毛截面几何特性计算
举例：预应力混凝土空心板桥计算示例
例一 预应力混凝土空心板桥计算示例 一、设计资料1.跨径：标准跨径k l =13．00m ；计算跨径l =12．60m2.桥面净空：2.5m+4×3.75m+2.5m3.设计荷载:公路-Ⅱ极荷载;人群荷载:3.0kN ／2m4.材料:预应力钢筋：采用1×7钢绞线,公称直径12.7mm ；公称截面积98.72mm ,pk f =1860Mpa ，pd f =1260Mpa ，p E =1.95×510Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置;非预应力钢筋：采用HRB335,sk f =335Mpa,sd f =280Mpa;R235,sk f =235Mpa,sd f =195Mpa; 混凝土：空心板块混凝土采用C40， ck f =26.8MPa ，cd f =18.4Mpa ，tk f =2.4Mpa ，td f =1.65Mpa 。
绞缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道为C25混凝土。
5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62－2004）》要求，按A 类预应力混凝土构件设计此梁。
6、施工方法：采用先张法施工。
二、空心板尺寸：本示例桥面净空为净2.5m+4×3.75m+2.5m ，全桥宽采用20块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，高62cm ，空心板全长12.96m 。
全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。
图1－1 桥梁横断面（尺寸单位：cm ）图1－2 空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm ） 三、空心板毛截面几何特性计算 （一）毛截面面积A （参见图1-2）A=99×62 - 2×38×8 - 4×2192⨯π-2×（21×7×2.5+7×2.5+21×7×5）=3174.3（2cm ） （二）毛截面重心位置 全截面对1/2板高处的静矩：板高21S =2×[21×2.5×7 ×（24+37）+7×2.5×（24+27）+21×7×5×（24-37）]=2181.7（cm 3） 绞缝的面积：A 绞=2×（21×2.5×7+2.5×7+21×5×7）=87.5（cm 2） 则毛截面重心离1/2板高的距离为：d=AS 板高21=3.31747.2181=0.687（cm ）≈0.7（cm ）=7（mm ）（向下移）绞缝重心对1/2板高处的距离为： 绞d =5.877.2181=24.9（cm ） （三）空心板毛截面对其重心的惯矩I 由图1-3，设每个挖空的半圆面积为A '：A '=81πd 2= 81π×382=567.1（cm 2） 半圆重心轴： y =π64d =π⨯⨯6384=8.06（cm ）=80.6（mm ） 半圆对其自身重心轴O-O 的惯矩为I '：I '=0.00686d 4=0.00686×384=14304（cm 4） 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I 为：I=1262993⨯+99×62×0.72-2×[128383⨯+38×8×0.72]-4×14304-2×567.1×[（8.06+4+0.7）2+（8.06+4-0.7）2]-87.5×（24.9+0.7）2 =1520077.25（cm 4）=1.5201×106（mm 4） （忽略了绞缝对其自身重心轴的惯矩）空心板截面的抗扭刚度可简化为图1-4的单箱截面来近似计算：图1－3挖空半园构造（尺寸单位：cm ）图1－4计算IT 的空心板截面简化图（尺寸单位：cm ）I T =2122224t b t h h b +=8)899(28)862(2)862()899(422-⨯+-⨯-⨯-⨯=2.6645×106（cm 4）=2.6645×1010（mm 4） 三、作用效应组合按《桥规》公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应组合，并用于不同的计算项目。
截面几何特性怎么计算公式
截面几何特性怎么计算公式截面几何特性的计算公式。
截面几何特性是指在工程学和物理学中，用来描述截面形状和尺寸的一些参数，这些参数对于材料的强度、刚度和形变等性能具有重要的影响。
在工程设计和分析中，我们经常需要计算截面的一些特性，比如面积、惯性矩、截面模量等。
下面我们将介绍一些常见的截面几何特性的计算公式。
1. 面积。
截面的面积是描述截面大小的一个重要参数，通常用A表示，其计算公式为：A = ∫y dA。
其中y是截面某一点到参考轴的距离，dA表示微元面积。
对于简单几何形状的截面，可以直接通过几何关系计算出面积，比如矩形的面积为长乘以宽，圆形的面积为πr^2。
2. 惯性矩。
截面的惯性矩描述了截面对于转动的惯性，通常用I表示，其计算公式为：I = ∫y^2 dA。
对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出惯性矩，比如矩形的惯性矩为bh^3/12，圆形的惯性矩为πr^4/4。
3. 截面模量。
截面模量描述了截面对拉伸和压缩的抵抗能力，通常用S表示，其计算公式为：S = I/c。
其中c为截面到参考轴的距离。
对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出截面模量，比如矩形的截面模量为bh^2/6，圆形的截面模量为πr^3/4。
4. 弯曲模量。
截面的弯曲模量描述了截面对弯曲的抵抗能力，通常用W表示，其计算公式为：W = S/y_max。
其中y_max为截面到参考轴的最大距离。
对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出弯曲模量，比如矩形的弯曲模量为bh^2/4，圆形的弯曲模量为πr^3/2。
5. 截面形心。
截面的形心描述了截面的几何中心，通常用x_bar和y_bar表示，其计算公式为：x_bar = ∫x dA / A。
y_bar = ∫y dA / A。
对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出形心的坐标，比如矩形的形心坐标为(b/2, h/2)，圆形的形心坐标为(0, 0)。
以上是一些常见的截面几何特性的计算公式，这些参数对于工程设计和分析具有重要的意义。
箱梁毛截面几何特性计算
毛截面几何特性计算
1.1基本资料
1. 主要技术指标
(1) 标准跨径：3>20m；
(2) 桥梁宽度：0.5m + 2>7m+0.5m,共15m；
(3) 桥梁横坡：2%;
(4) 设计荷载：公路一级；
⑸环境类别：1类；
⑹设计基准期：100年；
(7)每侧护栏重量按6kN/m计，混凝土考虑10年的收缩徐变，整体升温、降温均按20E考虑，基础考虑5mm不均匀沉降，其它作用根据设计情况拟定。
2. 材料规格
混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装采用10cm C50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土，桥头搭板、盖梁、耳背墙、防撞护栏及立柱均采用C30混凝土，桩基、系梁采用C25混凝土，其它自选。
预应力筋：采用S 15.20高强度低松弛钢绞线、抗拉强度标注值
f pk =1860MPa，弹性模量E p =1.95 105 MPa。
普通钢筋：直径大于和等于12mm的用HRB335级热轧螺纹钢筋、直径小于12mm的均用R235级热轧光圆钢筋。
1.2截面几何尺寸图
1.桥面横断面布置图
图1-1全桥横断面图
2.截面几何尺寸
C U O
边梁跨中截面
边梁支座截面2号梁跨中截面
r
43.99 r1839,2457.5439,241343.99
■'■'
4
in
o
9
Im
f
/ t
f-
r
45
Q
92.1
2号梁支座截面
中梁跨中截面
中梁支座截面
1.3毛截面几何特性计算
表1-1毛截面几何特性计算结果。
桥梁工程课程设计通用计算书
桥梁⼯程课程设计通⽤计算书台州学院建筑⼯程学院桥梁⼯程课程设计指导书—某公路20-30⽶预应⼒混凝⼟T梁或空⼼板梁设计⼀、设计资料及构造布置（⼀）设计资料1.桥⾯跨径及桥宽标准跨径：20-30m计算跨径：⽀座中⼼点之间的距离桥⾯宽：净9+2×1.0=11m。
2.设计荷载公路—I级，⼈群荷载3.5kN/m2，护栏及⼈⾏道等每延⽶重量按8kN/m计算。
3．材料⼯艺混凝⼟：C40(主梁)预应⼒钢筋采⽤ASTM270级Фj15.24低松弛钢绞线，每束7根。
普通钢筋采⽤HRB335直径≥12mm的螺纹钢筋。
按后张法施⼯，采⽤Ф55的波纹管和OVM锚。
4．设计依据《公路⼯程技术标准》JTG B01-2003《公路桥涵设计通⽤规范》JTG D60-2004《公路钢筋砼及预应⼒砼桥涵设计规范》JTG D62-20045．基本设计数据基本计算数据表——表1名称项⽬符号单位数据混凝⼟(C40) 轴⼼抗压强度标准值ckf M Pa26.8轴⼼抗拉强度标准值tkf M Pa 2.39轴⼼抗压强度设计值cdf M Pa19.1轴⼼抗拉强度设计值tdf M Pa 1.71弹性模量E c M Pa32500普通钢筋抗拉强度标准值skf M Pa335抗拉强度设计值sdf M Pa280弹性模量E s M Pa200000预应⼒钢筋（Фj＝15.24）抗拉强度标准值pkf M Pa1860 抗拉强度设计值pdf M Pa1260弹性模量Ep M Pa195000材料容重钢筋混凝⼟1γ3/kN m25.0沥青混凝⼟2γ3/kN m23.0钢铰线3γ3/kN m78.5 钢束与混凝⼟的弹性模量⽐αEp⽆量纲 6（⼆）构造布置1.梁间距：参考相关⽂献后⾃⾏选择。
2.主梁⾼：参考相关⽂献后⾃⾏选择。
3.横隔板间距：参考相关⽂献后⾃⾏选择。
4.梁肋：参考相关⽂献后⾃⾏选择。
5.桥⾯铺装：采⽤厚度为10cm沥青混凝⼟，坡度由盖梁找平。
桥梁课程设计计算书-例子
桥梁课程设计计算书Ⅰ，设计资料江苏境内某一级公路k15+022处建公路桥一座，上部结构采用了三跨先张法预应力混凝土空心板，标准跨径18m，桥面净空12+215.24钢铰线，其标准强空心板，铰缝及桥面铺装混凝土采用C40，其余采用C30，预应力钢筋用j度为1860Mpa，非预应力钢筋采用Ⅰ，Ⅱ级钢筋。
空心板构造如图1所示：图1 空心板截面构造（尺寸单位cm）Ⅱ，设计依据及参考书1.桥涵设计通用规范（JTJ D60—2004）；2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D62—2004）；3. 公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）；4. 公路工程抗震设计规范（JTJ004—89）；5. 公路桥涵设计手册：梁桥（上册），人民交通出版社；6. 桥梁工程（上册）：范立础，人民交通出版社；7. 桥梁工程：姚玲森，人民交通出版社；8. 结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社；9. 桥梁计算示例集：易建国，梁桥，人民交通出版社；Ⅲ，设计过程全桥宽采用13块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，全长17.96m ，计算跨径17.56m ，用先张法施工工艺，预应力钢筋采用 15.24钢铰线，沿跨长直线配筋。
一．毛截面几何特性计算（参见图1） 1. 毛截面面积Ah=99×90—2×36×30—2×3.14× 2182×［1/2×（5+3）×8+1/2×5×7］=4616cm 22.毛截面重心位置 （ 如图取1—1截面）对该截面求静矩：对称部分均消法 即只计算铰及下部结构静矩 S=2×［3×8+（15+14+7+8/2）+2×8×1/2×（29+7+8/3） +5×7×1/2×（29+2/3×7）］+2×99×（15+18+12） =12627cm3毛截面中心对该线的距离 d=Ah S =461612627=2.7cm 铰截面中心对该线的距离A 铰=2×［（3+5×8/2）+1/2×5×7］=99cm 2D 铰=绞铰A s =993717=37.5cm (三)毛截面对重心的惯矩每个挖空的半圆面积A 1=1/2×3.14×182=509cm 2重心y=4×18/(3×3.14)=7.6cm 半圆对自身的惯性矩I 1 =I 1—1—A 1y 2 =3.14/8×184 —509×7.62 =11803cm 3由此得截面的惯矩：I h =1/12×99×903+99×90×172 —2×（36×303 /12+36×30×2.72）—4×1.803—2×509×［（2.7+15+7.6）2 +（5—2.7+7.6）2 ］—99×（37.5+2.7）2 =4600304cm 4二、内力计算（一）恒载计算1，桥面系（护栏）：单侧为（6.25+0.53+0.31）/2.5=2.5KN/m桥面铺装为10cm厚的C40混凝土每块板每延米的荷载为0.1×1×1×25=2.5KN/m则以上重量均分给8块板g1=2.5×2/13+2.5=2.69KN/m2、铰和接缝：g2=(99+1×99)×104-×25=0.47KM/m3、行车道板：g3=A h×r=4616×104-×25=11.54KM/m 恒载总重：g=g1+g2+g3=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m荷载内力计算见下表（二），活载作用下1．荷载横向分配系数跨中和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配系数，支点到四分点间按直线内插法求得。
25米预应力小箱梁,桥梁设计,手算
设计资料及构造布置2.1 设计资料2.1.1 桥面跨径及桥宽标准跨径：总体方案选择的结果，采用装配式预应力混凝土箱型梁，跨度25m ，共四跨。
主梁长：伸缩缝采用4cm ，预制梁长24.96m 。
计算跨径：取相邻支座中心间距24.5m 。
桥面净空：20m单侧桥横向布置：0.5⨯2（护栏）+3.75⨯2（两车道）=8.5m2.1.2 设计荷载根据线路的等级,确定荷载等级，由二级公路，设计时速80km/h 可查得： 计算荷载：公路二级荷载。
2.1.3 材料及工艺1）水泥混凝土：主梁、栏杆采用C50号混凝土，桥面铺装采用C50号混凝土。
抗压强度标准值ck f =32.4MPa ，抗压强度设计值cd f =22.4MPa ，抗拉强度标准值tk f =2.65MPa ，抗拉强度设计值td f =1.83MPa ,c E =3.45×410MPa 。
2）预应力钢筋采用（ASTM A416—97a 标准）低松弛钢绞线1×7标准型。
抗拉强度标准值pk f =1860MPa ，抗拉强度设计值pd f =1260MPa ，公称直径15.2mm ，公称面积1392mm ，弹性模量p E =1.95×510MPa 。
2.1.4 设计依据1）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ D62-2004）；2.2 构造布置2.2.1 主梁间距与主梁片数为使材料得到充分利用，拟采用抗弯刚度和抗扭刚度都较大的箱型截面，按单箱单室截面设计，为减小下部结构的工程数量，采用斜腹式。
施工方法采用先预制，在吊装的方法。
在保证行车道板使用性能—挠度和裂缝控制的前提下，将预制箱梁控制在可以吊装的范围内，整桥横向按6片预制箱梁布置，设计主梁间距均为3.33m，边主梁宽3.23m,中主梁宽3.13m，主梁之间留0.2m后浇段，以减轻吊装重量，同时能加强横向整体性。
桥梁工程毕业设计计算书(五跨等截面连续梁桥)
1 设计基本资料1.1 概述跨线桥应因地制宜，充分与地形和自然环境相结合。
跨线桥的建筑高度选取除保证必要的桥下净空外，还需结合地形以减少桥头接线挖方或填方量，最终再谈到经济实用的目的。
如果桥两端地势较低，主要采用梁式桥；略高的则主要采用中承式拱肋桥；更高的则宜采用斜腿刚构、双向坡拱等形式。
在桥型的选择时，一方面从“轻型”着手，以减少圬工体积，另一方面结合当地的资源材料条件，以满足就地取材的原则。
随着社会和经济的发展，生态环境越来越受到人们的关注与重视，高速公路跨线桥将作为一种人文景观，与自然相协调将会带来“点石成金”的效果。
高速公路上跨线桥常常是一种标志性建筑物，桥型本身具有的曲线美，能够与周围环境优美结合。
茶庵铺互通式立体交叉K65+687跨线桥，必须遵照“安全、适用、经济、美观”的基本原则进行设计，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。
1.1.1设计依据按设计任务书、指导书及地质断面图进行设计。
1.1.2 技术标准（1）设计等级：公路—I级；高速公路桥，无人群荷载；（2）桥面净宽：净—11.75m + 2×0.5 m防撞栏；（3）桥面横坡：2.0%；1.1.3 地质条件桥址处的地质断面有所起伏，桥台处高，桥跨内低，桥跨内工程地质情况为（从上到下）：碎石质土、强分化砾岩、弱分化砾岩，两端桥台处工程地质情况为：弱分化砾岩。
1.1.4 采用规范JTG D60-2004 《公路桥涵设计通用规范》；JTG D62-2004 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》；JTG D50-2006 《公路沥青路面设计规范》JTJ 022-2004 《公路砖石及砼桥涵设计规范》；1.2 桥型方案经过方案比选，通过对设计方案的评价和比较要全面考虑各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。
按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。
独塔单索面斜拉桥比较美观，但是预应力混凝土等截面连续梁桥桥梁建筑高度小，工程量小，施工难度小，可以采用多种施工方法，工期较短，易于养护。
计算书(20m简支空心板梁)
1 绪论1.1 概述1.1.1 简支梁桥概述由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。
属于静定结构。
是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。
其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。
1.1.2 简支梁桥受力特点简支梁桥是静定结构，其各跨独立受力。
桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型：1) 简支板桥。
简支板桥主要用于小跨度桥梁。
按其施工方式的不同分为整体式简支板桥和装配式简支板桥；装配式板桥是目前采用最广泛的板桥形式之一。
按其横截面形式主要分为实心板和空心板。
根据我国交通部颁布的装配式板桥标准图，通常每块预制板宽为1.0m，实心板的跨径范围为1.5-8.0m，主要采用钢筋混凝土材料；钢筋混凝土空心板的跨径范围为6—13m；而预应力混凝土空心板的跨径范围为8-16m。
2)肋梁式简支梁桥(简称简支梁桥)。
简支梁桥主要用于中等跨度的桥梁。
中小跨径在8-12m时，采用钢筋混凝土简支梁桥；跨径在20-50m时，多采用预应力混凝土简支梁桥。
在我国使用最多的简支梁桥的横截面形式是由多片T形梁组成的横截面。
3)箱形简支梁桥。
箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。
尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁结构和跨度较大的斜交桥和弯桥。
1.1.3 预应力混凝土简支梁桥在我国的发展我国修建预应力混凝土连续体系梁桥最早在铁路部门，1966 年在成昆线用悬臂拼装法建成国内第一座预应力混凝土铰接连续梁桥――旧庄河桥，跨24m+48m+24m。
第一座预应力混凝土连续梁桥是1975 年建成的北京枢纽东北环线通惠河桥，跨度26.7m+40.7m+26.7m。
1979 年9 月建成兰州黄河桥（47m+3×70m+47m）为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥，进一步推动了预应力混凝土连续梁的修建和发展。
此后，相继建成湖北沙洋汉江公路桥，云南怒江桥，台州灵江桥等一大批特大跨公路连续梁桥。
预应力混凝土简支T梁课程设计-桥梁工程
四、计算指导书
（二）毛截面几何特性计算 对于预应力混凝土受弯构件来说，其内力偶臂所能变 化的范围越大，则在预加力相同的条件下，其所能抵抗外 弯矩的能力也就越大，即抗弯效率越高。 对于全预应力混凝土梁，混凝土合力只能在上下核心 之间移动。
四、计算指导书
（二）毛截面几何特性计算 截面效益指标（The Section Efficiency factor） 任意截面的截面特性：截面高度h，上核心距Ku，下 核心距Kb，预应力筋的偏心距e。
四、计算指导书
（二）毛截面几何特性计算 从预应力简支T梁的施工过程看，翼板的一部分在T梁 安装就位后现浇，使横截面T梁连成整体，扣除现浇段的T 梁截面称为小毛截面，全截面称为大毛截面，因此预制时 梁的自重，接缝重量及预应力荷载均由小毛截面承担，二 期恒载，活载由大毛截面承担。 l、小毛截面特性计算； 2、大毛截面特性计算。
二、基本资料
1、跨径和宽度 计算跨径：L0＝26.0～36.0m； 主梁全长：L＝26.96～36.96m； 桥面宽度：10.0～13.8m。 2、设计荷载 公路—Ⅰ级；公路—Ⅱ级。
二、基本资料
3、材料 （1）混凝土 主梁混凝土强度等级不低于C40；栏杆和桥面铺装混 凝土强度等级为C40。
三、基本内容
9、应力验算； 10、挠度及锚固区计算； 11、桥面板配筋； 12、板式橡胶支座设计（待定）； 13、主梁横膈梁配筋（待定）； 14、绘图及整理计算书。
四、计算指导书
（一）主梁构造尺寸拟定 主梁截面尺寸按桥梁工程教材，可参照经验数据确定。 l、高跨比：l/15～l/25；一般可取1/16～1/18。 2、横隔梁：5～7道； 3、主梁宽度：2.0～2.5m；
二、基本资料
（2）预应力筋 纵向预应力束采用7Ф 5mm高强度低松弛预应力钢绞线， 每束6根。钢绞线技术标准应符合《预应力混凝土用钢绞 线》（GB/T5224-2003），公称直径Ф s15.2mm，标准强度 fpk=1860MPa，弹性模量Ep＝1.95x105MPa，单股面积Ay＝ 139mm2。
截面几何特性与midas中将荷载转化成质量及收缩徐变计算
在平面弯曲和斜弯曲情形下，横截面与应力平面的交线上各点的正应力值均为零，这条交线称为中性轴。
变形时，横截面将绕中性轴转动。
所有截面中性轴组成的平面称为中性面。
对于平面弯曲，截面的一对形心主轴之一必为某一平面弯曲的中性轴（中心轴只针对纯弯曲而言）。
面的形心就是截面图形的几何中心，质心是针对实物体而言的，而形心是针对抽象几何体而言的，对于密度均匀的实物体，质心和形心重合。
Xc=[∫a(ρxdA)]/ρA=[∫a(xdA)]/A=Sy/A^3表示3次1. 关于截面几何特性与midas 中将荷载转化成质量的研究 毛截面几何特性的计算桥梁中的T 形、工字形截面、箱形截面都可分成许多梯形，设任意梯形如图1所示，上底、下底、高分别为 a 、b 、h ，他的几何特性为：面积：()1A 2a b h =+⨯形心轴位置：()23c b ay h a b +=+对形心轴的惯性矩：()()332436c h a ab b I a b ++=+为了能够清楚理解形心轴、和惯性矩的概念，下面推导一下公式的由来加入有一根简支梁，截面为上述梯形截面材料为钢材或者拉压本构关系（*E σε=）相同的材料（混凝土未开裂前可近似认为此种材料）为了求的这个截面的抗弯承载能力，那么进行截面分析，认为截面符合平截面假设。
截面上受拉区与受压区的边界线为中性轴 为了使截面保持平衡，必须使得受压区合力=受拉区合力h h 0*()c cy y c F dA E x dA σφ--==⎰⎰合力t *()ccy y F dA E x dA σφ--==⎰⎰合力从表达式子可以看出，两者都是面积矩。
就是小面积元对中性轴取矩的求和。
其中*dA dx x =处梯形的宽度。
那么形心轴就是两边对该轴面积矩相等的轴，如果把E φ移到等式左边，右边剩下的就是截面面积矩。
即x dA ⎰那么为了求得该截面的弯矩承载力，那么就得全截面上每小段的合力对中性轴取矩，相当于h h 0**()*c ccy y y M xdA E x xdA σφ---==⎰⎰即2x dA ⎰如果把E φ移到等式左边，那么得h 2c cy c y Mx dA I E φ--==⎰ 从上面可以看出，形心轴和惯性矩的概念了。
20米空心板计算书
先法预应力混凝土简支空心板设计一、设计资料（一）设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载（公路—I级），人群荷载为3.5KN/m2（二）桥面跨径及净宽标准跨径：L k=20m计算跨径：L=19.50 m桥面净宽：净—9.0+2×0.75m主梁全长：19.96m。
（三）主要材料1．混凝土采用C50混凝土浇注预制主梁，栏杆和人行道板采用C30混凝土，C30防水混凝土和沥青混凝土磨耗层；铰缝采用C40混凝土浇注，封锚混凝土也使用C40；桥面连续采用C30混凝土。
2．钢筋普通钢筋主要采用HRB335钢筋，预应力钢筋为钢绞线。
3．板式橡胶支座采用三元乙丙橡胶，采用耐寒型，尺寸根据计算确定。
（四）施工工艺先法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称拉。
（五）计算方法及理论极限状态法设计。
(六)设计依据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004），以下简称《通用规》。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D60-2004）。
二、构造布置及尺寸（一）桥梁横断面空心板的横断面具体尺寸见图1。
三、板的毛截面几何特性计算本设计预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，先按长和宽分别为板轮廓的长和宽的巨型计算，然后与图2中所示的挖空面积叠加，叠加时挖空部分按负面积计算，最后再用AutoCAD 计算校核，计算成果以中板为例，如表1。
预制中板的截面几何特性挖空部分以后得到的截面,其几何特性用下列公式计算: 毛截面面积： ∑∑-=ki i c A A A对截面上缘面积矩: ())(ki ki i i c y A y A S ∑∑-= 重心至截面上缘的距离: ccs A S y =毛截面对自身重心轴的惯性矩：∑∑-=ki i c I I I四、主梁力计算（一）永久荷载（恒载）产生的力 1.预制空心板自重1g (一期恒载)中板： 069.121057.48272541=⨯⨯=-g KN/m 2．板间接头（二期恒载）21g中板： 8844.210)57.482757.6012(24421=⨯-⨯=-g KN/m 3．桥面系自重（二期恒载）（1） 单侧人行道8cm 方砖： 104.1236.008.0=⨯⨯KN/m 5cm 沙垫层： 0.05×0.6×20=0.600 KN/m 路缘石： 26.12435.015.0=⨯⨯KN/m 17cm 二灰土： 938.1196.017.0=⨯⨯KN/m10cm 现浇混凝土： 620.12415.005.0246.01.0=⨯⨯+⨯⨯KN/m人行道总重： 522.6620.1938.126.1600.0104.1=++++KN/m 取6.5KN/m 。
8m钢筋混凝土空心板简支梁 计算书
8m钢筋混凝土空心板简支梁计算书8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书一、设计基本资料1、跨度和桥面宽度标准跨径：8m计算跨径：7.6m桥面宽度：4.5m，净宽：3.9m2、技术标准设计荷载：公路Ⅱ级×0.7，人群荷载取3kN/m2设计安全等级：二级3、主要材料混凝土：混凝土空心板和铰接缝采用C30混凝土；桥面铺装采用10~12cm C40混凝土。
混凝土的重度按26 kN/m2计算。
二、构造形式及截面尺寸本桥为C30钢筋混凝土简支板，由4块宽度为0.99m的空心板连接而成。
桥上横坡根据桥面铺装来进行控制。
空心板截面参数：单块板高0.42m，宽0.99m，板件预留1cm的缝隙用于灌注砂浆。
C30混凝土空心板抗压强度标准值f=20.1Mpa，抗压强度设计值ckf=13.8Mpa，抗拉强度标准值tk f=2.01Mpa，抗拉强度设计值cf=1.39Mpa，C30混凝土的弹性模量为c E=3×104Mpa。
t图1 桥梁横断面构造及尺寸图式（单位：cm）三、空心板截面几何特性计算1、毛截面面积计算空心板剖面图详见图2，A=83×42+（4×26/2+4×8/2+12×8-3.14×222/4）×2=3054.12cm2图2 中板截面构造及尺寸（单位：cm）2、毛截面中心位置2834221(426/2(262/316)48/2(41/312)1283054.126 3.1422/423)2d ⨯⨯+⨯⨯⨯++⨯⨯⨯++⨯⨯-⨯⨯⨯==19.90cm （即毛截面重心离板下边缘距离为19.90cm ）3、毛截面惯性矩计算324221183428342(2119.90)2(2222/4(2319.90))1264I ππ=⨯⨯+⨯⨯--⨯⨯⨯+⨯⨯- =4.86×105cm 4空心板截面的抗扭刚度可简化为如图3所示的箱型截面近似计算所以得到抗扭刚度为：2222641244(9918)(428) 1.731022(428)(9918)22818T b h I cm h b t t ⨯-⨯-===⨯--+⨯+⨯图三 抗扭惯性矩简化计算图（单位：cm ）四、 主梁内力计算 1、 永久作用效应计算a 、空心板自重（一期结构自重）G 1 G 1=3054.12×10-4×26=7.94kN/mb 、桥面自重（二期结构自重）G 2桥面栏杆自重线密度可按照单侧8kN/m 计算。
常用截面几何特性计算公式
常用截面几何特性计算公式常用截面几何特性计算公式是指用于计算截面面积、惯性矩、抗弯截面模量等几何特性的数学公式。
这些公式在工程设计中非常重要，可以帮助工程师确定结构的强度和刚度，并进行形状优化。
下面将介绍一些常用截面几何特性计算公式。
1.截面面积（A）：截面面积是指截面内部曲线与基准线之间的面积。
常见的截面面积计算公式如下：-矩形截面：A=b*h，其中b为矩形的宽度，h为矩形的高度。
-圆形截面：A=π*r^2，其中r为圆的半径。
-等腰三角形截面：A=(b*h)/2，其中b为底边的长度，h为中线的长度。
2.惯性矩（I）：惯性矩是用于描述截面形状对转动惯量的影响。
常见的惯性矩计算公式如下：-矩形截面的惯性矩：I=(b*h^3)/12，其中b为矩形的宽度，h为矩形的高度。
-圆形截面的惯性矩：I=(π*r^4)/4，其中r为圆的半径。
-等腰三角形截面的惯性矩：I=(b*h^3)/36，其中b为底边的长度，h为中线的长度。
3.抗弯截面模量（W）：抗弯截面模量是用于计算梁或梁柱截面抗弯刚度的参数。
常见的抗弯截面模量计算公式如下：-矩形截面的抗弯截面模量：W=(b*h^2)/6，其中b为矩形的宽度，h 为矩形的高度。
-圆形截面的抗弯截面模量：W=(π*r^3)/4，其中r为圆的半径。
-等腰三角形截面的抗弯截面模量：W=(b*h^2)/12，其中b为底边的长度，h为中线的长度。
4.极性惯性矩（J）：极性惯性矩是用于计算闭合形截面扭转刚度的参数。
常见的极性惯性矩计算公式如下：-圆形截面的极性惯性矩：J=(π*r^4)/2，其中r为圆的半径。
这些公式只是截面几何特性计算中的一部分，根据具体的截面形状和属性，还有许多其他公式可供选择。
工程师在设计中需要根据具体情况选择合适的公式，并进行计算和分析，以确保结构的安全可靠性和性能要求的满足。
桥梁工程课程设计说明书(1)
----连续梁桥
学院：交通学院 专业：土木工程（路桥） 学号：44110819 姓名：郑华凯 指导老师：田立华 时间：2014-10-20
目
录
1 结构布置与尺寸拟定………………………………………………2 2 毛截面几何特性计算………………………………………………5 2.1 施工阶段——简支梁状况……………………………………5 2.2 使用阶段——连续梁阶段……………………………………5 2.3 特征截面的毛截面特性………………………………………5
3 内力计算………………………………………………………6
3.1 恒活载换算及行车道板计算…………………………………6 3.2 活载的横向分布系数计算……………………………………9 3.3 恒载及活载内力计算………………………………………13 3.4 温度应力计算………………………………………………17 3.5 基础沉降内力………………………………………………20 3.6 内力组合……………………………………………………21 3.7 内力包络图…………………………………………………23
f1
13.616 EI C 2l 2 mc
(4-1)， f 2
23.651 EI C 2l 2 mc
(4-2)
式中： f1 ， f 2 ——基频，Hz，计算连续梁冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应 时，采用 f1 ；计算连续梁冲击力引起的负弯矩效应时，采用 f 2 ；
l ——计算跨径， m ；
1 e ai ， n ai 2
a
2
i
48.05
E ——混凝土弹性模量， Pa ；
I C ——梁跨中截面惯性矩， m 4 ； mc ——结构跨中处的单位长度质量，kg/m, mc =G/g;
史上最全的常用截面几何特性计算公式
史上最全的常用截面几何特性计算公式构件截面的几何性质，如静力矩、形心、轴向惯性矩、极惯性矩、惯性积和主惯性轴位置等，对构件的承载能力有影响，常用于分析构件的弯曲、扭转和剪切。
1.静态力矩:也称为面积力矩或静态表面力矩。
截面对轴线的静力矩等于每个微区的积分乘以整个截面上微区到轴线的距离。
静力矩可以是正的，也可以是负的。
它的维数是长度的三次方。
静力矩的力学意义是:如果有均布载荷作用在截面上，其值表示为单位面积的量，则该载荷在某一轴上的合成力矩等于分布载荷乘以该轴的静力矩。
2、形心：又称面积中心或面积重心，是截面上具有如下性质的点：截面对通过此点任一个轴的静矩等于零。
如果将截面看成一均质等厚板，则截面的形心就是板面的重心。
形心坐标xo、yo的计算公式为：3、惯性矩：反映截面抗弯特性的一个量，简称惯性矩。
截面对某个轴的轴惯性矩等于截面上各微面积乘微面积到轴的距离的平方在整个截面上的积分。
下图所示的面积为A的截面对x、y轴的轴惯性矩分别为：转动惯量总是正的，量纲是长度的四次方。
构件的抗弯能力与轴的惯性矩成正比。
一些典型截面的轴惯性矩可在专业手册中找到。
例如，平行四边形对中心线的惯性矩为4、极惯性矩：反映截面抗扭特性的一个量。
截面对某个点的极惯性矩等于截面上各微面积乘微面积到该点距离的平方在整个截面上的积分。
下图所示面积为A的截面对某点O的极惯性矩为：极惯性矩永远是正的，量纲是长度的四次方。
构件的抗扭能力与惯性矩成正比。
圆形截面相对于其中心的惯性矩为5、惯性积：截面对于两个正交坐标轴的惯性积等于截面上各个微面积乘微面积到两个坐标轴的距离在整个截面上的积分。
面积为A的截面对两个正交坐标轴x、y的惯性积为:惯性积的量纲是长度的四次方。
截面位于坐标系的一、三象限,Ixy为正，位于二、四象限则为负。
6.主惯性轴:使截面惯性积为零的一对正交坐标轴称为截面主惯性轴，简称主轴。
截面对主惯性轴的惯性矩称为主惯性矩。
若两条主惯性轴的交点为质心，则这两条轴称为质心主惯性轴(或称主质心惯性轴)。
桥梁毕业设计----35M跨预应力混凝土简支箱梁桥计算
35M跨预应力混凝土简支箱梁桥计算摘要：本桥采用预应力简支梁结构，全桥总长为35米，全宽为9.5米，、，单跨桥，全桥断面都采用单箱单室结构。
全桥计算采用桥梁博士，首先对整座桥进行单元划分，本桥共划分为37个单元，各个单元的断面形式都为单箱单室结构，分别确定各个单元的具体尺寸和坐标位置，把所有信息输入后建立全桥立体模型。
接下来定出钢束几何形状进行输入。
采用整体预制施工，荷载为公路一级，设计车道数为两车道。
所有数据输入完毕就进行数据计算，计算完成就可看输出结果。
结果包括单元截面应力、强度验算、钢束应力验算、使用阶段应力、计算模型等。
单元强度、钢束应力验算通不过的，就要进行钢束调整直到所有验算满足通过后上部结构计算完成。
最后完成初步设计。
该软件计算数据结果输出清晰明了,计算结果安全.可用于设计此类直线及大半径桥梁，但不适于做小半径的曲线桥梁，计算精度不够。
关键词：简支梁初步设计立体模型目录第一章．总体说明-----------------------------------------------------------3第二章全桥纵向模型建立---------------------------------------------------4第三章基本数据计算--------------------------------------------------------6第四章结构计算-------------------------------------------------------------7第五章结构验算-------------------------------------------------------------9第六章预应力损失计算------------------------------------------------------19结论--------------------------------------------------------------------------24致谢--------------------------------------------------------------------------25主要参考文献------------------------------------------------------------------25第一章.总体说明1 设计资料：1)桥梁跨径及桥宽标准跨径：35m（墩中心距离）桥面净空：净-8+2*0.75=9.5m2) 设计荷载汽车荷载等级：公路-Ⅰ级，人群荷载标准值为3.5KN/m２3 )材料及施工工艺混凝土：主梁采用C40混凝土，栏杆及桥面铺装采用C20混凝土预应力钢筋采用ASTM270级15.24底松弛钢绞线（相当于原标准Ⅱ级钢筋），小于12mm的采用R235或（Q235）热扎光圆钢筋（相当于原标准Ⅰ级钢筋）4) 设计依据<<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>>（JTG D62--2004） <<公路桥涵设计通用规范>>（JTG D60--2004）5)桥面铺装：采用5cm厚C20混凝土+5cm厚沥青混凝土。
常用截面几何特性计算公式
GZ
) a 2 + h ( p = ) 2 a + hr 2 ( p = nA ) 2 h + 2 a ( p = hr p 2 = 0A
2
ap = A
a6 = nA a4 = 0A
2 3
a=A a= V
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
) 2 h + 2 a 3( h
3 ) h − r3( 2 h = p 6 = V p
式公算计的 G 置位心重、nA 积面 全、0A 积面侧、A 积面底、V 积体
3
2 = GZ h )线角对为d(
2
h + 2b + 2a = d )b + a(h2 = 0A ba = A hba = V
2 = GZ a ) 线角对为d ( a3 = d
2 2
心中球椭在G心重 3 =V 4 cbap
)hb + ha + ba(2 = nA
) h − r3( 4 = )h − r4( h
2 b
b982.0 =
21 b
2
6 ba
3
21 ba
ba
a1707.0 = 1xe 2 = xe a
2
b + 2 a 982.0
4
a 9711.0 = b− a
4 4
1xW
4
a6 = xW b − 4a
21 b − 4a
2
b − 2a
a982.0 =
21 a
3
a9711.0 =
2
1x W
a1707.0 = 1xe 2 = xe a
h2 a
2 3 = hA = V 3 1
GZ
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① 2.1.5 毛截面几何特性计算
1）毛截面几何特性是结构内力，配束及变形计算前提。
本例采用梯形分块法。
计算原理：
桥梁中的T 形、工字形截面以及箱形截面都可以分割成许多梯形，设其中任意梯形如图所示，其上底、下底和高分别为a 、b 和h ，它的几何特性为：
面积：()/2A a b h =+⋅ 形心轴位置：(2)
3()
c b a y h a b +=
⋅+
对形心轴的惯性矩：322(4)
36()
c h b ba a I b a ++=⋅+
图2-3 梯形截面示意图
如图2-4所示的T 形截面计算方法如下。
按梯形分块分为5个梯形块，共6条节线。
每条节线距离截面底缘x 轴的距离为i h ，节线宽度为i b 。
第i 个梯形分块，其上底宽1+=i b a ，下底宽i b b =， 高i i h h h -=+1，代入几何特性计算公式可得： 面积：111
()()2
i i i i i A b b h h ++=
+- 形心轴位置：
1
112()3()
i i ci i i i i b b y h h b b ++++=
-=
对自身形心轴矩：3221111()(4)
36()
i i i i i i ci i i h h b b b b I b b ++++-++=+ 图2-4 T 形截面分块
示意图
对整体截面底缘x 轴的面积矩 ：
)(i ci i xi h y A S +=
根据惯性矩的移轴定理，梯形分块i A 对x 轴的惯性矩为
i i ci ci xi A h y I I 2)(++=
将各个梯形的i A 、xi S 和xi I 叠加起来，即可得到整个截面的面积A 、对x 轴的面积矩和惯性x I ：
1
n i i A A ==∑，1
n x i i S S ==∑，1
n
X xi i I I ==∑
整个截面的形心轴至截面底缘x 轴的距离为：
A S y x x /=
整个截面对形心的惯性矩为：
2
c x x I I y A =+
2）截面几何特性计算结果见表2-1。
表2-1 边梁、中梁毛截面几何特性
截面位置 截面积A （2m ）
截面惯矩I(4m ）
中性轴至梁底的距离(m ）
预制中梁 跨中 0.7863 0.3928 1.242 支点 1.2224
0.4833 1.165 预制边梁 跨中 0.8160 0.4064 1.267 支点 1.2544 0.5012 1.184 成桥主梁
（边梁和中梁全截面一致）
跨中 0.8480 0.4031 1.292 支点
1.2864
0.5182
1.202
3）检验截面效率指标ρ 对于预制中梁跨中截面： 上核心距：
0.3928
0.400.7863 1.242
s x
I k m
A y
=
=
=⋅⨯∑∑
下核心距：
x 0.3928
k 0.660.7863(2 1.242)
s
I m
A y
=
=
=⋅⨯-∑∑
截面效率指标：
k k 0.400.66
0.530.52s x h ρ++=
==>
对于预制边梁跨中截面： 上核心距：
0.4064
0.390.8160 1.267
s x
I k m
A y
=
=
=⋅⨯∑∑
下核心距：
x 0.4064
k 0.680.8160(2 1.267)
s
I m
A y
=
=
=⋅⨯-∑∑
截面效率指标：
k k 0.390.68
0.540.52s x h ρ++=
==>
表明以上初拟跨中截面是合理的。