20米预应力混凝土空心板桥计算书装配式预应力混凝土空心板桥计算.docx

装配式预应力混凝土空心板桥计算第Ⅰ部分上部构造计算一、设计资料及构造布置设计资料跨径：标准跨径20.0m，计算跨径l=19.6m，预制板全长19.96m。荷载：汽车—20级，挂车—100，人群荷载3.5KN/m2。桥面净宽：行车道7.00m，人行道每测0.75m。主要材料：混凝土：预制行车道板40号混凝土，桥面铺装及接缝亦用40号混凝土，其余均为25号混凝土。预应力筋采用φ15.24（7φ5）钢绞线，Rby=1860Mpa，普通筋直径d≥12mm者采用Ⅱ级钢筋，直径d<12mm者采用Ⅰ级钢筋（但吊环必须用Ⅰ级钢筋）。施工要点：预制块件在台座上用先张法施加预应力，张拉台座长度假定为70m。设计时要求预制板混凝土强度达到80%时才允许放松预应力筋。计算预应力损失时计入加热养护温差20℃所引起的损失。预应力钢绞线应进行持荷时间不少于5min的超张拉。安装时，应待接缝及现浇层混凝土与预制板结合成整体后再敷设铺装层及安装人行道板等。技术标准及设计规范：（1）.《公路工程技术标准》（JTT01—88）；（2）.《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021—89）；（3）.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85），以下简称《预桥规》。（4）.《桥梁工程》2001，范立础主编，人民交通出版社出版。（5）.《公路桥涵设计手册》〈梁桥·上册〉（1996），徐光辉、胡明义主编，人民交通出版社出版。（二）、构造及设计要点主梁片数：每孔8片。预制板厚85cm，每块宽100cm。桥面横坡1.5%，由8～13.75cm厚40号水泥防水耐磨混凝土层（加膨胀剂），无磨损，故考虑部分参与梁板受力。在预制人行道板时，应预留泄水管孔洞。其它未尽事项，参见各设计图。主梁预制尺寸，梁长等详见设计图。二、横截面布置横截面布置见图1—2，行车道部分的预制板厚85cm，每块底宽100cm。桥面横坡1.5%，由支座垫石调整。人行道部分，边缘悬出行车道板以外25cm。三、毛截面几何特性（见图1—3）（注：1—3为中板断面）（一）、毛截面面积图1—1总体布置图（二）、毛截面重心位置全断面对1/2板处的静矩：对称部分消去，即只计算铰对1/2板高的静矩。铰面积：则毛截面重心离板高1/2处的距离为：图1—3中板断面图铰重心对1/2板高的距离：（三）、毛截面对重心惯矩每个挖空的圆，对自身的惯矩：由此得毛截面的惯矩为：四、内力计算（一）、永久荷载（恒载）作用下材料特性表表1—1名称项目符号单位数据混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度抗拉标准强度轴心抗压设计强度抗拉设计强度REhRabR1bRaR1MPaMpaMPaMpaMPaMpa503.5x10435328.52.45预施应力阶段极限压应力极限拉应力0.70Rab’*0.70Rab’*MPaMpa22.051.89使用荷载作用阶段荷载组合Ⅰ：极限压应力极限主拉应力极限主压应力荷载组合Ⅲ：极限压应力极限主拉应力极限主压应力0.5Rab0.8R1b0.6Rab0.6Rab0.9R1b0.65RabMPaMpaMpaMPaMpaMpa17.52.4212.12.722.75钢铰线标准强度弹性模量KN/m3抗拉设计强度最大控制应力使用荷载作用阶段极限应力荷载组合Ⅰ荷载组合ⅢRybEyRyσk0.75Ryb0.65Ryb0.70RybMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa18601.95x10514881395139512091302材料容重钢筋混凝土混凝土钢丝束r1r2r3KN/m3KN/m3KN/m326.024.078.5钢丝与混凝土的弹性模量比重n无量纲5.43桥面系人行道、栏杆：参照其它梁桥取用，单侧为12.5KN/m；桥面铺装：0.14×7×24=23.52KN/m。人行道和栏杆的重量是在各板铰接形成整体后加在桥梁两侧的，精确地说由于桥横向的弯曲变形各板分配到的由栏杆和人行道荷载引起的荷重是不相同的，可按横向分配系数计算各板分担的大小，在这里近似地按各板平均分担人行道、栏杆重力计算。将以上重力均摊给8块板，得：铰和铰缝：行车道板：恒载总重力：恒载内力计算表见表1—2恒载内力计算表表1—2荷载g(KN/m)L(m)M(KN·m)Q(KN)跨中gl2/81/4点3gl2/32Q支gl/2Q1/4点gl/4单块板重11.9719.6578.80431.10117.3158.65全部荷载19.5319.6937.83703.37191.3995.70（二）、基本可变荷载（活载）作用下荷载横向分配系数跨中及四分点的横向分配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。支点到四分点按直线内插求得。图1—4简化截面图（1）跨中和四分点的荷载横向分配系数：按《桥梁工程》（2001年版）式（2-4-59）刚度系数式中板截