30m簡支箱梁計(jì)算書

-.z.30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支小箱梁計(jì)算書一、主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級：城市支路，雙向四車道2、橋面寬度：3m人行道+0.25m路緣帶+2*3.5m車行道+0.5m雙黃線+2*3.5m車行道+0.25m路緣帶+3m人行道=21m3、荷載等級：汽車-80級4、設(shè)計(jì)時(shí)速：30Km/h5、地震動(dòng)峰值加速度0.2g6、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年二、計(jì)算依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)1、《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)》（GBJ22-87）2、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)》（JTGD60-2004）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)》（JTGD62-2004）三、計(jì)算理論、荷載及方法1、計(jì)算理論橋梁縱向計(jì)算按照空間桿系理論，采用MidasCivil2012軟件計(jì)算。2、計(jì)算荷載（1）自重：26KN/m3（2）橋面鋪裝：10cm瀝青鋪裝層+8cm鋼筋混凝土鋪裝（3）人行道恒載：20KN/m（4）預(yù)應(yīng)力荷載：采用4束5φs15.2和6束4φs15.2fpk=1860MPa鋼絞線，控應(yīng)力1395MPa。（5）汽車荷載：本橋由于是物流園區(qū)部道路，通行的重車較多，本次設(shè)計(jì)考慮《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)》（GBJ22-87）汽車-80級，計(jì)算圖示如下：根據(jù)圖示，汽車荷載全橋橫橋向布置三輛車。沖擊系數(shù)按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)》（JTGD60-2004）條考慮。（6）人群荷載：3.5KN/m2（7）橋面梯度溫度:正溫差：T1=14°，T2=5.5°負(fù)溫差：正溫差效應(yīng)乘以-0.53、計(jì)算方法（1）將橋梁在縱橫梁位置建立梁單元，然后采用虛擬梁考慮橫向剛度，以此來建立模型。（2）根據(jù)橋梁施工方法劃分為四個(gè)施工階段：架梁階段、現(xiàn)澆橫向濕接縫階段、二期恒載階段、收縮徐變階段。（3）進(jìn)行荷載組合，求得構(gòu)件在施工階段和使用階段時(shí)的應(yīng)力、力和位移。（4）根據(jù)規(guī)規(guī)定的各項(xiàng)容許指標(biāo)。按照A類構(gòu)件驗(yàn)算是否滿足規(guī)的各項(xiàng)規(guī)定。四、計(jì)算模型全橋采用空間梁單元建立模型，共劃分為273節(jié)點(diǎn)和448個(gè)單元。全橋模型如下圖：全橋有限元模型圖五、計(jì)算結(jié)果1、施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算（1）架梁階段架設(shè)階段正截面上緣最小壓應(yīng)力為1.0MPa，最大壓應(yīng)力為2.7MPa；正截面下緣最小壓應(yīng)力為12.0MPa，最大壓應(yīng)力為13.7MPa。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定1.15ftk’=-1.484MPa≤σ≤0.7fck’=18.144MPa，可見加梁階段壓應(yīng)力滿足規(guī)要求。架梁階段正截面上緣壓應(yīng)力圖（MPa）架梁階段正截面下緣壓應(yīng)力（MPa）（2）現(xiàn)澆橫向濕接縫階段現(xiàn)澆橫向濕接縫階段正截面上緣最小壓應(yīng)力為1.1MPa，最大壓應(yīng)力為2.8MPa；正截面下緣最小壓應(yīng)力為11.5MPa，最大壓應(yīng)力為13.4MPa。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定1.15ftk’=-1.484MPa≤σ≤0.7fck’=18.144MPa，可見加梁階段壓應(yīng)力滿足規(guī)要求?，F(xiàn)澆橫向濕接縫階段正截面上緣壓應(yīng)力圖（MPa）現(xiàn)澆橫向濕接縫階段正截面下緣壓應(yīng)力圖（MPa）（3）二期恒載完成階段二期恒載完成階段正截面上緣最小壓應(yīng)力為1.9MPa，最大壓應(yīng)力為5.2MPa；正截面下緣最小壓應(yīng)力為7.7MPa，最大壓應(yīng)力為11.9MPa。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定1.15ftk’=-1.484MPa≤σ≤0.7fck’=18.144MPa，可見加梁階段壓應(yīng)力滿足規(guī)要求。二期恒載完成階段正截面上緣壓應(yīng)力圖（MPa）二期恒載完成階段正截面下緣壓應(yīng)力圖（MPa）（4）收縮徐變完成階段收縮徐變完成階段正截面上緣最小壓應(yīng)力為1.9MPa，最大壓應(yīng)力為5.2MPa；正截面下緣最小壓應(yīng)力為6.7MPa，最大壓應(yīng)力為11.0MPa。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定1.15ftk’=-1.484MPa≤σ≤0.7fck’=18.144MPa，可見加梁階段壓應(yīng)力滿足規(guī)要求。收縮徐變完成階段正截面上緣壓應(yīng)力圖（MPa）收縮徐變完成階段正截面下緣壓應(yīng)力圖（MPa）2、受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算鋼束編號施工階段有效預(yù)應(yīng)力（MPa）使用階段鋼束拉應(yīng)力（MPa）施工階段容許拉應(yīng)力（MPa）使用階段容許拉應(yīng)力（MPa）腹板束N11262119213951209腹板束N21256119113951209腹板束N31249118913951209腹板束N41243118813951209底板束N51270119313951209根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條施工階段σ≤0.75fpk=1395MPa和第條使用階段σ≤0.65fpk=1209MPa，從上表中可以看出，鋼束的拉應(yīng)力滿足規(guī)的要求。3、使用階段正截面抗裂驗(yàn)算（1）短期效應(yīng)正截面抗裂驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定短期效應(yīng)組合下σst–σpc≤0.7ftk=-1.855MPa，從短期效應(yīng)正截面上下緣圖中可以看出各個(gè)截面的應(yīng)力均符合要求。短期效應(yīng)正截面上緣應(yīng)力圖（MPa）短期效應(yīng)正截面下緣應(yīng)力圖（MPa）（2）長期效應(yīng)正截面抗裂驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定長期效應(yīng)組合下σlt–σpc≤0MPa，從長期效應(yīng)正截面上下緣圖中可以看出各個(gè)截面的應(yīng)力均符合要求。長期效應(yīng)正截面上緣應(yīng)力圖（MPa）長期效應(yīng)正截面下緣應(yīng)力圖（MPa）4、使用階段斜截面抗裂驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定短期效應(yīng)組合下主拉應(yīng)力容許值σtp≤0.7ftk=1.855MPa，從短期效應(yīng)斜截面最大拉應(yīng)力圖中可以看出各個(gè)截面的應(yīng)力均符合要求。短期效應(yīng)斜截面主最大拉應(yīng)力圖（MPa）5、使用階段正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力σKC+σpt≤0.5fck=16.2MPa。從使用階段正截面上下緣壓應(yīng)力圖中可以看出各個(gè)截面的應(yīng)力均符合要求。使用階段正截面上緣壓應(yīng)力圖（MPa）使用階段正截面下緣壓應(yīng)力圖（MPa）6、使用階段斜截面壓應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條規(guī)定受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力σcp≤0.6fck=19.44MPa。從使用階段斜截面最大主壓應(yīng)力圖中可以看出各個(gè)截面的應(yīng)力均符合要求。使用階段斜截面最大主壓應(yīng)力圖（MPa）7、承載能力極限狀態(tài)正截面抗彎承載力驗(yàn)算基本組合下小箱梁跨中最小彎矩為5587kN·m，最大彎矩為10647kN·m。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條計(jì)算出結(jié)構(gòu)抗彎承載力為11977kN·m，可見結(jié)構(gòu)抗彎承載力滿足要求。承載能力極限狀態(tài)正截面抗彎矩絡(luò)圖（MPa）8、承載能力極限狀態(tài)斜截面抗剪承載力驗(yàn)算基本組合下小箱梁支座處最小剪力為746kN，最大剪力為1883kN。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條計(jì)算出所需的抗剪截面只有單個(gè)截面不符合要求，其余都符合要求，計(jì)算出結(jié)構(gòu)抗剪承載力為3556kN，結(jié)構(gòu)抗剪承載力滿足要求。承載能力極限狀態(tài)斜截面抗剪包絡(luò)圖（kN）9、撓度驗(yàn)算經(jīng)計(jì)算，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度，結(jié)構(gòu)按照短期效應(yīng)組合和B0=0.95EcI0剛度考慮長期效應(yīng)影響系數(shù)1.425計(jì)算的撓度值為12.6*1.425=19mm。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)》JTGD62-2004第條可知，梁式橋主梁的最大撓度不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的L/600