后张法预应力混凝土空心板桥设计计算书.doc

设计计算书第页

第Ⅰ部分上部结构

=1\*ROMANI、设计资料

一、设计标准及材料
标准跨径：16m计算跨径：15.56m
桥面净宽：9+2×0.5m设计荷载：汽—20，挂—100
材料：预应力钢筋：Φ15.24（7Φ5.0）钢铰线，后张法施工。
非预应力钢筋：Ⅰ钢筋和Ⅱ级螺纹钢筋
混凝土：空心板为R40号，空心板铰逢为R30号；桥面铺装为R30号沥青砼；栏杆、人行道采用R30号砼;

二、构造与尺寸
50900/2

2%

图1-1桥梁横断面
（尺寸单位：cm）
图1-2面构造及尺寸（尺单位：cm）

三、设计依据与参考书
《结构设计原理》叶见曙主编，人民交通出版社
《桥梁计算示例集》（梁桥）易建国主编，人民交通出版社
《桥梁工程》（1985）姚玲森主编，人民交通出版社
《公路桥涵标准图》公路桥涵标准图编制组，人民交通出版社
《公路桥涵设计规范（合订本）》(JTJ021-85)人民交通出版社
《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022-85）

=2\*ROMANII、上部结构的设计过程

一、毛截面面积计算（详见图1-2）
Ah=99×90－30×63－∏×31.52－（3×3＋7×7＋12×7）
=4688.28cm2
(一)毛截面重心位置
全截面静距：对称部分抵消，除去下部3cm后1/2板高静距
S=2[5×7/2（2/3×7＋14.5＋14）+3×8×（21＋14.5＋8/2）＋2×8/2（14.5
＋21＋8/3）]＋99×3×（43.5＋3/2）
=3667.5＋13365
=17032.5cm3
铰面积：A铰=2×（1/2×7×5＋1/2×2×8＋3×8）=99cm2
毛面积的重心及位置为：
dh=17032.5/4688.28=3.63cm(向下)
则重心距下边缘的距离为：14＋18＋14.5－3.63=42.87cm
距上边缘距离为：90－42.87=47.13cm
铰重心对除去下部3cm后1/2板高的距离：
d铰=3667.5/99=37.05cm

OyO
II

图1-3
(二)毛截面对重心的惯距

每个挖空半圆(图1-3)
面积：A′=1/2×∏×R2=1/2×3.14×182=508.68cm2
重心：y=4R/(3×∏)=4×18/(3×3.14)=7.64cm
半圆对自身惯距：I=II-I－A′y2=3.14×184/8－508.68×7.642
=41203.08－29691.45=11511.63cm4
由此可得：Ih=99×903/12＋99×90×3.632－2[36×293/12＋36×29×3.632]－4×11511.63－2×508.68×[（7.64＋29/2＋3.63）2＋（7.64＋29/2―3.63）2]―2（1/12×83×3＋1/36×2×83＋1×5×73/36）－99×（37.05＋3.63）2
=4723333.21cm4
二、内力计算
（一）、永久荷载（恒载）作用下
桥面系
安全带、栏杆：单侧为6.25kN/m
桥面铺装：2×（0.06+0.15）/2×4.5×23=21.74kN/m
g1=(6.25×2+21.74)/10=3.43kN/m
铰和接缝：g2=(99+1×90)×10-4×24=0.45kN/m
行车道板：g3=4688.28×10-4×25=11.72kN/m
恒载总重力：g=g1+g2+g3=3.43+0.45+11.72=15.6kN/m
恒载内力计算见表1-1。
表1-1
荷载g
(kN/m)L
(m)M(kN*m)Q(kN)跨中1/8gL21/4点3/32gL2Q支1/2gLQ1/4点1/4gL单块板重
全部恒载11.72
15.6015.56
15.56354.7
472.12266.02
354.0991.18
121.3745.59
60.68（二）、基本可变荷载（活载）作用下
荷载横向分布系数
跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算。支点按杠杆法计算荷载横向分布系数；支点到四分点间按直线内插求得。
（1）跨中和四分点的荷载横向分布系数：
刚度系数r=π2EI/(4GIT)·(b/l)2=5.8I/IT(b/l)2
式中I=Ih=4723333.21cm4;b=100cm;L=24.34×100cm
IT——板截面的抵抗扭刚度。
图1-2所示截住面简化成图1-4。（略去中间肋板）
IT=4b2h2/[b(1/t1+1/t2)+2h/t3]=4×892×（90－11/2－7）2/[89×（1/11＋1/14）＋2(90－11/2－7)/10]=6354404.131cm4
r=5.8×Ib2/ITl2
=5.8×4723333.21×1002/6354404.1