整体式简支板桥设计计算书-最新文档资料

整体式

钢筋混凝土空心简支板

设计计算书

2019年9月

一、技术标准

1、 设计荷载：

行车道：城-A级 人行道：3.0KN/m2 2、 桥长：

根据实际情况及《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60—2019 第3.2.5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3×14.5m。 3、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：

2×4 +12 =20 m

4m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% 6、设计安全等级： 二级 7、结构重要系数： ?o?1.0

8、主要设计材料：

（1）混凝土强度等级：主梁拟用Ｃ30；

混凝土容重ｒ＝24kN/m3，

钢筋混凝土容重ｒ＝25kN/ m3。

（2）钢材初步选取：直径大于或等于12mm时采用HRB335级，指标：

直径小于12mm时采用HPB235级钢筋，指标：

9、设计依据：

（1）《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60—2019

（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2019 （3） 城市桥梁设计荷载标准《CJJ 77－98》

二、结构简介：

三等跨混凝土简支空心板桥，桥梁全长3×14.5m=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: 故: l计?min?lo；??124951.05ln??min?12990；1.05?11900mm

三、几何特性计算

截面面积：A=15.8425-25×0.282744=8.7739m2 惯性矩： I=0.8437-25×0.0063=0.6862m4

四、主梁内力计算

(一)、恒载内力计算

①恒载集度

主梁：g1?8.7739?25.0?219.3475 kN/m 横隔板:

栏杆: g3?3.5?2?7 kN/m 人行道: g4?1.48?25?2?74 kN/m 桥面铺装: g5?4.1407?23?95.2361 kN/m

kN/m?460kN/m 合计: g?458.9436

②恒载作用下梁产生的内力计算:

恒载内里 计算结果： 内力 截面 剪力Q (kN) 弯矩M（kN·m） ??0 ??2873.85 0 l?3.12375 1436.925 6732.892 4l???6.2475 0 8977.189 2(二)、活载内力计算 采用直接加载求活载内力，公式为：

S——所求截面的弯矩或剪力；

?——汽车荷载冲击系数，据《通规》基频公式：

式中 l—结构计算跨径(m);

E—结构材料的弹性模量（N/㎡）, ??

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)

据《通规》4.3.2条，??0.1767lnf?0.0157?0.38

?——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； Pi——车辆荷载的轴重或车道荷载；

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 2、支点截面

(三)、内力组合 序号 ① 荷载类别 弯矩 (KN/m) 梁端支座 恒载 0 跨中 8977.2 梁端支座 2873.9 剪力 (KN) 跨中 0 ② ③ ④ ⑤ ⑥ 车道荷载 人群荷载 1.2×① 1.4× (②+③) ④+⑤ 0 0 0 4248.2 936.8 10772.7 1208.7 150.0 3448.7 415.2 37.5 0 0 7259.0 1902.2 633.8 0 18031.7 5350.9 633.8 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—2019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

1、判断截面类型:

故属第一类受弯截面 2、求受压区高度X

据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2019公式5.2.2—1：

x3 即： 1.0?18031.7?14.3?10?20?x?(0.745?)

2整理： 0.5?2?0.74?5?0.0653322?40 66(大于梁高，不满足)要求??1?1.39m 解得： ?

??0.093570m412?23、求钢筋面积AS

选用451根直径16mm的HRB335级钢筋（分两层，底层285根，二层

166根），其面积为AS=90696.1mm2

结论：满足最小配筋率的要求。

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 D62—2019 第5.2.9条：

其中： Vd— 验算截面处由作用（或荷载）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—2019第

5.2.10条：

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）、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—2019第6.4.3条，最大裂缝宽度计算公式:

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，

其中：短期效应组合：

长期效应组合:

C3—与构件受力有关的系数，钢筋混凝土板式受弯构件取1.15；

?ss—钢筋应力,按《桥规》JTJ D62—2019第6.4.4条计算;

d—钢筋换算直径;

据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2019第6.4.2条，钢筋混凝土构件容许最大裂缝宽度：??=0.20mm

=0.197mm< ?W??0.2mm

结论：板梁的最大裂缝宽度满足规范要求。 （三）、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》JTJ D62—2019第

6.5条:

板梁挠度验算公式为：

其中： S—挠度系数， 5/48； lo—计算跨径，12.495m;

B—刚度。

其中:

受压区高度:??93.6mm 全截面换算截面惯性矩: 全截面抗弯刚度:

开裂截面换算截面的惯性矩:

开裂截面抗弯刚度:

构件受拉区混凝土塑性影响系数： 开裂弯矩：

?20000?8002??6003??Mcr??ftkWo?3.654?2.01???25???616???7881028026N?mm 代入公式求得：

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