装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计

桥梁工程课程设计任务书 装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计 一、设计资料 1．标准跨径：13m 2．计算跨径：计算跨径12.5m 3．桥面宽度：净-9+20.5m防撞护栏，桥面铺装为0.08mC40混凝土铺装+0.06m沥青混凝土面层，桥面横坡为双向1.5%，桥面横坡由铺装层形成。 4．设计荷载 ：公路-Ⅱ级 5．材料： （1）钢筋，其技术指标见表1； （2）混凝土及其技术指标见表2，主梁混凝土为C40，防撞护栏 C30，桥面铺装混凝土为C40，沥青混凝土容重为23 KN/m3，混凝土容重为25 KN/m3。 钢筋技术指标 表1 种 类 弹 性 模 量 抗拉设计强度 抗压设计强度 标准强度 R235（MPa） 195 195 235 HRB400级Ф（Mpa） 330 330 400 混凝土技术指标 表2 二、设计计算内容： 1． 主梁几何特性计算 2． 恒载内力计算 3． 荷载横向分布计算（支点处采用杠杆法，跨中采用铰接板法） 4． 活载内力计算 5． 荷载组合。拟定用于配筋计算的最不利作用效应组合 6． 主梁配筋计算（依据结构设计原理进行） 7． 绘制内力包络图 8． 绘制主梁一般构造图和配筋图（A3图幅，规定手绘） 9． 裂缝宽度验算 10. 主梁变形验算 11.绘制主梁一般构造图和结构图 三、设计依据： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2023） 《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2023） 《桥梁工程》姚玲森编 《桥梁工程》绍旭东 《结构设计原理》叶见曙或张树仁编 四、 结构尺寸 图1 全桥主梁横断面 图2 中板横断面图 图3 边板横断面图 钢筋混凝土空心板设计计算书 一：基本设计资料 1：跨度和桥面宽度 （1）标准跨径：13m （2）计算跨径：12.5m （3）桥面宽度（桥面净空）：双向行驶，净9+2*0.5m护栏 （4）设计荷载：公路二级，无人群荷载 （5）主梁预制长度：12.7m （6）结构重要性系数;=1 2:重要材料 （1）混凝土：混凝土空心简支板和铰接缝采用C30混凝土;桥面铺装上层采用0.07m的沥青混凝土，下层为0.08m的C40混凝土。沥青重度按23KN/计算，混凝土重度按25KN/计。 （2）钢筋：主筋采用HRB400钢筋。 二:构造形式及截面尺寸 （1）本桥为C30钢筋混凝土简支板，由7块宽度为1.32m的空心板连接而成 （2）桥上横坡为双向2%，坡度由下部构造控制 （3）空心板截面参数：单块板高为0.8m,宽为1.32m，板间留有1.14cm的缝隙用于灌注砂浆 （4）C40混凝土空心板抗压强度标准值=26.8MPa ,抗压强度设计值=18.4MPa,抗拉强度标准值=2.40MPa,抗拉强度设计值=1.65MPa,C30混凝土的弹性模量为=3.25*MPa 三;空心板截面几何特性计算 1毛截面面积计算 =4884 已知=3997489 =12 =18 b=114 h=68 ==10.0156* 等效图 四 主梁内力计算 1 永久作用效应计算; (1)空心板自重（一期结构自重）: =4884**25=12.21KN/m （2）桥面系自重（二期结构自重）: =（12.14+10*0.08*25+10*0.06*23）/7=6.563KN/m 由上述计算得空心板每延米总重力为; G=12.21+6.563=18.773KN/m 由此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结果如下表1 表1：简支空心板永久作用效应计算表 作用种类 作用（KN/m） 计算跨径/m 作用效应-弯矩M/KN*m 作用效应-剪力V/KN 跨中 1/4跨 支点 1/4跨 跨中 12.21 12.5 238.4766 178.8574 76.3125 38.1563 0 6.563 12.5 128.1836 96.1377 41.0188 20.5094 0 G 18.773 12.5 366.6602 274.9951 117.3313 58.6657 0 2 可变作用效应计算 根据«公通规»，公路-II级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值； =0.75*10.5KN/m=7.875KN/m 计算弯矩时， =【(12.3-5)+270】*0.75KN=157.5KN 计算剪力时 =157.5*1.2KN=189KN (1)冲击系数和车道折减系数计算：结构的冲击系数μ与结构的基频f有关，故应先计算结构的基频： f===8.265Hz 其中==kg/m=1913.66kg/m 由于1.5Hz<=f<=14Hz故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数为 μ=0.1767lnf-0.0157=0.357 本算例桥梁净宽9+2*0.5，最多2车道布载，故折减系数为ξ=1.0 （2）汽车荷载横向分布系数计算 跨中和1/4处的荷载横向分布系数取=0.3265 交点至1/4处的荷载横向分布系数取=0.5 空心板刚度参数： γ=5.8=5.8(=0.02582 在求得刚度参数γ后，即可依板数及所计算板号在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值，由此画出各板的横向分布影响线，并按横向不利位置布载。由于桥梁横断面结构对称，故只需计算1-4号板的横向分布影响线坐标值。 2号梁 γ 1 2 3 4 5 6 7 0.02 202 198 170 135 111 96 99 0.04 235 232 185 127 91 69 59 0.02582 211.603 207.894 174.365 132.672 105.18 88.143 79.56 （3）可变作用效应计算 车道荷载效应：计算车道荷载引起的空心板跨中及L/4处截面的效应（弯矩和剪力）时，均布荷载标准值应满布于使空心板产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值 只作用于影响线中一个最大影响线峰值处，为此需绘制出跨中弯矩、跨中剪力、L/4处截面弯矩、L/4处截面剪力影响线图，如图 所示 1 跨中截面 弯矩计算： =L/4=3.125 m=0.3265 =7.875 μ=0.357 =0.5*(L/4)*L=19.53m² =ξm(+)=210.92KN/m(不计冲击时) =（1+μ）ξm(+)=286.21KN/m(计冲击时) 剪力计算 有： =0.5 =0.5*L/2*L/2=1.5375 =ξm(+)=34.87KN(不计冲击时) =（1+μ）ξm(+)=47.32KN(计冲击