桥梁课程设计上部结构

1、第1部分16m钢筋混凝土空心板桥上部结构计算I .设计数据标准跨距：16.00m计算跨距：15.40m桥面净空：净10.0米20.5米设计负载：蒸汽-超级20；中断-120材料：prestressed钢筋：j15 mm strand非预应力钢筋：、级钢筋；混凝土：空心板C40，铰链采用C40SCM灌浆材料加固铰链。桥面铺装是10cm 17.5cm 10cmc 40防水混凝土(S6)防水层4.5cm重颗粒沥青混凝土3细沥青混凝土。扶手使用C25号混凝土。二.结构和大小桥面头部为净10.0 20.5米，如图1-1所示。全桥四个侧板、12个中板、每个板宽度1.25米、板厚75厘米、后张法预应力、板截

2、面和构造尺寸如图1-2所示。图1-1三.计算总截面的几何特性(见图1-2)(a)总截面面积a=12476-()=6596.567厘米图1-2(b)总截面对重心的惯性矩空心的一半面积：A=R=()=1413.7厘米那么它的重心y:Y=12.7cm厘米总截面的惯性矩：Ih=-4=-=3.9106 cm4四。内力计算(a)永久荷载(恒荷载)的作用1.桥栏杆：C25混凝土参考另一座桥，一面取6.25KN/m桥面铺装：栏杆的重量在每个板铰链形成整体后添加到桥侧。准确地说，由于桥梁由侧面的弯曲变形分配给每个板的栏杆载荷不同，因此每个板共享的大小可以通过横向分布系数计算出来。其中，每个板块平分。10厘米沥青

3、表面处理：C40 0.081025=20 KN/m4厘米中颗粒沥青混凝土：0.041023=9.2k/m3厘米精细沥青混凝土：0.031023=6.9 KN/m如果将上述重力平均分配到8个板块，则：G1=(6.252 20 9.2 6.9)/8=6.075 KN/m2.行车道板：G2=Ar=6520.5710-425=16.5 KN/m恒定载荷总重力：G=G1 G2=6.075 16.5=22.575 KN/m恒荷载内力计算见表1-1恒荷载内力计算表1-1负载G (KN/m)L(m)M(KN.m)Q(KN)越过中间四分之一点q字Q1/4点单板重量16.515.4489.143366.85712

4、7.0563.525总负载22.57515.4669.236501.927173.8386.92桥梁设置的基本结构和参数：标准跨距：16.00m计算跨距：15.40m桥面净空：净10.0米20.5米千2列车(还原系数=1)13列火车(还原系数=0.78)结果布 方案板信息：中板宽度=1.24m高度=76cm孔直径=60cm计算侧面板的宽度=1000-1246-17=124.5mm(b)基本可变负载(活负载)的作用1.负载侧分布系数铰接板法求交和象限的横向分布系数；支点根据支点方法计算横向分布系数。在支点和四点之间用直线插补来求。(1)交点和象限载荷横向分布系数：刚度参数r=()2=5.8()2

5、类型I=ih=3.9106 cm4B=124cm厘米L=15.4100cm厘米IT板截面的扭转刚度，将图1-2简化为图1-3。图1-3IT=2=5.745106cm4自下而上刚度参数r=0.0295每个板的负载侧分布系数计算如下：Mq=1#板：mq=0.3412#板：mq=0.3263#板：mq=0.3114#板：mq=0.305(2)支撑的负载侧分布系数高速公路I级图1-4根据杠杆方法，以上图1-4中计算的支承载荷的横向分布系数为：m蒸汽=1.00=0.500(3)从支承点到象限的载荷分布系数根据直线插值执行，如下表所示。负载分布系数表1-2负载从中间到象限杠杆道路-等级0.3410.500

6、汽车载荷的内力计算(基于2004规范)(1)弯矩，力减少计算道路等级弯矩，力减小：S=(1)样式：1 冲击系数1.306C40混凝土e 3.25G=16.5=1.682=6.17Hz汽车负载侧减系数汽车的中水平分布系数汽车车道负荷下每千米均布载荷标准值影响线面积桥梁横向纵向和集中荷载位置对应的横向分布系数车道负荷的集中荷载标准值对应于荷载位置的垂直和垂直桥梁内力影响线坐标值均布载荷和内力影响线面积计算表1-3类类型切断棉道路-等级均布载荷(KN/m)影响线区域(m2或m)m10.5=q10.5=1.925m10.5=22.25q10.5=11.5=4.31310.5=7.7截面负载类型m高速公

7、路I级10.5221.61.3060.34129.654518.58Y=3.85q高速公路I级10.5265.921.3060.3411.92568.35Y=0.5m高速公路I级10.5221.61.3060.34122.25389.26Y=2.89q高速公路I级10.5265.921.3060.3414.313108.99Y=0.75高速公路I级10.5265.921.3060.3417.7209.65Y=1(3)内力组合恒荷载的效果与活荷载的效果相同时：荷载组合=1.2 SG 1.4 sq1格式：SG永久荷载下结构的自重效应；SQ1基本可变负载下汽车(包括冲击)的效果；承重组合表1-4序号

8、负载类型弯矩(KN.m)剪切力(KN)越过中间L/4点杠杆越过中间L/4点(1)抗灾669.236501.927173.83086.92(2)道路-等级518.58389.26209.6568.35108.99(4)1.2恒荷载803.08602.312208.5960104.304(5)1.4蒸汽726.012544.964293.5195.69152.586(7)Sj=r R. (4) (5)1529.0921147.276502.10695.69261.576主要：重要性系数=1五、预应力钢筋设计(a)预应力钢筋面积估算使用部分预应力计算假定样式的33363603354预应力钢筋从重心到

9、总剖面的重心距离=22短期效果矩值=均布载荷的中间弯矩=669.236=947.189astrand使用的strand是后张预应力钢筋，每条钢筋的面积为：所需的钢筋根数(根)现在选择了“prestressing tendons”。(b)放置预应力钢筋Post-tensioned prestressed钢筋的净保护层为5cm，钢筋重心与楼板边缘的距离为16cm，钢筋布局如图1-9所示。图1-4六、转换截面几何特性计算(a)转换截面面积中：钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比，钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比，(b)剖面重心位置的转换总剖面重心的钢筋替代剖面的净力矩(请参见图1-2、1-4)平移截面重

10、心对总截面重心的偏差将截面重心转换为截面哈密距离将截面的重心转换为截面顶边的距离预应力钢筋的重心到替换剖面的重心的距离一般钢筋的重心到替代剖面的重心的距离所有预应力钢筋和非预应力钢筋(压缩区域)均将剖面重心转换为构件剖面重心轴之间的距离剖面有效工作高度为(c)转换截面的惯性矩(d)截面弯曲系数七、中定截面强度检查根据面积，等于惯性矩相等联立顶部凸缘厚度腹板厚度33363603354提供了钢筋剖面面积=22.1格式：压缩区域高度：=193邮报通过八、预应力损失计算(a)摩擦损失格式中=0.22 =0.314 k=0.0015 x=7.88(b)钢筋变形，收缩损失样式：L钢筋收缩值，L=6L是prestressing steel的有效长度，l=15.92m。2=(c)混凝土弹性压缩样式：=3.1(d)钢筋的松弛损失正在样式中：(e)混凝土收缩和徐变引起的预应力损失混凝土收缩徐变系数，“公共预规定”附录4表4.2，确定=2.68混凝土收缩变形最终值，公共事先规定附录4.2，确认代入公式(VI)有效