米先張法預應力溷凝土空心板計算書邊板

1、工程名稱：10、13、16米空心板定型圖設計 工程部位：10米跨徑先張法空心板邊板 計算內容： 空心板的強度、應力驗算 （10cm瀝青+12cm混凝土鋪裝）計 算 人：校 核 人：審 核 人：天津中交鴻達道橋技術開發(fā)有限責任公司2006年4月1日10米跨徑先張法預應力混凝土空心板邊板一基本設計資料：1 橋寬：全寬16.75米，+3*3.75+3-1米。2 跨徑：10米。3 梁高：米4 荷載標準：公路級；計算車道數(shù)：475 3;6 鋪裝層: 10cm厚瀝青混凝土,12cmC40防水混凝土; 防撞護欄重量（單側）:10KN/m;波形梁重量（單側）：10KN/m。7 采用的主要規(guī)范:公路橋涵設計通用

2、規(guī)范（JTG-D60-2004）；公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG-D62-2004）；8 選用材料：空心板混凝土C50號，fcd=MPa,ftd=1.83MPa,E=3.45x104MPa;預應力鋼絞線：fpk=1860MPa,fpd=1260Mpa,E=x105Mpa9結構重要性系數(shù)：ro=1.011橋梁沖擊系數(shù)：先張法預應力砼空心板計算跨徑Lm彈性模量E3.45E+10N/m2跨中慣矩Im4跨中截面面積Am2跨中單位質量M1169.07 kg/m基頻f1=9.069 新規(guī)范正彎矩沖擊系數(shù)u0.374 12.橫向分布系數(shù)：支點處按杠桿法計算；1/4跨徑處采用剛接板梁法計算，

3、空心板之間按鉸接設計；汽車荷載在空心板縱向的分布系數(shù)如下圖：13荷載組合：l 應力組合n 組合I：長期效應組合，部分預應力A類構件的抗裂安全驗算（參照規(guī)范JTG D62 2004第條），組合原則按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī)定，但組合時只考慮直接作用荷載，不考慮間接作用，例如不計汽車沖擊、不計沉降、溫度等；符合規(guī)范JTG D62 -2004第6.3.1條規(guī)定；n 組合II：短期效應組合，對預應力混凝土構件而言是按照抗裂驗算的要求進行組合計算的，組合原則按規(guī)范JTG D60-2004第條規(guī)定，并滿足規(guī)范JTG D62 2004第條有關規(guī)定，即對全預應力構件和部分預應力A類構件以及

4、預制和現(xiàn)澆構件的最小法向應力組合時預應力引起的應力部分分別按照0.85（全預應力預制構件）、0.8（全預應力現(xiàn)澆構件）、1.0（部分預應力A類構件）的系數(shù)來考慮的。其它類型應力以及非預應力構件的各種應力組合由預應力引起的應力部分都是按照1.0的系數(shù)考慮的；n 組合III：標準組合，所有應力組合時各種荷載的分項組合系數(shù)都為1.0，參與組合的荷載類型為規(guī)范JTG D60-2004第條中短期效應組合中規(guī)定的所有荷載類型，只是荷載分項系數(shù)都為1.0；n 組合IV：撞擊組合n 組合V：施工組合n 組合VI：不用二計算的基本假設：1 單元按A類預應力混凝土設計；2 考慮鋼束分階段張拉引起的預應力損失；荷載

5、工況：1.混凝土收縮徐變：1000天2.體系溫差：升溫25、降溫253.局部溫差：頂板上、下緣溫差140，計算圖示如下：簡支梁不考慮支座沉降對空心板應力的影響。施工階段1.張拉鋼束；（1天）2.安裝模板，澆筑空心板混凝土；（10天）3.吊裝空心板，澆注二期恒載；（20天）4.計算收縮、徐變；（1000天）三計算過程：1 使用“橋梁博士程序”對主梁進行結構安全復核。2 采用進行復核計算。四 計算簡圖：1. 橫斷面：2. 計算模型：五、預應力鋼束：采用12根1s鋼絞線，1*186013 Mpa六、應力控制值：、混凝土正截面抗裂驗算：組合不出現(xiàn)法向拉應力組合法向拉應力<=0.7ftk=0.7*

6、-2.65=-1.855 Mpa、混凝土斜截面抗裂驗算：組合主拉應力<=0.5ftk=0.5*-2.65=-1.325 Mpa、受壓區(qū)混凝土最大壓應力：組合法向壓應力<=ck=0.5*= Mpa組合主壓應力<=0.6fck=0.6*32.4=19.44 Mpa、預應力鋼絞線最大拉應力組合最大拉應力<=0.65fpk=0.65*1860=1209Mpa七、截面配筋：1、頂板：距底板41cm高，Ag=cm2，縱向通筋（共計11根12）；2、底板：距底板cm高，Ag=cm2，縱向通筋（共計5根20）；八、施工過程中應力計算：*指定單元截面應力輸出*第2施工階段應力結果階段累計

7、應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段預應力應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段收縮應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段徐變應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣第3施工階段應力結果階段累計應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段預應力應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段收縮應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段徐變應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣第4施工階段應力結果階段累計應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段預應力應力:主截面:

8、單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段收縮應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣階段徐變應力:主截面:單元號 左上緣 左下緣 右上緣 右下緣結論：由以上計算結果看出在施工的各個階段混凝土的最大拉應力（-2.28MPa），根據(jù)規(guī)范條規(guī)定，混凝土的拉應力未超過tk，且僅僅為臨時性質，當空心板吊裝以后收縮徐變完成裂縫會自動閉合，所以空心板在施工過程中按構造配置普通鋼筋即可。九、強度計算：1、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算： 主要進行承載力驗算，材料采用其強度設計值，假設鋼筋和混凝土同屈服，同屬于塑性狀態(tài)。計算時考慮沖擊系數(shù)和結構重要性系數(shù)，計算表達式為:r0*S<=R承載力極限

9、狀態(tài)計算結果如下：最大抗力及所對應的內力最小抗力及所對應的內力由圖上看出承載能力極限狀態(tài)驗算滿足規(guī)范要求。2、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算：采用短期效應組合和長期效應組合，對構件的抗裂、裂縫寬度和撓度進行驗算，汽車荷載可不計入沖擊系數(shù)。長期效應組合在本處只考慮直接作用荷載，不考慮間接作用；短期效應組合出了考慮直接作用荷載外，尚應考慮間接荷載作用。（一）、正截面抗裂驗算： 作用長期效應組合：正截面混凝土拉應力控制：lt-pc0，即混凝土正截面不出現(xiàn)拉應力，計算結果如下圖：上緣最大、最小下緣最大、最小長期效應組合正應力因受先張法工藝所限除支點附近局部出現(xiàn)了拉應力以外，其他部位均不出現(xiàn)拉應力。作用短

10、期效應組合：正截面混凝土拉應力控制：st-pctk，即混凝土正截面拉應力，計算結果如下圖：上緣最大、最小下緣最大、最小長期效應組合正應力 Mpa（2、22號節(jié)點下緣），拉應力小于1.855 Mpa，滿足規(guī)范要求。（二）、斜截面抗裂驗算：作用短期效應組合：斜截面混凝土主拉應力控制（按預制構件考慮）：tptk，即混凝土斜截面主拉應力不大于1.855Mpa，計算結果如下圖：短期效應組合主拉應力支點處下緣拉應力最大為1.76 Mpa（2、22號節(jié)點下緣），拉應力小于1.855 Mpa，滿足規(guī)范要求。（三）、撓度計算：*正常使用階段內力位移輸出*結構重力結果（包括預應力效應）:單元號 節(jié)點號 軸力 剪力

11、節(jié)點號 水平位移 豎向位移 轉角位移預應力結果（僅為預應力損失效應）:單元號 節(jié)點號 軸力 剪力節(jié)點號 水平位移 豎向位移 轉角位移12 0.000e+000 0.000e+000 0.000e+000汽車MaxQ結果:單元號 節(jié)點號 軸力 剪力節(jié)點號 水平位移 豎向位移 轉角位移汽車MinQ結果:單元號 節(jié)點號 軸力 剪力節(jié)點號 水平位移 豎向位移 轉角位移 按此撓度結果進行設置預拱度.2、持久狀況空心板應力計算： 計算時考慮汽車沖擊系數(shù)和其他間接荷載的作用。（一）混凝土的壓應力控制： 基本組合： 1、正截面混凝土壓應力控制：kc+ptck，即混凝土正截面壓應力不大于16.2Mpa。計算結果

12、如下：基本組合正截面混凝土壓應力 最大的壓應力為7.1Mpa，滿足規(guī)范的要求。 2、斜截面混凝土壓應力控制：cpck，即混凝土主壓應力不大于19.44Mpa。計算結果如下：基本組合混凝土主壓應力（二）預應力鋼筋的拉應力控制：基本組合：鋼絞線最大拉應力控制：pe+ppk，即鋼絞線最大拉應力不大于1209Mpa。計算結果如下：鋼束最大永存應力鋼束編號最大拉應力容許拉應力計算結果（Mpa）（Mpa）1-1052-1209滿足規(guī)范2-1048-1209滿足規(guī)范3-1014-1209滿足規(guī)范4-1026-1209滿足規(guī)范5-1030-1209滿足規(guī)范十、支反力計算正常使用階段支承反力匯總:結構重力結果:節(jié)點號 水平力 豎向力 彎矩2 -1.115e-001 1.254e+002 0.000e+00022 0.000e+000 1.254e+002 0.000e+000汽車MaxQ結果:節(jié)點號 水平力 豎向力 彎矩2 0.000e+000 1.244e+002 0.000e+00022 0.000e+000 1.237e+002 0.000e+000汽車MinQ結果:節(jié)點號 水平力 豎向力 彎矩2 0.000e+000 -2.573e+000 0.000e+00022 0.000e+000 -