16m预应力空心板梁设计计算书-桥梁博士.doc

16m预应力空心板梁设计计算书-桥梁博士
1. 工程概况
明华东港桥位于六灶镇明华东港上，全长16m，上部结构采用16m先张法预应力空心板梁。桥面宽12.6m，设计荷载为公路Ⅱ级。

图1 桥梁横断面图（单位：cm)
2. 设计依据和内容
2.1 设计依据
2.1。1
2.1。2
2.2 设计验算内容
2.2.1 上部结构正常使用状态正截面抗裂验算
2。2.2 上部结构结构刚度验算
2。2。3 上部结构承载能力极限状态正截面强度验算
2。2.4 下部结构桥台桩基验算
3. 技术标准
3.1 技术标准
3。1.1道路等级:
3.1。2桥梁宽度:全桥总宽12。6m，包括0.3m栏杆+12.0m机动车道+0.3m栏杆。
3。1。3行车道数：3车道;
3。1.6荷载标准：公路Ⅱ级，冲击系数取0。3
3.2 设计规范
3。2.1《公路工程技术标准》
3。2。2《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60—2004)
3.2.3《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）
3。2。4《公路桥涵施工技术规范》 （JTJ 041-2000）
4. 设计参数
4.1 主要材料及其设计参数
4.1.1 混凝土各项力学指标见表1
表1 混凝土材料力学性质表
强
度
等
级
项
目

C40
弹性模量(MPa）
32500
剪切模量（MPa）
13000
泊桑比
0。2
轴心抗压强度标准值（MPa）
26.8
轴心抗拉强度标准值（MPa）
2。4
轴心抗压强度设计值（MPa）
18。4
轴心抗拉强度设计值（MPa)
1.65
热膨胀系数
0.00001
使用部位
空心板、盖梁、桥台、桩基、立柱、铺装

4.1.2普通钢筋
采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，直径：8～32mm
弹性模量:Ⅰ级 210000 Mp/Ⅱ级 200000 Mp
标准强度：Ⅰ级 240 Mpa/Ⅱ级 340 Mpa
热膨胀系数：0.000012

4.1.3 预应力钢筋
其主要力学性能指标列表如下表2～3.
表2　预应力钢筋力学性能指标表
力学性能指标
钢绞线
弹性模量 E(MPa)
195000
抗拉设计强度(MPa）
1260
表3　预应力钢筋计算参数表
主要计算参数
钢绞线
张拉控制应力（MPa）
1395
钢筋松弛率
0.035
锚具变形及钢束回缩值
0。006
4.2 设计荷载取值
4.2。1恒载
4.2.1.1一期恒载
一期恒载:主梁重量按设计尺寸计，混凝土容重取25KN/m3.
4.2.1。2二期恒载
二期恒载为桥面防撞护栏、分隔带护栏等及桥面铺装。
其中：桥面铺装为9㎝钢筋混凝土+4cm沥青混凝土，混凝土容重按25KN/m3计，沥青混凝土按2325KN/m3计
表2 二期恒载计算表
梁位
桥面铺装
栏杆及底座
二期恒载
合计
边梁
0。08＊1。0＊25＋0。04*1。0*23=3
（0.2+0.3＊0.25＊25)*1=2.1
5.1KN/m
中梁
0.08＊1.0＊25＋0.04＊1.0＊23=3
(0。2+0。3*0。2*25）＊0。4=1.0
4KN/m
4。2.2活载
计算荷载：公路Ⅱ级，三车道加载，横向分布系数采用铰接板法计算，计算结果见下表
表3 横向分布系数
梁位
抗弯惯矩
抗扭惯矩
梁宽
横向分
布系数
边梁
0.03859
0。04683
1.3
0。28
中梁
0.02356
0。04683
1.0
0.23（最大)

附：抗扭惯矩计算
参照《桥梁工程》，略去中间肋板,把截面简化成下图计算空心板的抗扭刚度:
=0。04683M4

5. 上部结构计算概述
5.1 计算方法
设计计算采用采用《桥梁博士》计算。先计算单梁的最不利横向分布系数，再取单梁进行纵向静力分析,结构离散图见下图.
图2. 结构离散图
5.2 施工方法
本桥主梁采用台座预制架设施工.
5.3 上部结构计算结果与结论
按《公路桥涵设计通用规范》要求，验算承载能力极限状态下基本组合，正常使用状况短期效应组合。根据计算结果(见附件一、附件二）可以得出，本桥的抗裂性、强度、刚度均满足规范要求。
6. 桥台桩基计算
桥台采用墙式墩、承台预制桩形式,承台尺寸为12.6m×2。4m，每个承台布置2排14根400×400mm预制方桩,具体构造见下图：

1、 上部结构恒载支反力:1572KN
2、 汽车最大支反力:641KN
3、 桥台与承台自重：1450KN
4、 台后恒载土压力与汽车活载土压力计算
台后土高3。82m，台后填土为压实粉煤灰，内摩擦角取23，容重为18KN/M3
汽车荷载的换算等代均布土层厚度计算

式中：为破棱体长度，对于台背为竖直时，
H=3。82m

式中 B=12.6m
计算得:＝0。759 =3.82×0。759=2。9m
在破棱体内只能放两个重轴，按3车道计算，故＝3×280×0。5=420KN，

根据通用规范4。2.3条，压实土的恒载土压力公式为
其中：＝0。39,

故:＝0.5×0.39×18×12.6×(3.82＋0.63）2=876KN
对承台底矩M=876×4.45/3=1300（KN-M）

由以上各单项荷载,可以计算出承台底面中心处最不利荷载：
N=1572+1450+641=3663KN
M=1300KN—m
H=876KN
根据多排桩 “m”计算出单桩桩身最大内力值,最大弯距发生在冲刷线下6m处
N=270KN,M=57KN-m
5、极限强度验算
经计算，在上述内力组合下截面抗力NR = 836 KN> Nmax=270KN,截面强度合格。
6 、正常使用极限状态裂缝验算
经计算，在上述内力组合下截面裂缝宽度δf = 0.12mm〈[δ]= 0。2mm，截面抗裂验算合格。

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