×16m预应力空心板简支板桥计算书.docVIP

第三章 预应力空心板上部结构计算 3.1 设计资料 1、跨径：标准跨径； 计算跨径。 2、桥面净空：。 3、设计荷载： 汽车荷载：公路-Ⅱ级；人群荷载：。 4、材料：预应力钢筋股钢绞线，直径15.2mm；非预应力钢筋采用HRB335钢筋，R235钢筋；空心板块混凝土采用C50；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装 C50混凝土，采用9块C50的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm，高70cm，空心板全长15.96m。采用先张法施工工艺，预应力钢绞线采用1×7股钢绞线，直径15.2mm，截面面积98.7。预应力钢绞线沿板跨长直线布置。全桥空心板横断面布置如图3-1，每块空心板截面及构造尺寸见图3-2。 图3-1 桥梁横断面（尺寸单位：cm） 图3-2 空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm） 3.3 空心板毛截面几何特性计算 （一）毛截面面积A （二）毛截面重心位置 全截面对板高处的静矩： 铰缝的面积（如右图所示）： 则毛截面重心离板高的距离为： 铰缝重心对板高处的距离为： （三）空心板毛截面对其重心轴的惯矩 如图3-3，设每个挖空的半圆面积为： 半圆重心轴： 半圆对其自身重心轴O-O的惯矩为I: 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I为： （忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩） 图3-3 挖空半圆构造（尺寸单位：cm） 空心板截面的抗扭刚度可简化为下图的单箱截面来近似计算： 图3-4 计算抗扭刚度的空心板截面简化图（尺寸单位：cm） 3.4 作用效应计算 3.4.1 永久作用效应计算 1.预制板的自重（第一期恒载） 中板： 边板： 2.栏杆、人行道、桥面铺装（第三期恒载） 人行道及栏杆重力参照其他桥梁设计资料，单侧按12.0kN/m计算。 桥面铺装采用等厚10cm的沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米重力为： 上述自重效应是在各空心板形成整体以后，再加至板桥上的，精确的说由于桥梁横向弯曲变形。各板分配到的自重效应应是不同的，本桥为计算方便近似按各板平均分担来考虑，则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为： 中板： 3.铰缝自重（第二期恒载） 中板： 边板： 表3-1 空心板每延米总重力g 荷载 板 第一期恒载g1 第二期恒载g2 第三期恒载g3 总和g（KN/m） 中板 8.399 3.122 0.378 11.899 边板 8.508 3.122 0.189 11.819 由此可计算出简支空心板永久作用（自重）效应，计算结果见表3-2。 表3-2 永久作用效应汇总表 作用 （） 作用效应M（KN*m） 作用效应N（KN） 跨中 1/4跨 支点 1/4跨 跨中 中板 8.399 255.48 191.61 65.51 32.75 0 边板 8.508 258.81 194.11 66.36 33.18 0 中板 3.122 94.97 71.23 24.35 12.18 0 边板 3.122 94.97 71.23 24.35 12.18 0 中板 0.378 11.50 8.62 2.95 1.47 0 边板 0.189 5.75 4.31 1.47 0.74 0 g= g1 +g2 +g 中板 11.899 361.97 271.48 92.81 46.41 0 边板 11.819 359.53 269.65 92.19 46.09 0 3.4.2 可变作用效应计算 桥汽车荷载采用公路-Ⅱ级荷载，它由车道荷载和车辆荷载组成。《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。 公路-Ⅱ级的车道荷载由的均布荷载,和的集中荷载两部分组成。而 在计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数，即计算剪力时。 按《桥规》车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折减，车道折减系数。 1．汽车荷载横向分布系数计算 空心板跨中和l/4处的荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点处按杠杆原理法计算。支点至l/4点之间的荷载横向分布系数按直线内插求得。 （1）跨中及l/4处的荷载横向分布系数计算 首先计算空心板的刚度参数： 由前面计算： 将以上数据带入，得： 求得刚度参数后，即可按其查《公路桥涵设计手册—桥梁（上册）》第一篇附录（二）中的3块板的铰接板桥荷载横向分布影响线表，由及内插得到时1号板至3号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值，计算结果列于表3-3中。由表3-3画出各板的横向分布影响线，并按横向最不利位置布载，求得两车道情况下的各板横向分布系数。 各板横向分布影响线及横向最不利布载见图