桥梁课程设计-13m空心板桥.docVIP

目 录 一、设计资料 1 二、构造形式及尺寸选定 3 三、空心板毛截面几何特性计算 4 四、作用效应计算 6 五、预应力钢筋数量估算及布置 17 六、换算截面几何特性计算 20 七、承载力极限状态计算 22 八、预应力损失计算 25 九、正常使用极限状态计算 30 十、变形计算 37 十一、持久状态应力验算 41 十二、短暂状态应力验算 45 十三、最小配筋率复核 50 一、设计资料 根据学号尾号为2，选定如下： 标准跨径（m） 13 计算跨径（m） 12.6 空心板全长（m） 12.96 空心板高度（m） 0.65 板端与支点距离（m） 0.18 桥面宽度（m） 净—7+2×0.75m人行道 = 9m 空心板数（块） 9 预制板宽（m） 0.99 设计荷载：公路—II级，人群荷载：3.0kN/m2。 材料 结构：空心板采用C40水泥混凝土，重力密度取γ1=25kN/m3 铰缝：铰缝采用C30细集料混凝土，重力密度取γ2=24kN/m3 预应力钢筋：采用1×7股钢绞线，公称直径d=12.7mm，单根截面公称面积为98.7mm2，fpk=1860Mpa，张拉控制应力取0.70 fpk。预应力钢绞线沿板跨长呈直线型布置。 非预应力钢筋：直径大于或等于12mm者采用HRB335级钢筋，直径小于12mm者均采用R235级钢筋。 桥面铺装：采用10cm沥青混凝土，重力密度取γ2=23kN/m3 人行道：采用C25水泥混凝土，自重单侧1.52kN/m 护栏：采用C25水泥混凝土，自重单侧3.6kN/m。 其它参数及要求 本桥设计安全等级为三级，结构重要性系数γ0= 易建国主编．混凝土简支梁（板）桥（第三版）[例一]．北京：人民交通出版社，2006.9． 胡兆同等编著．桥梁通用构造及简支梁桥．北京：人民交通出版社，2001.3． 二、构造形式及尺寸选定 本工程桥面净宽为净—7m+2×0.75m人行道，全桥宽采用9块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽为99cm，高为54cm，空心板全长12.96m。采用先张法工艺预制，预应力钢筋：采用1×7股钢绞线，公称直径d=12.7mm，单根截面公称面积为98.7mm2， fpk=1860Mpa，fpd=1260Mpa，Ep=1.95×105Mpa。预应力钢绞线沿板跨长呈直线型布置。C40混凝土空心板的fck=26.8Mpa，fcd=18.4Mpa，ftk=2.4Mpa，ftd=1.65Mpa。全桥空心板横断面布置如图2-1，每块空心板截面及构造尺寸见图2-2。 图2-1 桥梁横断面（尺寸单位：mm） 图2-2 空心板截面构造及细部尺寸（尺寸单位：cm） 三、空心板毛截面几何特性计算 毛截面面积 根据图2-2求得： 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板高的距离为： （向下偏移） 铰缝重心对1/2板高处的距离为： 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩 图3-1 挖空半圆构造（尺寸单位：cm） 图3-2 空心板截面简化图（尺寸单位：cm） 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩： （忽略了铰缝对自身重力轴的惯性矩） 空心板截面的抗扭刚度可简化为图3-2的单箱截面来近似计算： 检验截面效率指标 上核心距： 下核心距： 截面效率指标： 所以拟定的截面是合理的。 四、作用效应计算 永久作用效应计算 空心板自重 桥面系自重 人行道自重单侧按1.52kN/m计算，栏杆自重单侧按3.6kN/m计算。 桥面铺装采用10cm沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米重力为： 每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为： 铰缝自重 总自重 第一阶段结构自重： 第二阶段结构自重： 总自重： 永久作用效应汇总表 表4-1 项目 作用 种类 作用 计算跨径 作用效应 作用效应 跨中 跨 支点 跨 8.111 12.6 160.94 80.47 51.10 25.55 3.293 12.6 65.35 32.67 20.75 10.37 11.404 12.6 226.31 113.16 71.85 35.92 可变作用效应计算 汽车荷载采用公路—Ⅱ级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成，车道均布荷载采用公路—Ⅰ级相应值的0.75倍，车道集中荷载采用公路—Ⅰ级内插值的0.75倍。另《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。 公路—Ⅱ级的车道荷载由均布荷载和集中荷载两部分组成。 而在计算剪力效应时，集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数，即计算剪力时 汽车荷载横向分布系数计算 跨中荷载横向分布系数计算 空心板的刚度参数： 从铰接板荷载横向分布影响计算用表的分表，在=0