222m简支空心板计算书.docx

计算书设计阶段：施工图工程名称：漯河市交通路沙河桥加宽加固工程施工图设计计算书名称：装配式后张法预应力混凝土简支空心板桥 (城-A级)上部构造22.2m简支空心板静力计算计算： 日期：复核： 日期：审核： 日期： 河南省交通科学技术研究院勘察设计所目录1 设计依据及相关资料11.1计算项目采用的标准和规范11.2参与计算的材料及其强度指标21.3 荷载等级21.4 作用荷载、荷载组合21.5 计算模式、重要性系数32计算32.1桥梁横断面、T梁断面、结构离散图、所采用软件32.2 横向分布系数计算42.3 计算结果及结果分析42.3.1中板计算结果及结果分析（8m路基）42.3.2悬臂0.255m边板计算结果及结果分析（8m路基）81 设计依据及相关资料1.1计算项目采用的标准和规范1.城市道路设计规范（CJJ 37-90）2.公路工程技术标准（JTG B01-2003）3.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）4.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.高速公路交通安全设施设计及施工技术规范（JTJ 074-94）6.城市桥梁设计准则（CJJ 11-93）7.城市桥梁设计荷载标准（CJJ 77-98）1.2参与计算的材料及其强度指标 材料名称及强度取值表 表1.1材 料项 目参 数C50 混凝土抗压标准强度fck32.4Mpa抗拉标准强度ftk2.65Mpas15.2低松弛钢铰线普通钢筋HRB3351.3 荷载等级荷载等级：城市A级1.4 作用荷载、荷载组合1永久作用：结构重力、预加力和混凝土的收缩及徐变作用；2可变作用：汽车荷载、温度作用；竖向日照正温差 T1=14,T2=5.5，A=300 mm；竖向日照反温差 T1=-7,T2=-2.75，A=300 mm；3.作用效应组合（1）承载能力极限状态 组合设计值Sud=1.2永久作用 +1.4汽车荷载+0.81.4（温度+人群荷载）汽车荷载计冲击力，组合值还应乘的结构重要性系数1.1（2）正常使用极限状态 作用短期效应组合：永久作用+0.7汽车荷载+人群荷载+0.8温度梯度+1.0均匀温度作用 作用长期效应组合：永久作用+0.4汽车荷载+0.4人群荷载+0.8温度梯度+1.0均匀温度作用汽车荷载不计冲击力1.5 计算模式、重要性系数按简支结构，结构重要性系数为1.1。2计算2.1桥梁横断面、T梁断面、结构离散图、所采用软件图2.1-1 桥梁加宽部分横断面 图2.1-2 空心板边板跨中断面 图2.1-3 空心板中板跨中断面图2.1-4 结构离散图采用桥梁博士V3.1.0计算，计算共分4个阶段，即3个施工阶段和1个使用阶段，各阶段情况见表2.1， 施工阶段划分表 表2.1阶段号工 作 内 容1T梁预制，张拉预应力钢束，架设T梁2浇筑湿接缝混凝土3浇注桥面铺装，安装人行道板、防撞栏4使用阶段2.2 横向分布系数计算活载横向分布系数采用G-M法计算。进行结构验算时，为预留一定的安全储备，横向分布系数乘以1.25的增大系数，计算结果见表2.2。汽车冲击系数按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）4.3.2条计算，计算正弯矩和剪力效应时0.237。 横向分布系数取值表 表2.2路基宽：8m梁号铰接板法横向分布系数取用横向分布系数*1.25汽车荷载人群荷载满人荷载10.2330.6371.821边板边板20.1770.4261.3820.233,0.637,1.8210.291,0.796,2.27630.1650.3831.275中板中板40.1560.3511.1780.177,0.426,1.3820.221,0.533,1.72850.1460.3301.10760.1630.3691.2372.3 计算结果及结果分析2.3.1中板计算结果及结果分析（8m路基）1.持久状况承载能力极限状态验算（1）正截面承载能力极限计算正截面承载能力极限计算见图2.3.1-1：图 2.3.1-1 正截面承载能力极限计算结果由图2.3.1-1可以看出，构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力极限状态满足规范要求。（2）受弯构件斜截面抗剪承载力验算Vpb验算支点、支点h/2处、支点腹板宽度变化处，验算结果见表2.3.1-1斜截面抗剪承载力验算结果表 表2.3.1-1验算位置V箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸支点最大剪力996.000996.013.374.959是是最小剪力996.000996.0145.06.870是是支点h/2处最大剪力1061.3001061.3513.52.067是是最小剪力1061.3001061.3248.64.269是是由表2.3.1-1可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足规范要求。2.持久状况正常使用极限状态验算（1）预应力混凝土构件截面抗裂验算a荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.3.1-2图 2.3.1-2 荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.3.1-2中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下 的要求。b荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算荷载长期效应组合作用下抗裂性验算见图2.3.1-3图 2.3.1-3 荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.3.1-3可以看出，长期效应组合作用下没有出现拉应力满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在长期效应组合下 的要求。c预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算荷载短期效应组合作用下斜截面抗裂性验算见图2.3.1-4图 2.3.1-4 荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图从图2.3.1-4可以看出，短期效应组合作用下斜截面主拉应力很小，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下预制构件 的要求。（2）变形计算按短期效应组合结构的位移见图2.3.1-5。图 2.3.1-5 短期效应组合的位移图从图2.3.1-5可知，在荷载短期效应组合下，跨中的最大挠度为0.006，C50混凝土的挠度长期增长系数为1.425，故考虑荷载长期效应的影响下，最终计算边跨跨中的最大挠度为：0.006/0.951.4250.009因为由预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，不设预拱度。3.持久状况应力验算(1)正截面混凝土的压应力验算正截面混凝土的压应力见图2.3.1-6 图 2.3.1-6 正截面混凝土的压应力图从图2.3.1-6看出正截面混凝土的压应力最大值13.930.5fck=16.2MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条的要求。(2)预应力钢筋拉应力验算预应力钢束拉应力见表2.3.1-2，从表中可以看出钢束拉应力满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条钢绞线应力的要求。 钢束拉应力表 表2.3.1-2钢束号应力(MPa)容许最大拉应力(MPa)是否满足112081209是212091209是312091209是412081209是512081209是612081209是(3)斜截面混凝土的主应力斜截面混凝土的主压应力见图2.3.1-7：图 2.3.1-7 斜截面混凝土的主压应力图从图2.3.1-7可以看出：混凝土的主压应力最大值：11.51MPa0.632.4=19.44MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.6条的要求；3.短暂状况应力验算短暂状况第一和二施工阶段的应力见图2.3.1-8、2.3.1-9：图 2.3.1-8 第一施工阶段应力图图 2.3.1-9 第二施工阶段应力图从图2.3.1-8和2.3.1-9可以看出最大压应力：11.45MPa=22.68MPa满足满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.2.8条的要求；施工阶段拉应力不会超限。2.3.2悬臂0.255m边板计算结果及结果分析（8m路基）1.持久状况承载能力极限状态验算（1）正截面承载能力极限计算正截面承载能力极限计算见图2.3.2-1：图 2.3.2-1 正截面承载能力极限计算结果由图2.3.2-1可以看出，构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力极限状态满足规范要求。（2）受弯构件斜截面抗剪承载力验算Vpb验算支点、支点h/2处、支点腹板宽度变化处，验算结果见表2.3.2-1斜截面抗剪承载力验算结果表 表2.3.2-1验算位置V箍筋V弯起V预应力总抗力设计剪力VR/Vd满足尺寸支点最大剪力1103.6001103.616.467.287是是最小剪力1103.6001103.6156.27.065是是支点h/2处最大剪力1176.6001176.6656.31.793是是最小剪力1176.6001176.6329.33.573是是由表2.3.2-1可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足规范要求。2.持久状况正常使用极限状态验算（1）预应力混凝土构件截面抗裂验算a荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.3.2-2图 2.3.2-2 荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.3.2-2中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下 的要求。b荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算荷载长期效应组合作用下抗裂性验算见图2.3.2-3图 2.3.2-3 荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.3.2-3可以看出，长期效应组合作用下没有出现拉应力满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在长期效应组合下 的要求。c预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算荷载短期效应组合作用下斜截面抗裂性验算见图2.3.2-4图 2.3.2-4 荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图从图2.3.2-4可以看出，短期效应组合作用下斜截面主拉应力很小，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下预制构件 的要求。（2）变形计算按短期效应组合结构的位移见图2.3.2-5。图 2.3.2-5 短期效应组合的位移图从图2.3.2-5可知，在荷载短期效应组合下，跨中的最大挠度为0.006m，C50混凝土的挠度长期增长系数为1.425，故考虑荷载长期效应的影响下，最终计算边跨跨中的最大挠度为：0.006m/0.951.4250.009m。因为由预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，不设预拱度。3.持久状况应力验算(1)正截面混凝土的压应力验算正截面混凝土的压应力见图2.3.2-6 图 2.3.2-6 正截面混凝土的压应力图从图2.3.2-6看出正截面混凝土的压应力最大值17.02MPa0.5fck=16.2MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条的要求。(2)预应力钢筋拉应力验算预应力钢束拉应力见表2.3.2-2，从表中可以看出钢束拉应力满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条钢绞线应力的要求。 钢束拉应力表 表2.3.2-2钢束号应力(MPa)容许最大拉应力(MPa)是否满足112101209是212091209是312091209是412071209是512071209是612071209是(3)斜截面混凝土的主应力斜截面混凝土的主压应力见图2.3.2-7：图 2.3.2-7 斜截面混凝土的主压应力图从图2.3.2-7可以看出：混凝土的主压应力最大值：12.16MPa0.632.4=19.44MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.6条的要求；3.短暂状况应力验算短暂状况第一和二施工阶段的应力见图2.3.2-8、2.3.2-9：图 2.3.2-8 第一施工阶段应力图图 2.3.2-9 第二施工阶段应力图从图2.3.2-8和2.3.2-9可以看出最大压应力：13.52MPa=22.68MPa满足满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.2.8条的要求；施工阶段没有出现拉应力。