16米先张空心板计算书Word版

跨径16米预应力混凝土空心板结构分析

一、基本资料：

上部构造采用跨径16米预应力混凝土空心板，下部构造为柱式墩台，钻孔灌注桩基础，桥面连续。

设计荷载：公路—Ⅱ级。

计算跨径：15.50米

桥面宽度：0.375+7.25+0.375＝8米。

空心板采用C50级预应力混凝土。预应力筋为1x7标准型φS15.2低松弛钢绞

=1860 MPa。

线，其抗拉强度标准值f

pk

边板设计配束为14根，中板设计配束为12根。全部钢束合力点至空心板下缘距离，边板为56mm，中板为55mm。

二、计算假定：

1．上部构造预应力混凝土空心板桥面连续，每一跨仍作为简支空心板桥；仅全桥水平力计算时考虑桥面的连续作用。

2．护栏考虑其横向分配，按横向铰接板法计算，边板0.41，中板0.25；桥面铺装按各板计算；护栏和桥面铺装作为二期恒载加载于空心板。不考虑桥面铺装参与结构

受力。

3．活载计算考虑其横向分配，按横向铰接板法计算荷载横向分配系数。

4．计算时未考虑空心板纵向普通钢筋的抗拉和抗压作用。

5．主梁砼比重采用26kN/m3，企口缝及桥面铺装砼比重采用25 kN/m3。

三、空心板结构计算

(一)．截面几何特性：

1. 截面几何尺寸：

2. 毛截面几何特性：

毛截面几何特性

注：A

—毛截面面积；

S

—毛截面对底边静矩；

y

0—毛截面形心轴，y

= S

/ A

；

I

—毛截面惯性矩。

3. 换算截面几何特性：

换算截面几何特性

注：A

p

—预应力筋面积；

α

EP

—预应力筋与混凝土弹性模量之比；

A np — 预应力筋换算面积，A np = n p ×A p a p — 预应力筋合力点到底边的距离；

注：L 0 — 计算跨径 ；

I — 空心板截面抗弯惯性矩；

I T — 空心板截面抗扭惯性矩，I T = 4 b 2 h 2 / ( b/t 1 + b/t 2 + 2h/t 3 ) ；

边板扭矩计算

注：t — 悬臂段平均厚度 ； b — 悬臂段长度；

I

T —悬臂段抗扭惯性矩，I

T

= cb t3；

(2)．横向分布系数计算

采用桥梁博士软件，跨中按铰接板法、支点按杠杆法计算。

活载横向分布系数

(3). 荷载横向分布系数沿桥跨的变化

荷载横向分布系数，跨中部分采用不变的m

c ，从离支点L／4处起至支点的区段内m

c

呈直线过渡。

2. 恒载内力计算

(1). 空心板自重（一期恒载）

边板 A = 0.5314 m2 q = 0.5314×26 = 13.816kN/m

中板 A = 0.4092 m2 q = 0.4092×26 = 10.638kN/m

(2). 桥面铺装（二期恒载）

桥面铺装下层为10cm厚40号防水砼，上层为6cm厚水泥砼。

单块板上的铺装重：

边板 q = 1.5×0.1×25 + (1.5-0.375)×0.06×25 = 5.438 kN/m

中板 q = 1 ×(0.1×25+0.06×25 ) = 4.0 kN/m

(3). 墙式护栏（二期恒载）

护栏按横向铰接板法计算，横向分配系数：边板0.41，中板0.25边板 q = 8×0.41＝3.28 kN/m

中板 q = 8×0.25 = 2.00 kN/m

(4). 企口缝（二期恒载）

边板 q = 1.181 kN/m

中板 q = 2.363 kN/m

(5). 恒载内力

a.施工阶段

板自重（一期恒载）边板 q = 13.816 kN/m

中板 q = 10.638 kN/m

施工阶段恒载内力

注：支点： V = qL／2

1／4面： M = 3qL2／32 V = qL／4

跨中： M = qL2／8

b. 使用阶段

一期恒载边板 q = 13.816 kN/m

中板 q = 10.638 kN/m

二期恒载边板 q = 1.181＋3.28＋5.438 = 9.899 kN/m

中板 q = 2.363＋2.00＋4 = 8.363 kN/m

恒载各截面内力汇总

3. 活载内力计算

根据[JTG D60-2004] 第4.3.1条规定，公路—Ⅰ级车道荷载为 q k ＝10.5kN/m

P k = 180＋(360－180)／(50-5)×(L 0－5)

公路—Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值q k 和集中荷载标准值P k 按公路—Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用

公路－Ⅱ级车道荷载

根据[JTG D60-2004]第4.3.2条规定

当1.5Hz ≤ f ≤14Hz 时，冲击系数 μ = 0.1767lnf - 0.0157 式中 f — 结构基频(Hz) 对简支梁桥，c

c

m EI l f 2

12π

=

, g G m c /= 式中 l — 结构的计算跨径 (m)

E — 结构材料的弹性模量 (N/m 2) I c — 结构跨中截面的截面惯矩 (m 4)

m c — 结构跨中处的单位长度质量(kg/m), 当换算为重力计算时，其单位应为

(Ns 2/m 2)

G — 结构跨中处延米结构重力 (N/m) g — 重力加速度，g = 9.81 (m/s 2)

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