裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板橋設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板橋設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1 .標(biāo)準(zhǔn)跨徑：13m2 .計(jì)算跨徑：計(jì)算跨徑12.5m3 .橋面寬度：凈-9+2 0.5m防撞護(hù)欄，橋面鋪裝為0.08mC40混 凝土鋪裝+0.06m瀝青混凝土面層，橋面橫坡為雙向1.5%，橋面橫坡 由鋪裝層形成。4 .設(shè)計(jì)荷載：公路-H級(jí)5 .材料：(1) 鋼筋，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1；(2) 混凝土及其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2,主梁混凝土為C40,防撞護(hù)欄C30，橋面鋪裝混凝土為C40 ,瀝青混凝土容重為23 KN/m3，混凝土容重為25 KN/m3。鋼筋技術(shù)指標(biāo)表1種類彈性模量抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度R235(MPa )52.

2、1 10195195235HRB400 級(jí) ( Mpa )2. 0 105330330400混凝土技術(shù)指標(biāo)表2材料項(xiàng)目賽數(shù)C40 混荼土抗邑檢遑鬱寰f=i26.8MPa就技噲潼講寰爲(wèi)2,40MPa諫計(jì)遙1 &13_+XIPa杭丘諫計(jì)讒S f沁1.65MP1抗F建性淒量E：32 5 00 MPa計(jì)宴材糾容芟p26kNmj0,00001C30混避土20,lMPa2.0LMPa抗壓設(shè)計(jì)至度站13_8MPa.m計(jì)強(qiáng)變f=1139MPa抗彈性嚷量E：315(H)MPa計(jì)算紂斜容堇p26kNm緩孝査汞數(shù)10.00001二、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：1. 主梁幾何特性計(jì)算2. 恒載內(nèi)力計(jì)算3. 荷載橫向分布計(jì)算（支點(diǎn)處

3、采用杠桿法，跨中采用鉸接板法）4. 活載內(nèi)力計(jì)算5. 荷載組合。確定用于配筋計(jì)算的最不利作用效應(yīng)組合6. 主梁配筋計(jì)算（依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行）7. 繪制內(nèi)力包絡(luò)圖8. 繪制主梁一般構(gòu)造圖和配筋圖（A3圖幅，要求手繪）9. 裂縫寬度驗(yàn)算10.主梁變形驗(yàn)算11.繪制主梁一般構(gòu)造圖和結(jié)構(gòu)圖三、設(shè)計(jì)依據(jù)：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2015)公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)橋梁工程姚玲森編橋梁工程紹旭東結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理葉見(jiàn)曙或張樹(shù)仁編四、結(jié)構(gòu)尺寸1000/AL900f(h- * 1h*艮*1Er.126 L5*32r 126f*圖1全橋主梁橫斷面圖3邊板橫斷面

4、圖圖2中板橫斷面圖鋼筋混凝土空心板設(shè)計(jì)計(jì)算書一：基本設(shè)計(jì)資料1:跨度和橋面寬度（1）標(biāo)準(zhǔn)跨徑：13m（2）計(jì)算跨徑:12.5m（3）橋面寬度（橋面凈空）：雙向行駛，凈9+2*0.5m護(hù)欄（4）設(shè)計(jì)荷載：公路二級(jí)，無(wú)人群荷載（5）主梁預(yù)制長(zhǎng)度：12.7m（6）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；？?。=12:主要材料（1） 混凝土：混凝土空心簡(jiǎn)支板和鉸接縫采用C30混凝土;橋面鋪 裝上層采用0.07m的瀝青混凝土，下層為0.08m的C40混凝土。瀝青重度按23KN/?3計(jì)算，混凝土重度按25KN/?3計(jì)。（2）鋼筋：主筋采用HRB400鋼筋。二:構(gòu)造形式及截面尺寸（1） 本橋?yàn)镃30鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板，由7塊寬度為1

5、.32m的空心 板連接而成（2）橋上橫坡為雙向2%，坡度由下部構(gòu)造控制（3） 空心板截面參數(shù)：?jiǎn)螇K板高為0.8m,寬為1.32m，板間留有1.14cm的縫隙用于灌注砂漿（4）C40混凝土空心板抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值？?=26.8MPa ,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值？?=18.4MPa,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值？?=2.40MPa,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值？?？ =1.65MPa,C30 混 凝土的 彈 性 模量為4?=3.25* 104MPa三；空心板截面幾何特性計(jì)算1毛截面面積計(jì)算?1 =4884 ? 已知？訐3997489?1=12?2=18b=114h=68106?44?2?2?=2?=10.0156*喬?+ 2?/ ?2?1

6、2等效圖四主梁內(nèi)力計(jì)算1永久作用效應(yīng)計(jì)算(1)空心板自重(一期結(jié)構(gòu)自重)？?仁?1 =4884* 10- 4*25=12.21KN/m(2)橋面系自重(二期結(jié)構(gòu)自重)？?2：?2= (12.14+10*0.08*25+10*0.06*23) /7=6.563KN/m由上述計(jì)算得空心板每延米總重力為；G=12.21+6.563=18.773KN/m由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果如下表1表1 :簡(jiǎn)支空心板永久作用效應(yīng)計(jì)算表作用作用(KN/m計(jì)算跨徑作用效M/KN*m應(yīng)-彎矩作用效應(yīng)-剪力V/KN種)/m跨中1/4跨支點(diǎn)1/4跨跨類中?112.2112.5238.476178.8577

7、6.312538.1560643?26.56312.5128.18396.137741.018820.509064G18.77312.5366.660274.995117.33158.665021372可變作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)？公通規(guī)？，公路級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值？?和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值?；?=0.75*10.5KN/m=7.875KN/m計(jì)算彎矩時(shí)，?=【-(12.3-5)+270 *0.75KN=157.5KN50- 5計(jì)算剪力時(shí)?=157.5*1.2KN=189KN(1)沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻f有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻：r ? 3.14159 3.25710

8、10?3 99749?10- 2 小f= 2?=2 “.-=8.265Hz2?2 V ? 2712.522358.83 ? 18.773 ?103.其中?= =kg/m=1913.66kg/m. J1由于1.5Hz=f=14Hz故可由下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為尸0.17671nf-0.0157=0.357本算例橋梁凈寬9+2*0.5，最多2車道布載，故折減系數(shù)為E =1.0(2)汽車荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算跨中和1/4處的荷載橫向分布系數(shù)取？?汽=0.3265交點(diǎn)至1/4處的荷載橫向分布系數(shù)??？?汽=0.5 空心板剛度參數(shù):盧5.8詁(芳兀珈筆)210=0.02582在求得剛度參數(shù)丫后，即可依

9、板數(shù)及所計(jì)算板號(hào)在車道荷載作用下的 荷載橫向分布影響線值，由此畫出各板的橫向分布影響線，并按橫向 不利位置布載。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故只需計(jì)算1-4號(hào)板的橫 向分布影響線坐標(biāo)值。2號(hào)梁丫12345670.0220219817013511196990.042352321851279169590.0258211.60207.89174.36132.67105.188.1479.562345283(3)可變作用效應(yīng)計(jì)算車道荷載效應(yīng)：計(jì)算車道荷載引起的空心板跨中及 L/4處截面的效應(yīng)(彎矩和剪力)時(shí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值？?應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不 利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值？?只作用于影響線

10、中一個(gè)最大影響線峰值處，為此需繪制出跨中彎矩、跨中剪力、L/4處截面彎矩、L/4處截面剪力影響線圖，如圖所示1跨中截面彎矩計(jì)算：?二L/4=3.125m=0.3265? =7.875 卩=0.357?=0.5*（L/4）*L=19.53m 2?汽 = 5m（?+?）=210.92KN/m（不計(jì)沖擊時(shí)）?汽 = （1+ 卩）m（?+?）=286.21KN/m（計(jì)沖擊時(shí)）剪力計(jì)算有：？?=0.5?=0.5*L/2*L/2=1.5375?汽 =餅i（?+?）=34.87KN（不計(jì)沖擊時(shí)）?汽 = （1+ 卩）m（ ?+?）=47.32KN（計(jì)沖擊時(shí)）2: 1/4截面處Pk=157KNF4 ?(KN*

11、m)(KN)(KN*m)(KN)(KN)1第一期作用238.840178.8638.1676.312第二期作用128.18096.1420.5141.023總永久作用（=1+2）366.660275.0058.67117.334可變作用（汽車不計(jì)沖擊）210.9234.87158.2055.32115.595可變作用（汽車計(jì)沖擊）286.2147.32214.6875.07156.866標(biāo)準(zhǔn)組合（=3+5+6）652.8747.32489.68133.74274.197短期組合（=3+07*4+6）514.3024.41385.7497.39198.248極限組合(=1.2*3+1.4*5+0

12、.8*1.4*6)840.6966.25630.55175.50360.409長(zhǎng)期組合(=3+0.4*4+0.4*6)451.0313.95338.2880.80163.57五持久狀況承載能力極限狀態(tài)下的截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算1配置主筋2938OJ13P假設(shè)截面受壓區(qū)高度 XV二？?設(shè)有效高度?o=h- ?=80-4.5=75.5cm?7)正截面承載力為:?0?=840.69*10x=55.09mm Pwccc =0.2%01140?755?配筋率符合最小配筋率要求2持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算按截面實(shí)際配筋面積計(jì)算截面受壓區(qū)高度9999? ?X=-?330?392718.4?1140=61

13、.78mm截面抗彎極限狀態(tài)承載力為?( ?0-x/2= 18.4*1.14*0.06178*(0.755-0.068782)=931.89KN*m840.69KN*m足截面承載力要求3斜截面抗剪承載力計(jì)算?0=360.40kN?=66.25kN -2假定沒(méi)有彎起鋼筋0.51* 10- 3 v7?,?b?0=0.51* 10- 3*v40*755*200=483.83KN?o?=1*36O.4O=36O.4OKN在進(jìn)行受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力配筋設(shè)計(jì)時(shí)，若滿足條件 ?o? =0.5* 10- 3?2?b?o可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力 計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置鋼筋即可。?o?=1*36O.4O=36O

14、.4OKN0.5*10- 3?2?b?0=0.5*10- 3*1*1.65*200*750=123.75KN 對(duì)于板式受彎構(gòu)件0.5*10-3 ?2?b ?0計(jì)算值可以乘以1.25 的提高系數(shù)則10-3?2?b?o10- 3*1*1.65*200*750= 154.688KN因此？?0? 10- 3?2?b?0故應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪承載力驗(yàn)算（1）斜截面配筋的計(jì)算圖示 最大剪力？?取用距支座中心h/2 （梁高一半）處截面的數(shù)據(jù)， 其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)的剪力？?不小于60%?,彎起 鋼筋（按45彎起）承擔(dān)的剪力？?不大于40%? 計(jì)算第一排（從支座向跨中計(jì)算）彎起鋼筋時(shí)，取用距支座h/2

15、處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值 計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時(shí)，取用前一排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值彎起鋼筋配置及計(jì)算圖示如圖所示由內(nèi)插可得，距支座中心h / 2處的剪力效應(yīng)？?？=(360 4 66.25)(6.25_ 04)+66.25=350.99KN6.25則相應(yīng)各排彎起鋼筋的位置及承擔(dān)的剪力值見(jiàn)表4表4彎起鋼筋位置與承擔(dān)的剪力值計(jì)算表斜筋排次彎起點(diǎn)距支座中心距離/m承擔(dān)的剪力值?/KN10.744140.3921.388114.7932.03284.4942.67654.1853.32023.87(2)各排斜筋的計(jì)算：與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪承載能

16、力按下式計(jì)算? =0.75* 10?si n?=280MPa?=45故相應(yīng)于各排彎起鋼筋的面積按下式計(jì)算?0?=30.75?10n? ? 0.16508?計(jì)算得每排彎起鋼筋得面積見(jiàn)表 5表5彎起鋼筋面積計(jì)算表彎起排次每排彎起鋼筋計(jì)算面積?/ ?彎起鋼筋數(shù)目每排彎起鋼筋實(shí)際面積？?？1850.442? 259822695.362? 227603511.812? 206284328.202? 164025144.602? 16 (2? 8)402 (101 )(3)主筋截?cái)嗪蟪志脿顩r承載能力驗(yàn)算: 跨中截面的抵抗彎矩為/ ?3M= ?x (?0 -) =931.89kN*m?每根？ 25鋼筋可提供

17、抵抗彎矩？?1 = ? ( ?0- -?)=330* 10- 3*4.909* 10- 4 *(0.75-0.06178/2)=116.494 kN*m2 根 232.988 kN*m 4 根 465.976 kN*m6 根 698.964 kN*m8 根 931.9 kN*m截?cái)鄤偨铗?yàn)算時(shí)，應(yīng)考慮鋼筋的錨固長(zhǎng)度，對(duì)于HRB400,取錨固長(zhǎng)度為 30d=75cm4箍筋設(shè)計(jì)箍筋間距計(jì)算公式為？?=?1?2 0.2?10 6( 2+ 0.6?) v7?,?o(?0?)2?訐1?3=1.1b=20cm?0=75cm?,?=40選用 10mm 的 HRB335 單肢箍筋則？?=0.785 ?距支座中心

18、？?。/2處的主筋為6? 25 , ?=29.45 ?尸有效高度？?=80-5=75cm29 45p=20?75=1.96%,因此 P=100 P=1.96最大剪力設(shè)計(jì)值？?=353.77KN2 2 6 212?1.12?0.2?10- (2+ 06?1.96) v40?78.5?280?200?7502?=(0.6?1?360.4)2=283.3mm因?yàn)?=283.3mm -=400滿足規(guī)范要求2在跨中部分選用？?=200mm,在支座中心向跨中方向長(zhǎng)度1倍粱高(80cm )范圍內(nèi)，間距取100mm由上述計(jì)算，箍筋的配置如下：全梁的箍筋配置為？ 10單肢箍筋，在由支座中心至距支點(diǎn)1.7m段，箍

19、筋間距100mm,其他部分箍筋間距 200mm當(dāng)間距?=100mm?時(shí)，？?=尹=78.5/100*200=0.393%?當(dāng)間距？?=200mm?時(shí)，？?=產(chǎn)=157/200*200=0.196%?則箍筋配筋率為:均滿足最小配箍率不小于 0.12%的要求六持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度驗(yàn)算最大寬度裂縫計(jì)算Wfk 二6。2。3亠Es30 d0.28 10(mm )P=bh(bf - b) hf式中，C1=1.0C 2=1+0.5N JN s = 1+0.5*=* 1-438C 3 =1.0 d=25mm Es =2*10 1。=1=3.9975*10 10mm 4 MPa b f =132

20、cm hf=12cm h 0=75cmMs=20.07*10 4 * KN/m * 20.75_514.30(Tss=-40.87Ash00. 87 * 39. 27 * 10A s=3927mm=aP bh0 - (bf39.27b)hf200 * 755(114 - 20) * 12=0.015代入Wfk公式得20.07 * 10全截面換算截面對(duì)重心軸的慣性矩可近似用毛截面的慣性矩代替/3020Wfk =1*1.438*1*8() =0.18h f=12cm 因此假設(shè)正確可計(jì)算開(kāi)裂截面換算截面慣性矩Icr=nA s (h-x)2+1bfx3-1(bf-b)(x-h f)333代入數(shù)據(jù)得Icr =6.154*3927*(750-162.47 ) 2+1 *1140*162.47 33-1 (1140-200 ) (162.47-120 ) 3=9.9478*10 9mm3Bcr=EcIcr=3.25*10 4*9.9478*10 9=3.233*10 14N mmB0=0.95Ecl04*3.9975*10 10 = 1.234*10 15N mm(7. 2726 * 107)8丿5. 1430 * 108151.234 * 10/ 7.2726 * 107、2 1.234 * 101 - (