30m简支箱梁计算书

30m 预应力混凝土简支小箱梁计算书预应力混凝土简支小箱梁计算书 一 主要设计标准一 主要设计标准 1 公路等级 城市支路 双向四车道 2 桥面宽度 3m 人行道 0 25m 路缘带 2x3 5m 车行道 0 5m 双黄线 2x3 5m 车行道 0 25m 路缘带 3m 人行道 21m 3 荷载等级 汽车 80 级 4 设计时速 30Km h 5 地震动峰值加速度 0 2g 6 设计基准期 100 年 二 计算依据 标准和规范二 计算依据 标准和规范 1 厂矿道路设计规范 GBJ22 87 2 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 三 计算理论 荷载及方法三 计算理论 荷载及方法 1 计算理论 桥梁纵向计算按照空间杆系理论 采用 Midas Civil2012 软件计算 2 计算荷载 1 自重 26KN m3 2 桥面铺装 10cm 沥青铺装层 8cm 钢筋混凝土铺装 3 人行道恒载 20KN m 4 预应力荷载 采用 4 束 5 s15 2 和 6 束 4 s15 2 fpk 1860MPa 钢绞线 张控应力 1395MPa 5 汽车荷载 本桥由于是物流园区内部道路 通行的重车较多 本次设计考虑 厂矿道 路设计规范 GBJ22 87 汽车 80 级 计算图示如下 根据图示 汽车荷载全桥横桥向布置三辆车 冲击系数按照 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 4 3 2 条考虑 6 人群荷载 3 5 KN m2 7 桥面梯度温度 正温差 T1 14 T2 5 5 负温差 正温差效应乘以 0 5 3 计算方法 1 将桥梁在纵横梁位置建立梁单元 然后采用虚拟梁考虑横向刚度 以此来 建立模型 2 根据桥梁施工方法划分为四个施工阶段 架梁阶段 现浇横向湿接缝阶段 二期恒载阶段 收缩徐变阶段 3 进行荷载组合 求得构件在施工阶段和使用阶段时的应力 内力和位移 4 根据规范规定的各项容许指标 按照 A 类构件验算是否满足规范的各项规 定 四 计算模型四 计算模型 全桥采用空间梁单元建立模型 共划分为 273 节点和 448 个单元 全桥模 型如下图 全桥有限元模型图 五 计算结果五 计算结果 1 施工阶段法向压应力验算 施工阶段法向压应力验算 1 架梁阶段 架设阶段正截面上缘最小压应力为 1 0MPa 最大压应力为 2 7MPa 正截 面下缘最小压应力为 12 0MPa 最大压应力为 13 7MPa 根据 公路钢筋混凝 土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 7 2 8 条规定 1 15ftk 1 484 MPa 0 7fck 18 144 MPa 可见加梁阶段压应力满足规范要求 架梁阶段正截面上缘压应力图 MPa 架梁阶段正截面下缘压应力 MPa 2 现浇横向湿接缝阶段 现浇横向湿接缝阶段正截面上缘最小压应力为 1 1MPa 最大压应力为 2 8MPa 正截面下缘最小压应力为 11 5MPa 最大压应力为 13 4MPa 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 7 2 8 条规定 1 15ftk 1 484 MPa 0 7fck 18 144 MPa 可见加梁阶段压应力满足规范要 求 现浇横向湿接缝阶段正截面上缘压应力图 MPa 现浇横向湿接缝阶段正截面下缘压应力图 MPa 3 二期恒载完成阶段 二期恒载完成阶段正截面上缘最小压应力为 1 9MPa 最大压应力为 5 2MPa 正截面下缘最小压应力为 7 7MPa 最大压应力为 11 9MPa 根据 公 路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 7 2 8 条规定 1 15ftk 1 484 MPa 0 7fck 18 144 MPa 可见加梁阶段压应力满足规范要 求 二期恒载完成阶段正截面上缘压应力图 MPa 二期恒载完成阶段正截面下缘压应力图 MPa 4 收缩徐变完成阶段 收缩徐变完成阶段正截面上缘最小压应力为 1 9MPa 最大压应力为 5 2MPa 正截面下缘最小压应力为 6 7MPa 最大压应力为 11 0MPa 根据 公 路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 7 2 8 条规定 1 15ftk 1 484 MPa 0 7fck 18 144 MPa 可见加梁阶段压应力满足规范要 求 收缩徐变完成阶段正截面上缘压应力图 MPa 收缩徐变完成阶段正截面下缘压应力图 MPa 2 受拉区钢筋拉应力验算 受拉区钢筋拉应力验算 钢束编号 施工阶段有效预 应力 MPa 使用阶段钢束拉 应力 MPa 施工阶段容许拉 应力 MPa 使用阶段容许拉 应力 MPa 腹板束 N11262119213951209 腹板束 N21256119113951209 腹板束 N31249118913951209 腹板束 N41243118813951209 底板束 N51270119313951209 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 6 1 3 条施工阶段 0 75fpk 1395MPa 和第 7 1 5 条使用阶段 0 65fpk 1209MPa 从上表中可以看出 钢束的拉应力满足规范的要求 3 使用阶段正截面抗裂验算 使用阶段正截面抗裂验算 1 短期效应正截面抗裂验算 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 6 3 1 条规定短期效应组合下 st pc 0 7ftk 1 855MPa 从短期效应正截面上下 缘图中可以看出各个截面的应力均符合要求 短期效应正截面上缘应力图 MPa 短期效应正截面下缘应力图 MPa 2 长期效应正截面抗裂验算 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 6 3 1 条规定长期效应组合下 lt pc 0MPa 从长期效应正截面上下缘图中可以 看出各个截面的应力均符合要求 长期效应正截面上缘应力图 MPa 长期效应正截面下缘应力图 MPa 4 使用阶段斜截面抗裂验算 使用阶段斜截面抗裂验算 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 6 3 1 条规定短期效应组合下主拉应力容许值 tp 0 7ftk 1 855MPa 从短期效应斜 截面最大拉应力图中可以看出各个截面的应力均符合要求 短期效应斜截面主最大拉应力图 MPa 5 使用阶段正截面压应力验算 使用阶段正截面压应力验算 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 7 1 5 条规定受压区混凝土的最大压应力 KC pt 0 5fck 16 2MPa 从使用阶段正 截面上下缘压应力图中可以看出各个截面的应力均符合要求 使用阶段正截面上缘压应力图 MPa 使用阶段正截面下缘压应力图 MPa 6 使用阶段斜截面压应力验算 使用阶段斜截面压应力验算 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 7 1 6 条规定受压区混凝土的最大压应力 cp 0 6fck 19 44MPa 从使用阶段 斜截面最大主压应力图中可以看出各个截面的应力均符合要求 使用阶段斜截面最大主压应力图 MPa 7 承载能力极限状态正截面抗弯承载力验算 承载能力极限状态正截面抗弯承载力验算 基本组合下小箱梁跨中最小弯矩为 5587 kN m 最大弯矩为 10647kN m 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 5 2 2 条计算出结构抗弯承载力为 11977 kN m 可见结构抗弯承载力 满足要求 承载能力极限状态正截面抗弯矩络图 MPa 8 承载能力极限状态斜截面抗剪承载力验算 承载能力极限状态斜截面抗剪承载力验算 基本组合下小箱梁支座处最小剪力为 746 kN 最大剪力为 1883kN 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 5 2 8 5 2 12 条计算出所需的抗剪截面只有单个截面不符合要求 其余都符合要求 计算出 结构抗剪承载力为 3556 kN 结构抗剪承载力满足要求 承载能力极限状态斜截面抗剪包络图 kN 9 挠度验算 挠度验算 经计算 在消除结构自重产生的长期挠度 结构按照短期效应组合和 B0 0 95EcI0刚度考虑长期效应影响系数 1 425 计算的挠度值为 12 6x1 425 19mm 根据 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 第 6 5 3 条可知 梁式桥主梁的最大挠度不应超过计算跨径的 L 600 50m