《预应力混凝土简支空心板梁桥上部结构的计算案例综述》13000字.docx

预应力混凝土简支空心板梁桥上部结构的计算案例综述

1.1.横截面布置

主梁的高度

预应力混凝土简支梁的梁高和跨径的比值在1/14~1/25，在本次的桥梁设计中，定主梁高度为0.85m。

空心板的横截面尺寸如图3-1所示(尺寸单位:cm)。

a）预制中板b）预制边板

图3-1空心板预制横截面

主梁的间距和片数

桥梁的两侧防撞护栏设计宽度为0.25m×2=0.5m,所设计的主梁片数为4片，主梁上部构造横断面图，如图3-2所示。

图3-2上部构造横断面布置图

1.2主梁截面的几何特征计算

毛截面面积

A1=115×

A2=135.5×85?

质心

A1×

ya=

故距下缘为40.79cm

铰缝的面积

A绞=2

两边铰缝到圆心轴的距离ya=?166.661100

空心板毛截面对质心的惯性矩

I

=5.19

5.截面的抗扭惯性矩

计算截面的抗扭惯性矩的时候，是按照截面的等形心轴和等惯性矩的简化原则进行的，把空心板的中间圆形简化为矩形，在计算边板的时候可以忽略其挑出的部分。

等面积的原则:

b

等惯性矩原则：

115

联立等式可得：?

可得简化后的截面为：

图3-3截面的抗扭刚度简化计算图

则I

表3-1迈达斯软件计算的截面特性值

名称

Ai(mm2)

ys(mm)

yi(mm)

Si(cm4)

I(cm4)

中板预制截面

587330

408.1080

441.892

259536428.26

4729570

边板预制截面

670365

427.3660

422.634

283319041.41

5350750

中板全截面

696665

414.9220

435.078

303103614.87

5233120

边板全截面

725365

428.8530

421.147

305485291.655

5597210

1.3作用效应的计算

永久作用效应

预制空心板自重g1(一期恒载）

g

g

桥面系自重（二期恒载）

人行道和栏杆的重力平均分摊于每个板上:

栏杆：2KN/m

人行道：3.2KN/m

桥面铺装的沥青混凝土厚度为10cm：

沥青混凝土：0.1

铰缝的自重：（1100+1

恒载自重g

g=

g=g

计算示意图如3-5图所示，设计算截面到左边支座的距离为x,并且令α=x

图3-5恒载内力的计算图

主梁的弯矩公式:M

主梁的剪力公式:V

3-2简支空心板的永久作用

作用类型

作用

gi（KN/m）

计算跨径(m)

计算效应M(kN.m）

作用效应V（kN）

中板

边板

中板

边板

跨中

1/4跨

支点

1/4跨

跨中

中板

边板

中板

边板

中板

边板

中板

边板

中板

边板

g

24.258

26.358

19.5

19.5

1151.0

1252.8

864.76

939.62

236.5

257.0

118.3

128.5

0

0

3-3永久作用效应计算表

作用效应

跨中

α

四分点

α

支点

α

一期恒载

弯矩（kN·m）

695.14

521.36

0.00

剪力（kN）

0.00

71.30

142.59

二期恒载

弯矩（kN·m）

457.87

341.40

0.00

剪力（kN）

0.00

46.96

91.92

Σ

弯矩（kN·m）

1151.01

864.76

0.00

剪力（kN）

0.00

118.26

236.51

1.4可变作用效应的计算

本次设计的汽车荷载采用的是公里I级荷载，是由车道荷载和车辆荷载组成的；q

pk

计算剪力效应时，集中荷载标准值应该乘以1.2的系数；

p

荷载横向分布系数沿桥跨的变化是采用跨中不变的mc,在离支点1/4处开始到支点的区段为mc呈直线的方式过渡。

1.按偏心压力法来计算跨中横向分布系数mc

求荷载的横向分布影响线竖标，本桥的各根主梁的横截面相等，梁数n=10,梁间距为1.16m。

i=1

=50.625(

1号梁在两个主梁处的横向影响线的竖坐标为：

μ

μ

绘出荷载按最不利位置布载的横向分布影响线，如图3-6所示：

图3-6跨中横向分布系数图

汽车：

三车道：m

=0.36855

两车道：m

人群：m

2.支点m0

1号梁：

汽车:m

人群：m

3-4汇总计算表

荷载的类别

mc

m0

对于I级公路

0.676

0.3889

对于人群

0.650

1.2697

1.车道荷载

车道荷载计算时，弯矩和剪力所采用的荷载强度不一样，在计算弯矩时用内插法，计算剪力时要乘以1.2的系数。

q

P

P

可变作用跨中截面

图3-7跨中截面作用效应图

汽车标准：

M

V

跨中人群标准：q=1.15

通过查找课本以及规范，能计算出本设计的基频：

f=

μ

按《通用规范》（JTCD60-2004），所求有1+

汽车冲击：

M=107