跨河橋梁工程20m空心板橋計算書

1、.xxxxxxxxxxxxxxxxxx跨河橋梁工程 20m空心板橋計算書編 制：復(fù) 核：審 核：2015年11月目錄1 橋梁概況12 驗算模型及參數(shù)12.1結(jié)構(gòu)介紹12.2 計算方法12.3 計算采用規(guī)范12.4 計算采用標(biāo)準(zhǔn)22.5結(jié)構(gòu)驗算參數(shù)23 中梁設(shè)計狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗算53.1 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗算53.2 正常使用極限狀態(tài)撓度驗算63.3 承載能力極限狀態(tài)強度驗算73.4 設(shè)計狀態(tài)下結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論74 邊梁設(shè)計狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗算74.1 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗算74.2 正常使用極限狀態(tài)撓度驗算84.3 承載能力極限狀態(tài)強度驗算94.4 設(shè)計狀態(tài)下結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論105、橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計1

2、05.1、橋臺蓋梁計算105.2、橋臺樁基計算10; 1 橋梁概況本計算書使用上部結(jié)構(gòu)部分為20m簡支空心板梁，橋面寬度15m，其中機動車道寬10m。2 驗算模型及參數(shù)2.1結(jié)構(gòu)介紹本計算書適用上部結(jié)構(gòu)部分采用20m簡支空心板梁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，由11片空心板組成。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置見圖1。圖1 橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖2.2 計算方法采用結(jié)構(gòu)計算軟件橋梁博士對上部結(jié)構(gòu)進行分析計算，并以公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）和公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）為標(biāo)準(zhǔn)進行檢算。結(jié)構(gòu)按部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進行檢算。2.3 計算采用規(guī)范（1）部頒城市橋梁設(shè)計規(guī)范CJJ

3、11-2011；（2）部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003；（3）部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004；（4）部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D62-2004；（5）部頒公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-2007；（6）部頒公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范JTJ 025-86；（7）部頒公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范JTG/T D60-2004；（8）部頒城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范CJJ 166-2011；（9）部頒公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/T F50-2011。2.4 計算采用標(biāo)準(zhǔn)（1）混凝土C50混凝土fck=32.4MPa，ftk=2.65MPa，Ec=3

4、.45x104MPa；C40混凝土fck=26.8MPa，ftk=2.40MPa，Ec=3.25x104MPa；主橋橋面鋪裝為8cmC40防水混凝土+防水層+10cm瀝青混凝土?；炷寥葜厝?6kN/m3，瀝青混凝土容重取24kN/m3，含防撞護欄以及人行道板的二期恒載總重為83.5kN/m。（2）普通鋼筋HPB300鋼筋fsk=270MPa，Es=2.1x105MPa，HRB400鋼筋fsk=360MPa，Es=2.0x105MPa。（3）預(yù)應(yīng)力鋼絞線：fpk=1860MPa，Ep=1.95x105MPa。（4）空心板梁的體系溫度變化：橋面板升降溫：按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（TTG D62-2

5、004）取值2.5結(jié)構(gòu)驗算參數(shù)2.5.1 計算要點1）本計算按后張法部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計，橋面鋪裝層100mm混凝土不參與截面組合作用；2）根據(jù)組合箱梁橫斷面，采用荷載橫向分布系數(shù)的方法將組合T梁簡化為單片梁進行計算；3）預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值，混凝土強度達(dá)到90時，混凝土養(yǎng)護時間不低于7天后才允許張拉預(yù)應(yīng)力鋼束;4）計算混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失時張拉錨固齡期為7d;5）環(huán)境平均相對濕度RH=55;6）存梁時間為15d60d。2.5.2 結(jié)果參數(shù)說明應(yīng)力結(jié)果中數(shù)值拉為負(fù)，壓為正。應(yīng)力結(jié)果除注明外，均以Mpa為單位。豎向位移結(jié)果中向下為正，向上為負(fù)。2.5.3 橫斷面布置參見圖2。

6、單位：cm。2.5.4計算截面由于邊梁的尺寸與中梁尺寸差異較小，故只列出邊梁的截面幾何特性，計算也按最不利進行，只計算外側(cè)邊梁。表1 各箱梁截面幾何特性表（單位制：m數(shù)量級）位置AreaIJ中梁梁0.560.0620.1114邊梁0.7210.07980.128圖2 箱梁斷面布置圖2.5.5汽車荷載橫向分布系數(shù)（1）橫橋向共11根梁，根據(jù)橫梁截面及橫梁間橋面板截面尺寸，建立平面桿系模型，采用剛接板梁法求出在各梁的橫向分布效應(yīng)，左右各兩個車道，計算時布置左右兩側(cè)各布置兩個車道。經(jīng)計算，橋面板的橫向分布系數(shù)計算如下表所示。汽車荷載橫向分布系數(shù)表梁號汽車掛車人群滿人特載車列10.3110.1670.

7、7901.9900.0000.00020.2460.1360.4741.4390.0000.00030.2410.1320.4111.3910.0000.00040.2270.1210.3701.3500.0000.00050.2080.1150.3471.3140.0000.00060.2060.1130.3421.2820.0000.00070.2110.1150.3551.2510.0000.00080.2050.1130.3851.2200.0000.00090.1900.1020.4311.1880.0000.000100.1720.0910.4681.1520.0000.00011

8、0.2060.1090.6061.4230.0000.0002.5.6汽車荷載沖擊系數(shù)值計算2.5.6.1汽車荷載縱向整體沖擊系數(shù)按照通規(guī)第4.3.2條，沖擊系數(shù)可按下式計算： 當(dāng)時，。2.5.6.2 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù) 中梁及邊梁均采用：。 2.5.7 荷載· 一期恒載：預(yù)制梁重力密度取 · 二期恒載：1）濕接縫 C50混凝土，重力密度取（參與受力）2）100mm厚 C50混凝土橋面現(xiàn)澆層，重力密度取3）100mm瀝青混凝土鋪裝重力密度取4）二期橫荷載集度為8KN/m· 活載：按照城市-B級的1.26倍計算· 梯度溫度：正、負(fù)溫差按100mm

9、瀝青鋪裝、100mm混凝土調(diào)平層考慮，加載模式見下圖5。圖3 梯度溫差取值示意圖3 中梁設(shè)計狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗算3.1 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗算3.1.1短期效應(yīng)組合圖3.1所示為短期效應(yīng)組合下縱梁截面上下緣的最大最小正應(yīng)力，圖3.2所示為短期效應(yīng)組合下縱梁截面的最大最小主應(yīng)力。圖3.1 短期效應(yīng)組合正應(yīng)力圖（Mpa）圖3.2 短期效應(yīng)組合主應(yīng)力圖（Mpa）由上圖可見，本橋在短期效應(yīng)組合下的正應(yīng)力及主應(yīng)力滿足要求。3.1.2 長期效應(yīng)組合圖3.3所示為長期效應(yīng)組合下縱梁截面上下緣的最大最小正應(yīng)力。圖3.3 長期效應(yīng)組合正應(yīng)力圖（Mpa）由上圖可見，本橋在長期效應(yīng)組合下混凝土的應(yīng)力滿足要求。長期效應(yīng)

10、組合下鋼束應(yīng)力由上表可見，本橋在持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力滿足要求。3.2 正常使用極限狀態(tài)撓度驗算按照新公橋規(guī)第6.5.3條規(guī)定，受彎構(gòu)件在使用階段的撓度應(yīng)考慮荷載長期效應(yīng)的影響。本橋采用C50混凝土，其撓度長期增長系數(shù)1.425，消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，主梁的最大撓度不應(yīng)超過計算跨徑的1/600。下圖顯示，活載作用下的主梁豎向撓度滿足要求。圖3.4 活載作用下的主梁豎向撓度按照新公橋規(guī)第6.5.5條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，當(dāng)預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度值時，不設(shè)預(yù)拱度；當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計算長期撓度時，預(yù)拱度按兩者之差采用

11、。按照新公橋規(guī)第6.5.4條規(guī)定，計算使用階段預(yù)加力反拱值是，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力應(yīng)扣除全部預(yù)應(yīng)力損失，長期增長系數(shù)取2.0。下表所列為主梁預(yù)拱度之值。主梁反拱度表（mm） 3.3 承載能力極限狀態(tài)強度驗算3.3.1 正截面抗彎強度驗算圖3.5所示為基本組合下全橋最大彎矩及其對應(yīng)的抗力，圖3.6所示為基本組合下全橋最小彎矩及其對應(yīng)的抗力。圖3.5 最大抗力及抗力對應(yīng)內(nèi)力圖（Mpa）圖3.6 最小抗力及抗力對應(yīng)內(nèi)力圖（Mpa） 由上圖可見，承載能力極限狀態(tài)下全橋的正截面抗彎強度滿足要求。3.4 設(shè)計狀態(tài)下結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論通過對20m空心板梁設(shè)計圖紙的驗算，持久狀況和正常使用狀況的各項指標(biāo)均滿足公路鋼筋

12、混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-2004)的要求。4 邊梁設(shè)計狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)驗算4.1 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗算4.1.1短期效應(yīng)組合圖4.1所示為短期效應(yīng)組合下縱梁截面上下緣的最大最小正應(yīng)力，圖4.2所示為短期效應(yīng)組合下縱梁截面的最大最小主應(yīng)力。圖4.1 短期效應(yīng)組合正應(yīng)力圖（Mpa）圖4.2 短期效應(yīng)組合主應(yīng)力圖（Mpa）由上圖可見，本橋在短期效應(yīng)組合下的正應(yīng)力及主應(yīng)力滿足要求。4.1.2 長期效應(yīng)組合圖4.3所示為長期效應(yīng)組合下縱梁截面上下緣的最大最小正應(yīng)力。圖4.3 長期效應(yīng)組合正應(yīng)力圖（Mpa）由上圖可見，本橋在長期效應(yīng)組合下混凝土的應(yīng)力滿足要求。長期效應(yīng)組合下鋼束應(yīng)

13、力由上表可見，本橋在持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力滿足要求。4.2 正常使用極限狀態(tài)撓度驗算按照新公橋規(guī)第6.5.3條規(guī)定，受彎構(gòu)件在使用階段的撓度應(yīng)考慮荷載長期效應(yīng)的影響。本橋采用C50混凝土，其撓度長期增長系數(shù)1.425，消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，主梁的最大撓度不應(yīng)超過計算跨徑的1/600。下圖顯示，活載作用下的主梁豎向撓度滿足要求。圖4.4 活載作用下的主梁豎向撓度按照新公橋規(guī)第6.5.5條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，當(dāng)預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓度值時，不設(shè)預(yù)拱度；當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計算長期撓度時，預(yù)拱度按兩者之差采用。按照新公橋

14、規(guī)第6.5.4條規(guī)定，計算使用階段預(yù)加力反拱值是，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力應(yīng)扣除全部預(yù)應(yīng)力損失，長期增長系數(shù)取2.0。下表所列為主梁預(yù)拱度之值。主梁反拱度表（mm） 4.3 承載能力極限狀態(tài)強度驗算4.3.1 正截面抗彎強度驗算圖4.5所示為基本組合下全橋最大彎矩及其對應(yīng)的抗力，圖4.6所示為基本組合下全橋最小彎矩及其對應(yīng)的抗力。圖4.5 最大抗力及抗力對應(yīng)內(nèi)力圖（Mpa）圖4.6 最小抗力及抗力對應(yīng)內(nèi)力圖（Mpa） 由上圖可見，承載能力極限狀態(tài)下全橋的正截面抗彎強度滿足要求。4.4 設(shè)計狀態(tài)下結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論通過對20m空心板梁設(shè)計圖紙的驗算，持久狀況和正常使用狀況的各項指標(biāo)均滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-2004)的要求。5、橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1、橋臺蓋梁計算采用橋梁通7.1對蓋梁進行計算，橋墩蓋梁分別針對彎矩及裂縫寬度控制，計算結(jié)果如圖5-15-3所示。圖5-1 蓋梁彎矩包絡(luò)及抵抗該截面彎矩需要的鋼筋根數(shù)圖圖5-2 蓋梁剪力彎矩包絡(luò)圖圖5-3 蓋梁剪力彎矩包絡(luò)及抵抗該截面剪力彎矩需要的鋼筋根數(shù)圖比較設(shè)計圖紙蓋梁實際鋼筋配筋圖及蓋梁抗彎