3×20普通钢筋箱梁计算书讲解

目录

1、工程概况 (2)

2、主要技术标准 (2)

3、采用规范 (2)

4、主要材料 (2)

5、计算参数 (2)

6、结构计算模型 (3)

7、持久状况承载能力极限状态计算 (4)

8、持久状况正常使用极限状态计算 (6)

9、横梁的计算 (8)

10、构件构造要求 (10)

11、结论 (10)

1、工程概况

本桥是黑龙江省伊绥高速公路南互通E匝道桥第四联钢筋混凝土箱梁桥。采用3-20米等高度现浇钢筋混凝土箱梁桥。

2、主要技术标准

设计荷载：公路—I级

桥面宽度：B＝10.5m 2个车道

设计安全等级二级

3、采用规范

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

4、主要材料

主梁材料：C40混凝土

普通钢筋： HRB335钢筋，抗拉强度设计值为280MPa；

5、计算参数

（1）、采用空间有限元杆系将主梁离散为35个节点， 34个单元。荷载组合及验算内容一律按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）相关条文执行。

（2）、活载布置采用外侧偏载最不利方式布载。

（3）、荷载取值：

●恒载：一期恒载混凝土容重为26kN/m3；二期恒载为10cm沥青

铺装，容重为26kN/m3，防撞栏杆为9.6kN/m；

●活载：荷载标准为公路I级，并考虑汽车荷载引起的冲击力，

冲击系数的取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）计算，由程序计算出此结构的自振频率为9.8Hz，

得到冲击系数 ＝0.36；

●汽车引起的离心力：取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG

D60-2004）；

●汽车引起的制动力：取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG

D60-2004），如果有离心力参与荷载组合是制动力取值按照0.7

倍考虑；

●基础变位：基础作用按照支座不均匀沉降考虑，支座的沉降量

为0.5cm；

●温度梯度：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

4.3.10 第3 条，对结构的梯度温度引起的效应进行考虑，取

值参照表4.3.10-3竖向日照正温差计算温度基数表混凝土铺

装的结构类型取值。混凝土上部结构竖向日照反温差为正温差

乘以-0.5。铺装为10cm沥青，T1取14 ℃，T2取 5.5℃；

●均匀温度：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），

取升温为30℃，降温38℃。

6、结构计算模型

采用空间杆系将上部主梁离散成51个节点，50个单元。结构离散图如下所示：

对此结构做成桥分析。

7、持久状况承载能力极限状态计算

（1）、基本组合极限弯矩包络图

如上图所示，其中红色和绿色分别代表正负弯矩的设计值，深蓝色和浅蓝色分别代表正负弯矩的强度值。计算过程中考虑了普通钢筋的影响，普通钢筋的配筋量根据设计值计算得到。

由承载能力极限状态基本组合设计值得到每个断面的纵向受力钢筋的面积如下（单位：cm2）：注：建议配筋采用28mmHRB335钢筋，括号里面代表钢筋根数。

（2）、基本组合剪力包络图

由上述剪力设计值，对截面进行抗剪钢筋配筋，采用Φ12钢筋2肢箍筋，配筋结果如下(单位：cm2/m)：

8、持久状况正常使用极限状态计算

（1）、裂缝宽度验算

根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第6.4条对该结构进行裂缝宽度验算，具体计算结果如下所示：

裂缝宽度计算配筋率采用承载能力计算中指导配筋的计算结果，所有裂缝宽度均满足规范规定的0.15mm：

（2）挠度验算：

按照规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规范》（JTG D62-2004）第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段挠度应考虑荷载长期效应的影响，本桥采用C40混凝土，其挠度长期增长系数ηθ＝1.45，。

如果主梁的最大挠度超过计算跨径的1/1600需要设置预拱度，预拱度的设置值为结构自重和1/2可变荷载频遇值计算长期挠度之和的反拱值。

9、横梁的计算

（1）中横梁的计算

①、计算参数的确定：

●截面选取，考虑中横梁翼缘的影响，计算过程中计入翼缘的有

效宽度，具体计算参照照规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝

土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第4.2.2条。

●荷载取值：恒载取用中支点处上部恒载的反力，作为均部荷载

作用在腹板位置；活载取用一列车道荷载作用在中支点的反力

作为车辆荷载轴重，在整个横梁上做车道影响线，共计两辆车，

并计入冲击系数的影响。

●计算模型：采用杆系程序将模型离散成15个单元，14个节点，

如下所示：

②计算结果

承载能力极限状态抗弯验算：由于横梁的跨高比小于5，根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第8.2.2条，此结构按照深梁的计算方式进行验算，由设计值包络进行顶底缘的普通钢筋配筋，指导配筋为顶缘10根Φ28钢筋，底缘为7根Φ28钢筋，抗弯承载力满足要求，同时满足最小配筋率的构造要求，如下所示：