装配式预应力混凝土简支空心板桥设计

装配式预应力混凝土简支空心板桥设计 设计资料

跨径：标准跨径m lk 00.10= 计算跨径=l 9.60m

桥面净宽:人行道）中央分隔带）(12(175.32m m m ⨯++⨯

构造形式及尺寸选定

本实例桥面净宽为10.5m ，全桥宽采用11块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，高62cm ，各板之间留有1cm 的空隙，每块空心板截面和构造尺寸见图

三、空心板截面几何特性计算 截面面积

A=99×62-2×38×8-4×

2

192

⨯π-2×（

21×7×2.5+7×2.5+2

1

×7×5）=3174.3cm ²

截面重心位置

全截面对1/2板高处的静矩：

S 1/2板高 =2×[21×2.5×7×（24+37）+7×2.5×（24+27）+21×7×5×（24-3

7

）]

=2181.7cm ² 铰缝面积

A 饺 =2×（21×7×2.5+7×2.5+2

1

×7×5）=87.5cm ²

则毛截面重心离1/2板高的距离为 d=A S 板高2

1

=3

.31747.2181=0.687cm ≈0.7cm=7mm （向下移）

铰缝重心对1/2板高处的距离为

饺d =cm 9.245

.877.2181=

3、空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I 由图，设每个挖空的半圆面积为A ’

A ’=2d 81π=22cm 7.561388

1

=⨯π

半圆重心轴 s=0.2122d=0.2122×38=8.06cm=80.6mm 半圆对其自身重心轴O-O 的惯性矩为I ’ I ’=0.00686444cm 143043800686.0d =⨯= 则空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I 为

I=

143044-]7.083812

838[2-7.06299126299232

3⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯-2×567.1

2

227.09.245.87])7.0406.8()7.0406.8[(）（+⨯--++++⨯

=1520077.25cm 4 =1.5201×106 cm 4 =1.5201×1010 mm 4 （忽略了铰缝对自身重心轴的惯性矩）

空心板截面的抗扭刚度可简化为图单箱截面近似计算

I T =2

12

2224t b t h h b +

=8)

899(28)862(2)862()899(422-⨯+-⨯-⨯-⨯=2.6645×106 cm 4 =2.6645×1010 mm 4

检验截面效率指标 上核心距 )

7.02

62

(3.317425

.1520077-⨯=

⋅=x

s y A I

k =15.8cm

下核心距 cm y A I k s

x 15)

7.0262(3.317425

.1520077=+⨯=⋅=

截面效率指标=+=

h k k x s ρ49.062

15

8.15=+∈[0.45，0.5] 所以拟定的截面是合理的

四、作用效应计算 永久作用效应计算

1、空心板自重（第一阶段结构自重）

)/(936.725103.317441m kN A g =⨯⨯=⋅=-γ

桥面系自重（第二阶段结构自重）

人行道和护栏取单侧荷载集度为5.0kN/m

桥面铺装采用7cm 水泥混凝土，2cm 沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米重力为 (0.07+0.02)×8.5×25=19.13 kN/m 则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为：

m kN g /65.211

13

.19522=+⨯=

铰缝自重（第二阶段结构自重）

m kN g /374.02510)6215.87(43=⨯⨯⨯+=- 总自重

第一阶段结构自重： m kN g g /936.71==I

第二阶段结构自重：m kN g g g /024.3374.065.232=+=+=I I 总自重：I =g g +m kN g /96.10024.3936.7=+=I I

由此可计算简支空心板永久作用效应，计算结果见表 永久作用效应汇总表

项目 作用 种类

作用I g

计算跨径

作用效应

作用效应

跨中)812

gl （

41跨)32

3(2gl 支点)21

(

gl )4

141gl 跨（

7.936 9.6 91.42 68.57 38.09 19.05

3.024 9.6 3

4.84 26.13 14.52 7.26 10.96 9.6

126.26

94.7

52.61

26.31

二、可变作用效应计算

汽车荷载采用公路—I 级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成，《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。 公路-I

级的车道荷载由m kN q k /5.10=的均布荷载和

kN P k 4.198)

550()

56.9()180360(180=--⨯-+

=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P k 应乘以 1.2的系数，即计算剪力时

kN P P K K 08.2384.1982.12.1=⨯=='

汽车荷载横向分布系数计算

空心板跨中和处4/l 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。支点之处4/l 之间的荷载横向分布系数按直线内插求得。 跨中和处4/l 的荷载横向分布系数计算 空心板的刚度参数γ

)(8.5l b

I I T =γ²=036.0)9600

1000(106645.2105201.18.521010=⨯⨯⨯⨯

从铰接板荷载横向分布影响计算用表的分表，在 =0.02～0.04之间按直线内插法求得 =0.036的影响线竖标值。计算见下表 各板荷载横向分布影响线竖标值表