16m预应力空心板梁设计计算书-桥梁博士

1. 工程概况

明华东港桥位于六灶镇明华东港上，全长16m，上部结构采用16m先张法预应力空心板梁。桥面宽12.6m，设计荷载为公路Ⅱ级。

图1 桥梁横断面图（单位：cm）

2. 设计依据和内容 2.1

设计依据 2.1.1 2.1.2

2.2 设计验算内容

2.2.1 上部结构正常使用状态正截面抗裂验算 2.2.2 上部结构结构刚度验算

2.2.3 上部结构承载能力极限状态正截面强度验算 2.2.4 下部结构桥台桩基验算

3. 技术标准 3.1

技术标准 3.1.1道路等级：

3.1.2桥梁宽度：全桥总宽12.6m，包括0.3m栏杆+12.0m机动车道+0.3m栏杆。 3.1.3行车道数：3车道；

3.1.6荷载标准：公路Ⅱ级，冲击系数取0.3

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3.2 设计规范

3.2.1《公路工程技术标准》

3.2.2《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004） 3.2.3《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004） 3.2.4《公路桥涵施工技术规范》 （JTJ 041-2000）

4. 设计参数 4.1

主要材料及其设计参数

4.1.1 混凝土各项力学指标见表1

表1 混凝土材料力学性质表

项 目 强 度 等 级 C40 32500 13000 0.2 26.8 2.4 18.4 1.65 0.00001 空心板、盖梁、桥台、桩基、立柱、铺装 弹性模量（MPa） 剪切模量（MPa） 泊桑比 轴心抗压强度标准值（MPa） 轴心抗拉强度标准值（MPa） 轴心抗压强度设计值（MPa） 轴心抗拉强度设计值（MPa） 热膨胀系数 使用部位

4.1.2普通钢筋

采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，直径：8～32mm 弹性模量：Ⅰ级 210000 Mp/Ⅱ级 200000 Mp 标准强度：Ⅰ级 240 Mpa/Ⅱ级 340 Mpa 热膨胀系数：0.000012 4.1.3

预应力钢筋

其主要力学性能指标列表如下表2～3。

表2 预应力钢筋力学性能指标表

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力学性能指标 弹性模量 E（MPa） 抗拉设计强度（MPa） 钢绞线 195000 1260 表3 预应力钢筋计算参数表 主要计算参数 张拉控制应力（MPa） 钢筋松弛率 锚具变形及钢束回缩值 钢绞线 1395 0.035 0.006 4.2 设计荷载取值

4.2.1恒载 4.2.1.1一期恒载

一期恒载：主梁重量按设计尺寸计，混凝土容重取25KN/m3。

4.2.1.2二期恒载

二期恒载为桥面防撞护栏、分隔带护栏等及桥面铺装。

其中：桥面铺装为9㎝钢筋混凝土+4cm沥青混凝土，混凝土容重按25KN/m3计，沥青混凝土按2325KN/m3计

表2 二期恒载计算表

梁位 边中4.2.2活载

计算荷载:公路Ⅱ级，三车道加载，横向分布系数采用铰接板法计算，计算结果见下表

表3 横向分布系数

梁位 边梁 中梁

附：抗扭惯矩IT计算

参照《桥梁工程》，略去中间肋板，把截面简化成下图计算空心板的抗扭刚度：

抗弯惯矩 0.03859 0.02356 抗扭惯矩 梁宽 0.04683 0.04683 1.3 1.0 横向分 布系数 0.28 0.23（最大） 桥面铺装 0.08*1.0*25＋0.04*1.0*23=3 0.08*1.0*25＋0.04*1.0*23=3 栏杆及底座 (0.2+0.3*0.25*25)*1=2.1 (0.2+0.3*0.2*25)*0.4=1.0 二期恒载 合计 5.1KN/m 4KN/m -3-

4b2h24?(0.99?0.1)2?(0.82?0.08)2??0.04683M4 IT=

2h2b2?(0.82?0.08)2?(0.99?0.1)??t1t20.10.080.050.060.070.080.080.07

5. 上部结构计算概述 5.1

计算方法

设计计算采用采用《桥梁博士》计算。先计算单梁的最不利横向分布系数，再取单梁进行纵向静力分析，结构离散图见下图。

12345678910111213141516171819202122图2. 结构离散图

5.2

施工方法

本桥主梁采用台座预制架设施工。

5.3 上部结构计算结果与结论

按《公路桥涵设计通用规范》要求，验算承载能力极限状态下基本组合，正常使用状况

短期效应组合。根据计算结果(见附件一、附件二)可以得出，本桥的抗裂性、强度、刚度均满足规范要求。

6. 桥台桩基计算

桥台采用墙式墩、承台预制桩形式，承台尺寸为12.6m×2.4m,每个承台布置2排14根400×400mm预制方桩，具体构造见下图：

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1、 上部结构恒载支反力：1572KN 2、 汽车最大支反力：641KN 3、 桥台与承台自重：1450KN

4、 台后恒载土压力与汽车活载土压力计算

台后土高3.82m，台后填土为压实粉煤灰，内摩擦角取23，容重为18KN/M3 汽车荷载的换算等代均布土层厚度计算

h?BLO??G

式中：LO为破棱体长度，对于台背为竖直时， L0?Htg? H=3.82m

tg???tan??(cot??tan?)(tan??tan?)

式中

????????0?23/2?23?34.5o B=12.6m

计算得：tg?＝0.759 L0?Htg?=3.82×0.759=2.9m 在破棱体内只能放两个重轴，按3车道计算，故

h??G＝3×280×0.5=420KN,

420＝0.63m

12.6?2.9?1812根据通用规范4.2.3条，压实土的恒载土压力公式为E??rh

2其中：??tan(45?2o?2)＝0.39,

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故：E?1B?rh2＝0.5×0.39×18×12.6×（3.82＋0.63）2=876KN 2对承台底矩M=876×4.45/3=1300(KN-M)

NHM由以上各单项荷载，可以计算出承台底面中心处最不利荷载： N=1572+1450+641=3663KN M=1300KN-m H=876KN 根据多排桩 “m”计算出单桩桩身最大内力值,最大弯距发生在冲

刷线下6m处

N=270KN,M=57KN-m 5、极限强度验算

经计算，在上述内力组合下截面抗力NR = 836 KN> Nmax=270KN,截面强度合格。

6 、正常使用极限状态裂缝验算

经计算，在上述内力组合下截面裂缝宽度δf = 0.12mm<[δ]= 0.2mm,截面抗裂验算

合格。

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故：E?1B?rh2＝0.5×0.39×18×12.6×（3.82＋0.63）2=876KN 2对承台底矩M=876×4.45/3=1300(KN-M)

NHM由以上各单项荷载，可以计算出承台底面中心处最不利荷载： N=1572+1450+641=3663KN M=1300KN-m H=876KN 根据多排桩 “m”计算出单桩桩身最大内力值,最大弯距发生在冲

刷线下6m处

N=270KN,M=57KN-m 5、极限强度验算

经计算，在上述内力组合下截面抗力NR = 836 KN> Nmax=270KN,截面强度合格。

6 、正常使用极限状态裂缝验算

经计算，在上述内力组合下截面裂缝宽度δf = 0.12mm<[δ]= 0.2mm,截面抗裂验算

合格。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/12zw.html