16m公路预应力简支空心板梁桥中板设计毕业设计

16m16m 公路预应力简支空心板梁桥中板设计公路预应力简支空心板梁桥中板设计 一、一、 设计资料设计资料 1.设计荷载 本桥设计荷载等级确定为汽车荷载：公路Ⅱ级；人群荷载： 3.0kN/m2。 2.桥面跨径及净宽 标准跨径：l k =16m。 计算跨径: l=15.6m。 板长：l 1 =15.96m。 桥梁宽度：7m+2×0.5m。 板宽：l 2 =0.99m。 3.主要材料 混凝土：主梁板采用 C50 混凝土，桥面铺装采用 10cm 混凝土+ 柔性防水涂层+10cm 沥青混凝土。预应力筋：采用15.20 高强度 低 松 弛 钢 绞 线 ， 抗 拉 强 度 标 准 值 f pk =1860 MPa ， 弹 性 模 量 E p =1.95105MPa，普通钢筋：直径大于和等于 12mm 的用 HRB335 级 s 热轧螺纹钢筋，直径小于 12mm 的均用 R235 级热轧光圆钢筋。锚具、 套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。 4.施工工艺 先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。 5.计算方法及理论 极限状态设计法 · ·1· 1· 6.设计依据及参考资料 （1）交通部颁《公路工程技术标准》 （JTG B01-2003） 。 （2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004） 。 （3）交通部颁 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004） 。 （4）交通部颁《公路桥涵施工技术规范》 （JTJ041-2000） 。 （5）《预应力筋用锚具、夹具和连接》 （GBT14370-93） 。 （6）《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》 （JTT663-2006） 。 （7）《桥梁工程》 、 《结构设计原理》等教材。 （8）计算示例集《混凝土简支梁（板）桥》 （第三版） ，易建国 主编，人民交通出版社。 （9）《公路桥涵设计手册梁桥（上） 》 ，徐光辉，胡明义主编， 人民交通出版社。 二、 构造布置及尺寸 桥面宽度为：净—7m+20.5m（防撞护栏） ，全桥宽采用 8 块 C50 的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽 99cm（中板） ，边板 99.5cm，宽 62cm，空心板全长 15.96m。采用先张法施工工艺，预应 力 筋 采 用  15.20 高 强 度 低 松 弛 钢 绞 线 ， f pk =1860 MPa ， E p =1.95105MPa。f pd =1260MPa，预应力钢绞线沿板跨长直线布置。 s C50 混凝土空心板的f ck =32.4MPa，f tk =2.65MPa，f td =1.83MPa。全 桥空心板横断面布置如图所示，每块空心板截面及构造尺寸见图2。 · ·2· 2· 桥梁横断面图图 1 空心板截面构造及尺寸图 2 三、 空心板毛截面几何特性计算 1.毛截面面积 A（参见图 2） · ·3· 3· A=9970-23810-4 202 2 1 1 -282.5+82.5+85 2 2 =6930-760-2512-2 （10+20+20） =3558（cm2） 2.毛截面重心位置 全截面对 1/2 板高处的静矩： S 1 18818 =2 ［ 2.58 （28+ ） +82.5 （28+ ） +85 （28- ）］ 板高 23223 2 =2906.6cm3 铰缝的面积： A 铰 =2 （ 2.58+2.58+58） =100cm2 1 2 1 2 则毛截面重心离 1/2 板高处的距离为： d  S 1/2板高 A = 2906.6 =0.817（cm）  0.8（cm） =8mm（向下移） 3558 铰缝重心对 1/2 板高处的距离为： d 铰  2906.6 =29.066（cm） 100 3.空心板毛截面对其重心轴的惯矩 由图 3，设每个挖空的半圆面积为A 11 A =d2=3.14402=628(cm2) 88 半圆重心轴： y= 440 8.49(cm) 84.9mm 6 半圆对其自身重心 OO 的惯矩为I ， I  0.00686d4 0.0068640417561.6(cm4) · ·4· 4· 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I为： 9970340103 2I 99700.8 2[40100.82]417561.6 1212 2628[(8.4950.8)2(8.4950.8)2]100(29.0660.8)2  2829750443522(3333.3256)70246.41256(204.2 161.04)89197.80  2834185.2 7178.6 70246.4 458741.44 89197.80  2.209106(cm4)  2.2091010(mm4) （忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩） 空心板截面的抗扭刚度可简化为图 4 的单箱截面来近似计算： 挖空半圆构造图图 3 · ·5· 5· 4b2h24(997)2(709)2125978176 I T  2h2b2(997)2(709) 26.2913.56  t 1 t 2 79 3.161106(cm4) 3.1611010(mm4) 四、 作用效应计算 1.永久作用效应计算 1.1 空心板自重（第一阶段结构自重）g 1 g 1 =Ar 3558261049.251(kN /m) 1.2 桥面系自重（第二阶段结构自重）g 2 栏杆重力参照其它桥梁设计资料：单侧按 6kN /m计算，桥面铺 装采用 10cm C50混凝土+柔性防水涂层+10cm 沥青混凝土，则全桥宽 铺装每延米重力为： 0.17260.172435kN /m 上述自重效应是在各空心板形成整体后， 再加至板桥上的精确地 · ·6· 6· 板，由于桥梁横向弯曲变形，各板分配到的自重效应应是不同的，这 里为计算方便近似按各板平均分担来考虑， 则每块空心板分权佳到的 每延米桥面系重力为： g 2  6235  5.875(kN /m) 8 1.3 铰缝自重（第二阶段结构自重）g 3 g 3  (100170)10426 0.442(kN /m) 由此得空心板每延米总重g为： g  g 1 9.251kN /m（第一阶段结构自重） g  g 2 g 3 5.8750.442 6.317(kN /m)（第二阶段结构自重） g gig  g   9.2516.317 15.568(kN /m) 由此可计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见 表 1。 永久作用效应汇总表表 1 项目 作 用种 类 作用gi（ 计算跨 径l（m） 作用效应 M作用效应 V （kN）（kN 跨中 /m） 支点 kN /m）1 跨 1 2 4 (gl) 38 (gl2) 32 15.6 15.6 281.42 192.16 211.06 144.12 1 跨