(20m预应力混凝土空心板桥设计

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1、20m预应力混凝土空心板桥设计1设计资料及构造布置1.1设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：20m（墩中心距）；主桥全长：19.96m；计算跨径：19.60m；桥面净宽：2×净—11.25m见桥梁总体布置图护栏座宽：内侧为0.75米，外侧为0.5米。桥面铺装：上层为9厘米沥青混凝土，下层跨中为10厘米厚混凝土，支点为12厘米钢筋混凝土。2.设计荷载采用公路—I级汽车荷载。3.材料混凝土：强度等级为C50，主要指标为如下：预应力钢筋选用1×7（七股）φS15.2mm钢绞线，其强度指标如下普通钢筋及箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度

2、指标如下4.设计依据交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)，简称《桥规》；交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)，简称《公预规》。《公路工程技术标准》(JTG—2004)《〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉(JTGD60—2004)条文应用算例》《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》(按新颁JTGD60—2004编写)《公路桥涵设计手册—梁桥（上册）》1.2构造形式及尺寸选定全桥空心板横断面布置如图，每块空心板截面及构造尺寸见图12图3-1跨中边板断面图图3-2

3、中板断面图图3-3绞缝钢筋施工大样图图3-4矩形换算截面1.3空心板的毛截面几何特性计算预制中板的截面几何特性挖空部分以后得到的截面,其几何特性用下列公式计算:1.毛截面面积：㎝22.截面重心至截面上缘的距离:∵4247.038e=99×85×85/2-[0.5×10×5×(70+5/3)+0.5×5×65×(65×2/3+5)+5×5×1/2×5/3+5×70×70/2]×2-π×62.52/4×40∴e=44.993㎝3.空心板截面对重心轴的惯性矩：12-π×62.54/64-π×62.52/4(44.993-40)2=377507

4、8.358㎝4=3.775×1010㎜41.4内力计算1.空心板简化图计算：设板宽为b则：85b=4247.038+3067.962解得：b=86.059㎝2.保持空心板截面重心位置不变，设换算截面空心板形心轴距原空心形心位置的距离为X则:86.059×85×85/2-3067.962×(40+x）/4247.038=44.993X=-0.951㎝（注：空心位置较原位置上移0.951cm）3.保证截面面积和惯性距相等，设空心截面换算为矩形时宽为高为，如图bk×hk=3067.96286.059×853/12+86.059×85(44.9

5、93-85/2)2-bk×hk×(44.993-40+0.951)2=3775078.358得：hk=47.051㎝bk=65.205㎝4.换算截面板壁厚度：侧壁厚度：t3=(86.059-65.205)/2=10.427㎝上顶壁厚度：t1=40-47.051/2-0.951=15.524㎝下顶壁厚度：t2=45-47.051/2+0.951=22.426㎝5.计算空心板截面的抗扭惯性距：122作用效应计算2.1永久荷载（恒载）产生的内力1.预制空心板自重(一期恒载)中板：（KN/m）边板：g1'=25×5152.038×10-10=1

6、2.880（KN/m）2．桥面系自重（二期恒载）（1）桥面铺装采用厚10厘米现浇混凝土，9厘米沥青混凝土，则桥面铺装每延米重为：KN/m（2）防撞栏杆和防撞墙：经计算得1.183KN/m（3）绞缝自重：KN/m由此得空心板每延米总重力g为:gI=(g1×10+g1'×2)/12=10.995KN/m3．上部恒载内力计算计算图式如图3，设为计算截面离左支座的距离，并令,则：主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：Vg=gΩv=g×(1-2α)L/2其计算结果如表3-1：内力Mg=gΩMVg=gΩVL/2L/4L/2L/40ΩM=α(1-α)L2/

7、248.0236.015———ΩV=(1-2α)L/2——04.99.810.955526.059394.544053.680107.3598.430404.809303.606041.30782.614+19.385930.868698.150094.987189.973表3-1恒载内力汇总表2.2可变荷载（活载）产生的内力《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。公路—I级的车道荷载由均布荷载：12和集中荷载：两部分组成。而在计算简力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数，即计算剪力时1.汽车荷载横向分布系数计算（1）支座处的荷载

8、横向分布系数m0的计算（杠杆法）支点处的荷载横向分布系数按杠杆原理法计算。由图3-4，3～10号板的横向分部系数计算如下：图3-4支点处荷载横向分布影响线三行汽车：=1/2==0.5两行汽车：=1/2==0