教程11m空心板MIDAS計(jì)算書

1、第1章 總述1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范1.1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1) 道路等級(jí)：公路二級(jí)(2) 設(shè)計(jì)車速：60公里/小時(shí)(3) 設(shè)計(jì)車道：雙向2車道(4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年(5) 橋梁寬度：橋面寬度為9.5m，斷面組成為：0.25m(欄桿)+0.75m(人行道)2×3.75m(車行道)+ 0.75m(人行道)+0.25m（欄桿）=9.5m。(6) 汽車荷載等級(jí)：公路級(jí)1.1.2 設(shè)計(jì)規(guī)范(1) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003(2) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004(3) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004(4) 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及

2、木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 025-86(5) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ 041-2000(6) 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 024-85(7) 公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法（1996年版）(8) 其它相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程1.2 復(fù)核計(jì)算參數(shù)1.2.1 主要材料及技術(shù)參數(shù)(1) 混凝土力學(xué)指標(biāo) 混凝土力學(xué)指標(biāo)表 表 11 項(xiàng) 目fck（MPa）ftk（MPa）fcd（MPa）ftd（MPa）彈性模量Ec（MPa）剪切模量Gc（MPa）泊松比熱膨脹系數(shù)C5032.42.6522.41.8334500138000.20.00001(2) 鋼絞線力學(xué)指標(biāo)鋼絞線力學(xué)指標(biāo)表 表12項(xiàng)目s15.

3、24270級(jí)彈性模量Ep（MPa）195000fpk（MPa）1860fpd（MPa）1260熱膨脹系數(shù)0.000012(3) 鋼筋力學(xué)指標(biāo)鋼筋力學(xué)指標(biāo)表 表13項(xiàng)目HRB335R235fsk（MPa）335235fsd（MPa）280195fsd（MPa）280195彈性模量Es（MPa）2000002000001.2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表 表 14跨徑（m）截面情況跨中截面（cm）支點(diǎn)截面（cm）11空心板梁梁高：55頂板厚：12底板厚：12腹板厚：14梁高：55頂板厚：12底板厚：12腹板厚：181.3 荷載取值1.3.1 永久作用(1) 一期恒載現(xiàn)澆空心板梁以自重計(jì)入。預(yù)應(yīng)力

4、混凝土容重取26kN/m3。(2) 二期恒載包括橋面鋪裝、欄桿、人行道等，以均布荷載計(jì)入。橋面鋪裝：整體化層厚10cm， 10cm的鋼筋混凝土橋面鋪裝，容重25kN/m3；欄桿：兩邊欄桿實(shí)際重量取值。(3) 收縮徐變收縮徐變時(shí)間取10年，即3650天。1.3.2 可變作用(1) 汽車荷載荷載等級(jí)：公路-級(jí)；沖擊系數(shù)：按規(guī)范計(jì)算，車道沖擊系數(shù)基頻，沖擊系數(shù)；橫向分布系數(shù)：采用鉸接板梁法， (2) 人群荷載按照公路-級(jí)的人群荷載取值,。第2章 Xxx橋11m空心板梁計(jì)算2.1 計(jì)算說明及要點(diǎn)xxx1#和2#橋位于xx市xx區(qū)xxx線上，主橋橫斷面設(shè)1.5的雙向坡。主橋孔跨布置為：1#橋：11m+3

5、x22.6m78.8m，2#橋：3x22.6m67.8m，采用預(yù)應(yīng)力空心板結(jié)構(gòu)體系，橋墩設(shè)板式橡膠支座，按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)。本計(jì)算書復(fù)核計(jì)算11m變截面預(yù)應(yīng)力空心板。2.1.1 計(jì)算說明(1) 計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算分別對(duì)各施工階段和使用階段進(jìn)行了全面的分析。靜力計(jì)算檢算了結(jié)構(gòu)在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的受力行為。根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)特征靜力計(jì)算按平面桿系計(jì)算，主要檢算結(jié)構(gòu)在各施工階段和使用階段的行為，計(jì)算中計(jì)入了結(jié)構(gòu)重力、收縮徐變、預(yù)應(yīng)力、活載等荷載或作用。(2) 施工方法主梁采用預(yù)制吊裝施工。(3) 內(nèi)力值符號(hào)坐標(biāo)軸的方向符合右手法則，內(nèi)力的方向與坐標(biāo)軸方向一致。2.1.2 計(jì)算要點(diǎn)主梁結(jié)構(gòu)

6、為11m變截面預(yù)應(yīng)力空心板，板寬0.99m，板高為0.55m，靜力計(jì)算采用Midas2006計(jì)算。計(jì)算模型取單片主梁進(jìn)行計(jì)算，主梁共劃分26個(gè)單元，27個(gè)節(jié)點(diǎn)。全橋位于直線段上，按實(shí)際位置和約束情況模擬支座。圖 21 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖(1) 結(jié)構(gòu)模型建立考慮要素 a）、因橫坡為1.5%，梁寬為0.99m采用梯形斷面而引起的支承中心線與截面剪切中心不一致而引起偏心影響；(2) 施工階段劃分根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙施工步驟，共劃分有2個(gè)施工階段和1個(gè)使用階段。施工階段1：預(yù)應(yīng)力張拉施工階段采用30天為施工周期，支座按變形前添加，自重和預(yù)應(yīng)力按激活時(shí)間后加載。施工階段2：二期恒載施工階段采用15天為施工周期，橋面

7、鋪裝按激活時(shí)間前加載。施工階段3：考慮十年收縮徐變。2.2 縱向計(jì)算2.2.1 持久狀況（1）承載能力極限狀態(tài) 考慮基本組合下結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)。A、 結(jié)構(gòu)內(nèi)力包絡(luò)圖圖22 承載能力極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖23 承載能力極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖B、結(jié)構(gòu)主要截面強(qiáng)度驗(yàn)算 主梁部分截面內(nèi)力設(shè)計(jì)值及其抗力 表 21截面位置節(jié)點(diǎn)號(hào)彎矩(kN.m)剪力(kN)rMu_max rMu_minMnrVd_maxrVd_minVn支點(diǎn)1-0.7618-15.4991466.362177.67376.08081486.3111l/83160.791167.7594637.3078-87.9220-193.286812

8、87.88791/46316.5021147.9176760.0793-52.1393-148.34051891.90813/810470.8551228.1277838.8301-13.2299-101.0709827.1744跨中13511.1225250.4331838.830126.2529-54.7893515.7756圖24 彎矩設(shè)計(jì)值及其抗力包絡(luò)圖（單位：kN.m）圖25 剪力設(shè)計(jì)值及其抗力包絡(luò)圖（單位：kN）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，主梁正截面抗彎強(qiáng)度、斜截面抗剪強(qiáng)度均滿足要求。（2）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)A、成橋狀態(tài)下結(jié)構(gòu)應(yīng)力圖26 成橋狀態(tài)正應(yīng)力包絡(luò)圖(單位：MPa)圖27 成橋狀態(tài)

9、主拉應(yīng)力圖(單位：MPa)圖28 成橋狀態(tài)主壓應(yīng)力圖(單位：MPa)B、正常使用極限狀態(tài)下結(jié)構(gòu)抗裂驗(yàn)算圖29 短期組合正應(yīng)力 主橋在短期效應(yīng)組合作用下，各余截面不產(chǎn)生拉應(yīng)力，主梁正截面抗裂滿足規(guī)范要求。圖210 短期組合主拉應(yīng)力主梁在短期效應(yīng)組合作用下，主拉應(yīng)力均滿足規(guī)范規(guī)定，對(duì)主梁短期組合主拉應(yīng)力控制較好。C、持久狀況混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算圖241 使用階段正壓應(yīng)力圖標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，主梁截面最大正壓應(yīng)力值約為7.6238MPa，滿足規(guī)范規(guī)定的16.2MPa。圖252 使用階段主壓應(yīng)力圖持久狀況下，混凝土截面最大主壓應(yīng)力為7.6238MPa，滿足規(guī)范規(guī)定的19.44MPa要求。D、使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋

10、拉應(yīng)力驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果表明，鋼束在使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力均滿足規(guī)范規(guī)定的1209MPa要求。E、預(yù)應(yīng)力和二期恒載作用下累計(jì)位移圖213 預(yù)應(yīng)力張拉作用下累計(jì)位移圖214 二期恒載作用下累計(jì)位移2.2.2 短暫狀況按照新公橋規(guī)第條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合：壓應(yīng)力0.70，拉應(yīng)力0.7。圖215 施工階段最大正應(yīng)力圖圖216 施工階段最小正應(yīng)力包絡(luò)圖本橋施工時(shí)混凝土強(qiáng)度已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的85%，故壓應(yīng)力允許值18.144MPa；拉應(yīng)力允許值-1.484MPa。由上圖可知，施工階段截面邊緣混凝土有10.48MPa的最大法向壓應(yīng)力和4.58MPa的最大法向拉應(yīng)力，法向壓應(yīng)力和拉應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。根