.毛截面面积A（参见图2） 2.毛截面重心位置 全截面对1/2板高处的静矩： 铰缝的面积： 则毛截面重心离1/2板高处的距离为： 铰缝重心对1/2板高处的距离为： 3.空心板毛截面对其重心轴的惯矩 由图3，设每个挖空的半圆面积为 半圆重心轴： 半圆对其自身重心OO的惯矩为， 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩为： （忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩） 空心板截面的抗扭刚度可简化为图4的单箱截面来近似计算： 挖空半圆构造图 图3 四、作用效应计算 1.永久作用效应计算 1.1空心板自重（第一阶段结构自重） = 1.2桥面系自重（第二阶段结构自重） 栏杆重力参照其它桥梁设计资料：单侧按7.5计算，由于是分离双幅桥。单侧人行道采用高30cm，宽2.5m的C40钢筋混凝土，桥面铺装采用10cm C40防水混凝土，8cmC30沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米重力为： 上述自重效应是在各空心板形成整体后，再加至板桥上的精确地板，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不同的，这里为计算方便近似按各板平均分担来考虑，则每块空心板分权佳到的每延米桥面系重力为： 1.3铰缝自重（第二阶段结构自重） 由此得空心板每延米总重为： （第一阶段结构自重） （第二阶段结构自重） 由此可计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见 表1。 永久作用效应汇总表 表1 项目 作 用种 类 作用（ ） 计算跨径（m） 作用效应M（） 作用效应V （） 跨中 跨 支点 跨 跨中 10.047 6.9 59.79 44.85 34.66 17.33 0 6.146 6.9 36.58 27.43 21.21 10.60 0 16.193 6.9 96.37 72.28 55.87 27.93 0 2.可变作用效应计算 本设计汽车荷载采用公路级荷载，根据【桥规】规定公路-Ⅰ车道荷载标准值为均布荷载标准值和集中荷载标准值 计算弯矩时： 计算剪力时：。 2.1汽车荷载冲击系数计算 《桥规》规定，汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值和部 击系数，按结构基频的不同而不同，对于简支板桥： 当1.5时；当时，；当1.5时，。 式中，结构的计算跨径（m）