简支混凝土空心板桥设计计算书

桥梁工程课程设计计算书（装配式混凝土简支空心板桥上部结构设计）

班级：06级土木四班

姓名：吴朝武

学号：05

指导老师：曹玉贵

日期：2010-1-18

目录

一、设计资料 (3)

二、构造形式及尺寸选定 (4)

三、空心板毛截面几何特性计算 (4)

（一）、毛截面面积A (4)

（二）、毛截面重心位置 (5)

（三）、空心板毛截面对中心轴的惯性矩 (5)

四、作用效应计算 (6)

（一）、永久效应作用计算 (6)

（二）、可变作用效应计算 (8)

（三）、作用效应组合 (21)

五、承载力极限状态计算 (24)

（一）、正截面配筋计算及承载力验算 (24)

（二）、斜截面配筋及承载力计算 (26)

六、空心板持久之状况正常使用极限状态计算 (31)

（一）、裂缝宽度验算 (31)

（二）、挠度及预拱度计算。 (32)

七、空心板短暂状况应力验算（吊环计算） (34)

八、铰缝计算 (35)

（一）、铰缝剪力计算。 (35)

（二）、铰缝抗剪强度验算 (38)

九、栏杆计算 (39)

（一）、栏杆的构造及布置 (39)

（二）、栏杆柱的作用效应计算 (40)

（三）、栏杆柱承载能力复核（见图1-17） (42)

（四）、扶手计算 (44)

十、参考文献及资料 (47)

简支混凝土空心板桥设计

一、设计资料

1、 跨径：标准跨径13.00;k l m =

计算跨径12.6l m =（桥墩至支座中心线距离取20cm ）。

2、 桥面净空：+2×+=10.5m 。

3、 设计荷载：汽车荷载，公路—Ⅱ级荷载；人群荷载，m 2.

4、 材料：纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HRB335；空

心板混凝土采用C40；铰缝为C30细石混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道板为C25混凝土；三角垫层采用C25素混凝土，最薄出6mm 。 5、 设计依据及参考资料 （1）、桥梁工程课程设计任务书；

（2）、《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）；

（3）、《公路桥涵通用规范》（JTG D60—2004），简称《桥规》； （4）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62

—2004）简称《公预规》；

（5）、《混凝土简支梁（板）桥》，桥梁计算示例丛书。

二、构造形式及尺寸选定

由桥面净宽2×+9=10.5m 知，全桥采用11块C40的预制混凝土空心板，每块空心板宽99cm （其中桥墩至支座中心线之间距离为20cm ，伸缩缝宽4cm ）。C40混凝土空心板，

28.6,18.4, 2.4, 1.65ck cd tk td f MPa f MPa f MPa f MPa

====。全

桥空心板横截面布置如图1—1，每块空心板截面尺寸及构造尺寸见图1—2。

1.5%

6

5

4

3

2

1

1100/2

900/275

25

图1-2 空心板截面尺寸构造（单位：cm）

0.7

28

81477

2.5 2.5

8

387

38

89

64

R 19

三、空心板毛截面几何特性计算

（一）、毛截面面积A

211

2299642388419/22(7 2.57 2.575)

A π=⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯

23373.42cm =

（二）、毛截面重心位置 全截面对1/2高度处的静矩：

11

221/2S =2[7 2.5(257/37 2.5(257/275(1872/3)]⨯⨯⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯+⨯板高））

32269.17cm =

铰缝的面积：

1122

27 2.57 2.575cm A =⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯2铰（）=87.5 毛截面重心对１/2高处的距离:

1/2S /2269.17/3373.420.7(d A cm ===板高向下移） 铰缝重心对1/2板高处距离：

2269.17/87.525.9d cm ==铰

（三）、空心板毛截面对中心轴的惯性矩 由1—3，设每个挖空的半圆面积:A '

222/8 3.1438/8566.77A d cm π'==⨯=

图1-3 挖空半圆构造（尺寸单位：cm）

y

64

图1--4 计算I T 的空心板截面简化

图（单位：cm ）

8

9

8

9

99

半圆重心轴：

4438

8.0766d

y cm π

π

⨯===

半圆对其自身重心轴O —O 的惯性矩为I '：

4440.006860.006863814304.03I d cm '==⨯=

则空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I 为：

3

3

2

2996438899640.72(

3880.7)414304.03

12

12

I ⨯⨯=

+⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯

2222566.7[(8.0740.7)(8.0740.7)]87.5(25.90.7)-⨯⨯++++--⨯+

6

4

1.711710cm

=⨯（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1—4单箱截面来近似计算：

2222

123

4(998)(649)64

4(1/1/)2/2(998)2(649)

98

2.949510b h T b t t h t I cm ⨯-⨯-++⨯-⨯-+=

=

=⨯

四、作用效应计算

（一）、永久效应作用计算

1.空心板自重（第一阶段结构自重）g 1：

413373.4210258.433KN

g A m γ-=•=⨯⨯=

2、桥面系自重（第二阶段结构自重）g2：