整体式简支板桥设计计算书

1、整体式钢筋混凝土空心简支板设计计算书一、技术标准1、设计荷载：行车道：城-A级2人行道：3.0KN/m2、桥长：根据实际情况及公路桥涵设计通用规范 JTJ D602004第325条的新 建桥梁跨径的要求，确定为跨径等于14.5m的单跨钢筋混凝土空心简支板桥。桥 梁全长43.5m,跨径组合为三等跨3 x 14.5m3、桥面宽度：桥全宽20m中间双向四车道，两侧人行道桥面横向布置为：2X 4 +12 =20 m4m人行道+12m机动车道+4m人行道4、桥面横坡：双向1.5%5、人行道横坡：1.5%&设计安全等级：二级7、 结构重要系数：。=1.08、主要设计材料：(1) 混凝土强度等级：主梁拟用C

2、 30;(2)钢材初步选取:fck =20.1MPaftk =2.01MPafc14.3MPaftd -1.43MPaEc = 3.00 104MPa混凝土容重:24kN/m3,钢筋混凝土容重25kN/ m3。直径大于或等于 12mnl寸采用HRB335级，指标：fyk =335MPa fy 二 fy =300MPa5Es=2.0 105 MPa直径小于12mm寸采用HPB235级钢筋，指标:fyk = 235MPa fy = fy =210MPa5Es 二 2.1 10 MPa9、设计依据:(1) 公路桥涵设计通用规范JTJ D602004(2) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JT

3、J D62-2004(3) 城市桥梁设计荷载标准CJJ 77 98结构简介:三等跨混凝土简支空心板桥， 桥梁全长3Xl4.5m=43.5m桥面宽度20m。施 工方式为整体式现浇，在已有桥墩上设置支座。桥面横坡1.5%，梁高80cm,顶板厚10cm,底板厚10cm,隔板厚度15cm。隔梁及空心由跨中向支座对称布置， 空心长度1m,间距18cm,横隔梁厚度为15cm,两端设有端横隔梁，。计算跨径：l 计二min l;；.05lnI。=11500 40 11900 mmln =117001290 =12990mm故:I计=min l;；.05ln i=min 12990;；.05 11900 U12

4、495mm三、几何特性计算截面面积：A=15.8425-25 X 0.282744=8.7739m2惯性矩：1=0.8437-25 X 0.0063=0.6862 m4四、主梁内力计算（一）、恒载内力计算恒载集度主梁：g1 = 8.7739 25.0 = 219.3475 kN/m横隔板:g2= (0.282744 1.565 2 0.282744 0.15 9)25 25.012.495= 63.36kN/m栏杆:g3 =3.5 2=7kN/m人行道：g 4 = 1.48 25 2 = 74 kN/m桥面铺装：g5 =4.1407 23 =95.2361 kN/m合计：g = 458.943

5、6 kN/m : 460kN/m恒载作用下梁产生的内力计算g=460kN/mMxRR!g46= 2873.85kN2 2Mxg lx g xx - g x(I - X)2 2 2、)g IgQxg x (I - 2x)22恒载内里计算结果：内力 截面剪力Q (kN)弯矩 M (kN m)7. =02873.850即l*- = = 3.1237541436.9256732.8927-=丄= 6.2475208977.189（二）、活载内力计算采用直接加载求活载内力，公式为：S =（1 + 均上迟 mi Pi yiS所求截面的弯矩或剪力；J 汽车荷载冲击系数，据通规基频公式：mc = G g式中

6、I 结构计算跨径（m）;E 结构材料的弹性模量（N/ m2）,Ic 结构跨中截面惯矩（m4）;mc 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）;G结构跨中处延米结构重力（N/m）;g重力加速度，g=9.81（m/s2）r 3.14 y ： 3.0 XO4 XO6 汉 0.6862沃 9.81f12 32 12.495.226.4161 1031.5HZ据通规4.3.2条，=0.1767ln f -0.0150.38多车道桥涵的汽车荷载折减系数；本桥面为双向四车道，但实际上横向仅能布置三车道，故 =0.78 ；mi 沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数，整体式现浇板mi =1.0 ；R 车辆荷载的轴

7、重或车道荷载；yi 沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。1、跨中截面140kN22.5kN/m12.495跨中弯矩影响线12.49512.495Mq =1.38 0.78 3 (14022.5 12.495) = 4248.2kN m4412 495M 人=2 (3.0 4 12. 495) =936.8kN m4140kN37.5kN/m12.4952、支点截面M q 二 OkN m140kN37.5kN/m12.495支点截面处剪力影响线Qq -1.38 0.78 3 (140 137.5 0.5 1 12.495) =1208.7kNQ 人=2 (3.0 4 0.5 1 12.4

8、95) =150.0kN(三) 、内力组合序 号何载类别弯矩(KN/m)剪力(KN)梁端支座跨中梁端支座跨中恒载08977.22873.90车道何载04248.21208.7415.2人群何载0936.8150.037.51.2X010772.73448.701.4 X(+)07259.01902.2633.8+018031.75350.9633.8五、截面设计及强度复核（一）正截面设计：以跨中截面为控制截面，据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004第9.1.1条,板底主筋保护层厚度30m,由于荷载较大，拟配双层筋，则取：as = 55mm, 800-55=745mm

9、1、判断截面类型：hfG b hf （h。一 y） = 14.3 103 20 0.10 （0.745 一 罟）= 19877KN m18031.7KN m故属第一类受弯截面2、求受压区咼度X据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004公式 5.2.2 1:x0 M d = fcd b x （h =2）即:3X1.0 18031.7 =14.3 103 20 x （0.745）整理:0.5 2 -0.7450.06533224解得:%=1.396m（大于梁高，不满足要求）二2 =0.0935704n1 23、求钢筋面积As直鼻二 14.3 20000 瘁70412 = 89

10、203.8mm2300选用451根直径16mm勺HRB335级钢筋（分两层，底层285根，二层166 根），其面积为 AS =90696.1mm2sv90696.120000 745.0687 -25 2827441.158%0.2%45主二 0.215%结论：满足最小配筋率的要求。戸300於= 1.158%0.243：0.5514.3结论：满足适用条件要求。（二）斜截面设计1、截面尺寸复核：据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004第529 条:一.Vd =1.0 5350.9 =5350.9kN0.51 10* G,k A= 0.51 10”. 30(20000 74

11、5.1 -25 282744)= 21881.7kN其中：Vq 验算截面处由作用（或何载）产生的剪力组合设计值（kN）；结论：截面尺寸符合设计要求。2、检查是否需要根据计算配置箍筋： 据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004第5.2.10 条:一.Vd =1.0 5350.9 =5350.9kN0.50 10： 2 ftd Ao= 0.50 10 1.25 1.43 (20000 745.1 -25 282744)= 7001.1.5KN其中：2 预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件为1.0；ftd 混凝土抗拉强度设计值;1.25板式受弯构件提高系数；结论：可不进行斜

12、截面抗剪承载力的验算。六、板梁的正常使用极限状态验算：（一）、板梁的施工阶段应力复核：由于采取整体现浇法施工，无需吊装，不用进行施工阶段应力复核。 （二八板梁的最大裂缝宽度验算：据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004第6.4.3 条，最大裂缝宽度计算公式：Wfk 9ssC C 竺23Es0.28 10 ?C1 钢筋表面形状系数，带肋钢筋，取1.0;C2 作用（或荷载）长期效应影响系数,C2 =1 0.5 =1 0.5 10583.3 =1.43845Ns12068.9其中：短期效应组合:Ns=8977.2 0.7 4248.2 1.0 936.8 = 12068.9

13、KN m1.38长期效应组合：42482Nl =8977.2 0.40.4 936.8 = 10583.3KN m1.38Ca 与构件受力有关的系数，钢筋混凝土板式受弯构件取1.15;J 钢筋应力，按桥规JTJ D622004第6.4.4条计算;Ms- ss0.87Ash。12068.9 1060.87 90696.1 (800 -54.93)=205.2876d钢筋换算直径；为 nid：104 汉(252 +222)d 23.596Z nidi104(25 + 22)据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004第6.4.2条，钢筋混凝土构件容许最大裂缝宽度：205.28

14、7630 16、Wfk =1.0 1.43845 1.15r ()2.0 1050.28 10 0.01158=0.197mm W 】=0.2mm30 16结论：板梁的最大裂缝宽度满足规范要求。(三八板梁的变形验算：据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6.5 条:板梁挠度验算公式为：JTJ D62-2004 第其中:M l。2BS 挠度系数，5/48; lo 计算跨径，12.495m;B刚度BoM丿卜Mj2 l_BoM s 丿Bcr其中:受压区高度：=93.6mm空二空：6.67Ec3.0 104全截面换算截面惯性矩：13122Io =bh3 bh(-x)2 (ns-1)As(ho-x)

15、24 2 1D2-25D4 D2(hx)21164422-2414369.286 1 06mm4全截面抗弯刚度：Bo =0.95EJo =0.95 3.0 104 2414369.286 106 = 6880952.465 10 N mm2开裂截面换算截面的惯性矩：b x32I cr3ns As (h：. -)320000 93.6326.67 90696.1 (745.1 -93.6)=262236.251 106mm4开裂截面抗弯刚度Bcr 二 Eclcr =3.0 104 262236.251 106 = 786708.753 10 N mm2构件受拉区混凝土塑性影响系数:个二d =Wo= 3.654开裂弯矩:Mcr =ftkW。87739 106(6.67-1) 90696.120000 8002600325 -16= 3.654 2.01800x22000800 _2600：16丿67881028026N mm代入公式求得:I,r 7881028026N mm1 - 也12068.9KN m= 4650697.955 1010N mm2B 2 7881028026N mm L 12068.9 KN m 丿6880