长江大桥主桥混凝土桥面板计算算单

1、武汉 xx 长江大桥 斜拉桥混凝土桥面板计算书工程名称：武汉 xx 长江大桥设计阶段：施工图阶段设计编号计 算年月日复 核年月日项目负责人年月日第 本共本.本册计页 .装订者年月日目录1. 设计概要 12. 结构概述及主要检算内容 13主要计算参数 23.1材料信息 23.2计算荷载 24简支状态检算 44.1 正截面抗弯强度检算 54.2裂缝宽度检算54.3斜截面抗剪强度检算 64.4起吊状态桥面板横桥向受力检算 75连续状态检算 85.1 正截面抗弯强度检算 95.2斜截面抗剪强度检算 95.3裂缝宽度检算105.4运营状态应力情况11武汉XX长江大桥正桥工程斜拉桥混凝土桥面板静力计算书1

2、. 设计概要技术规范：公路桥涵设计通用规范JTG D60- 2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62- 2004公路斜拉桥设计细则JTG/T D65-01 2007公路工程技术标准JTG B01 2003主要设计技术标准：(1) 设计基准期：100年(2) 道路等级：城市快速路(3) 主线设计行车速度：80km/ h(4) 主线设计车道：双向6车道，采用2X (3.5+2 X 3.75)m的行车道，两侧 各布置2.25m宽(包括栏杆)的人行道；(5) 设计汽车荷载：城-A级(6) 人群荷载：根据城市桥梁设计荷载标准(CJJ77 98)规定采用。2. 结构概述及主要检算内容

3、武汉xx长江大桥正桥工程为三塔斜拉桥，主梁为结合梁，结合梁混凝土桥面板先预制存放，然后起吊安装，最后现浇湿接缝结合为整体，桥面板典型布置如下图所示。预制混凝土桥面板共分为14.7mX 2.4mX 0.26m， 14.7mX 3.4mX0.26m，14.7mX 3.9mX 0.26m三种类型，板厚 0.26m，板横桥向宽度为 14.7m， 横桥向宽度与纵桥向宽度之比均大于 3.7,故均按短边为计算跨径的单向板计算， 并选择纵桥向跨度最大的14.7mX 3.9mX 0.26m类型预制桥面板进行检算。SitlSiSi-130J0 390 30?0 390 3030 390 3010 390 3039

4、0 卅JD 390 3030 /II1 11，/ 1r I1 11:二 1=1.3m车辆荷载分布宽度间存在重回，按 多个荷载计算。经布置比较，当横桥向布置 2车4轮时，板单位 长度承受的荷载最大，故按垂直板跨径方向（横桥向）布置 4轮 计算荷载分布宽度，d=4.9m。a=a1+2*h+d+l/32*l/3+d6.9637.467取较大者取较大者a=7.467moC荷载分布宽度及活载布置板的荷载分布宽度及活载布置如下图所示，根据公路桥涵通用 设计规范（JTG D60-2004）车辆荷载，将车辆荷载两重轴 P1及 P2布置于桥面板上，布置位置分别布置如活载布置1及活载布置2所示。185Fl=F2=

5、U?0=2 讣 _话辭覺1OJ251.41.925T.3.仍.A-1活载布置21. 225IJ.1.225 .-T 1田；P2寸 ME?- r- 1m宽板条上计算荷载单个车轮轴重P=70 KN冲击系数根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）规定取为1.3。A活载布置1P1=（ 1+u） x4P/a=1.3x4x70/7.0=52KN （1m 板条）P2=（1+u）Px4P/a=1.3x4x70/7.467=48.748KN （1m 板条）B活载布置2P1=（ 1+u）x4P/a=1.3x4x70/7.467=48.748KN （1m 板条）P2=（1+u）Px4P

6、/a=1.3x4x70/7.467=48.748KN （1m 板条）4简支状态检算取1m宽板条进行计算，计算图示如下所示:3.8541-恒震eI I I I I I I I J F I I I I I I I I I 1 I I I I I I I I I J W I I I I 1 I I I2 (1)恒载计算恒载统计表结构自 重板长（m）板厚（m）1米板宽（m）容重KN/m匀布何载KN/m3.850.26126.256.825桥面铺 装长（m）厚（m）宽（m）容重KN/m匀布何载KN/m3.850.091242.16恒载分布:g =结构自重+桥面铺装=8.985kN/m跨中弯矩：M = g

7、*l*l/8=8.985*3.85*3.85/8=16.648 kN.m（2）活载计算活载布置1:跨中弯矩：M 二59.6 kN.m活载布置2:跨中弯矩：M 二58.8 kN.m4.1正截面抗弯强度检算正截面强度检算M=1.2M恒+1.4M 活M=103.417Kn .mx=(fsd*As+fpd*Ap)/(fcd*b)主筋梁高梁宽b*hox规格根数直径面积h(cm)b(cm)(cm)(cm)普通钢筋226.662225.316838562610011.7452.7M=fcd*b*x*(h0-x/2) ro*Mdafsdfpdfcdh0Mro*Md(cm)MpaMpaMpa(cm)(kN.m)

8、(kN.m)符合4.25280126026.521.75144.7113.9正截面抗弯强度检算符合要求4.2裂缝宽度检算荷载作用的长期效应组合 Ml= M=M恒+0.4M活=40.488 kN.m荷载作用的短期效应组合 Ms= M=M恒+0.7M活=59.348 kN.mC2=1+0.5MI/Ms = 1.35裂缝检算S f=C1C2C3* (T ss/Es*(30+d)/(0.28+10 卩)t ss=M/0.87Ash0Es2.00E+05主筋梁高h(cm)梁宽 b(cm)规格直径根数面积 As (cm*cm)22226.66725.34326100C1 =1C3=1.15C2=1+0.5

9、MI/Ms =1.35卩=As/b/h0Mah0(T ss1S f(t.m)(cm)(cm)Mpa10.3564.2521.75215.940.011652160.2194.3斜截面抗剪强度检算取1m宽板条进行计算，计算图示如下所示：恒我t 厂 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I（1）恒载计算恒载统计表结构自 重板长（m）板厚（m1米板宽（m容重KN/m匀布何载KN/m3.850.26126.256.825桥面铺 装长（厚（m宽（m）容重KN/m匀布何载KN/m3.850.091242.16恒载分布:g =结构自重+桥面铺装=8.985kN/

10、m支座反力：R1 = R2=g*l/2=17.296 kN.m（2）活载计算活载布置 1: R仁66.48 KN R2=31.02 KN活载布置 2: R1=49.0 KN R2=49.0 KN桥面板最大剪力位置为按活载布置1加载时的支撑位置，最大剪力为:Q=R仁 1.2 1.2 恒+1.4 活=1.2*17.296+1.4*66.48=113.827 KNO*ro*Vd0.51*10 - sqrt(fcu,k)*b*ho=Vufcu,k=梁宽b(cm)梁高h(cm)a(cm)ho(cm)Vuro*Vd60100264.2521.750859.2298.290885满足 ro*Vd0.51*1

11、0 -3*sqrt(fcu,k)*b*ho，截面满足要求。ro*Vd0.50*10 -3* a 2*ftd*b*ho=Vua2ftd梁宽b(cm)梁高h(cm)a(cm)ho(cm)Vuro*Vd11.96100264.2521.750213.15125.21满足ro*Vd ro*Mdafsdfpdfcdh0Mro*Md(cm)MpaMpaMpa(cm)(kN.m)(kN.m)6.4280126026.519.6286.7163.68符合裂缝检算公式5 f=C 1C2C3* aSS/Es*(30+d)/(0.28+10 卩)b ss=IM/0.87Ash0Es2.00E+05主筋梁高h(cm)

12、梁宽b(cm)规格直径根数面积 As (cm*cm)16162754.28726390C1 =1C3 =1.1C2=1+0.5Md/M =1.50Mah0b ss卩=As/b/h05 f(t.m)(cm)(cm)Mpa14.9006.419.6160.960.0070.1745连续状态检算预制桥面板安装且湿接缝现浇后，其受力状态为连续板状态，按6跨连续梁 取1m板条建模进行计算，每跨长度 4.5m,梁高0.26m,计算模型如下，共90 个单元。钢筋混凝土构件，材料 C60混凝土，容重26.25kN/m恒载一期恒载：按截面程序自动计算。二期恒载：桥面铺装9cm( 2.16KN/m) 活载 活载按

13、公路一级车辆荷载以车队形式施加，冲击系数1.3(*)立轮载沿垂直板方向的分布宽度（取跨中）为：a=a1+2*h+l/3=0.6+2*0.09+4.5/3=2.28m2l/3=3m ； 取较大值a=3m则1m板条的轮载为P=1/3*轮重前轮 P1=1/3*（ 30/2）=5kN 中轴轮 P2=1/3*（120/2）=20 kN 后轴轮 P3=1/3*（140/2）=23.3 kN3. 荷载组合组合1： 1.2恒载+ 1.4车辆5.1正截面抗弯强度检算检算单元：1-90材料特性：混凝土： C60Ec=36000MPa fcd= 26.5MPa普通钢筋：HRB335 Es=200000MPa fsd

14、= 280MPa fsd= 280MPa 纵向普通钢筋布置：上缘： 直径:22mm 总面积:2535mm2 合力点至最近边距离:0.0425m 下缘： 直径:22mm 总面积:2535mm2 合力点至最近边距离:0.0425m5.2斜截面抗剪强度检算检算单元：1-90纵向材料特性：混凝土： C60Ec=36000MPa fcd= 26.5MPa fcu,k= 60MPa普通钢筋：HRB335 Es=200000MPa fsd= 280MPa fsd= 280MPa 预应力钢筋：钢绞线 （7 股）Ep=195000MPa fpd= 1260MPa fpd= 390MPa纵向普通钢筋布置：上缘：

15、直径:22mm 总面积:2535mm2 合力点至最近边距离:0.0425m 下缘： 直径:22mm 总面积:2535mm2 合力点至最近边距离:0.0425m 箍筋材料特性：普通箍筋：HRB335 Es=200000MPa fsv= 280MPa竖向预应力钢筋：精轧螺纹钢筋 d=32 Ep=MPa fpd= 0MPa普通箍筋布置：肢数:0肢 直径:0mm 间距:0m竖向预应力钢筋布置：肢数:0肢 直径:0mm 间距:0m 有效应力:0MPa5.3裂缝宽度检算检算单元：1-90纵向材料特性：混凝土： C60Ec=36000MPa fcd= 26.5MPa fcu,k= 60MPa普通钢筋：HRB

16、335预应力钢筋：钢绞线390MPaEs=200000MPa fsd= 280MPa fsd= 280MPa（7 股）Ep=195000MPa fpd= 1260MPa fpd=纵向普通钢筋布置:上缘：直径:22mm下缘：直径:22mm相关计算参数：总面积:2535mm2 合力点至最近边距离:0.0425m总面积:2535mm2 合力点至最近边距离:0.0425m裂缝限值：0.2mmC1:1.0丫 f:0裂缝宽度验算包络图预制混凝土桥面板最大裂缝小于规范容许值0.2m m,满足规范要求5.4运营状态应力情况荷载组合为：1.0恒载+1.0活载由上图可以看到，桥面板的6跨连续梁模型中，边跨最上缘最大压应力为 5.8Mpa,下缘最大压应力为5.0Mpa，中跨上缘最大压应力为 4.0Mpa，下缘最大 压应力为4.3Mpa。中跨的状态与桥面板的连续状态更接近，故应以中跨的应力 为检算依据。在全桥整体模型（即第一系统）下，预制混凝土桥面板运营阶段截面上缘与 下缘的应力包络图如下图所示，除跨中个别单元上缘出现较小拉应力（最大为 -1.2MPa）外，其他全部为受压，主跨跨中附近部分区段最大压应力上缘为 17.5M