装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计说明书

上述计算说明中和轴位于翼缘板内，可按高度为 h，宽度为 的矩 型截面计算钢筋面积
则= =
=3462.2
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选用 8 根 直径为 Փ 25mm 的 HRB400 钢筋 =3927 钢筋布置如图所示
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ρ= /（ ）=
=0.459%
=0.2%
配筋率符合最小配筋率要求
2 持久状况截面承载能力极限状态计算
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1 跨中截面 弯矩计算：
=L/4=3.125
m=0.3265
=7.875
=0.5*(L/4)*L=19.53m²
=ξm( + )=210.92KN/m(不计冲击时)
=（1+μ）ξm( 剪力计算
+ )=286.21KN/m(计冲击时)
有：
=0.5
=0.5*L/2*L/2=1.5375
=ξm( + )=34.87KN(不计冲击时)
其中混凝土与箍筋共同承担的剪力 不小于 60% ，弯起钢筋
（按 弯起）承担的剪力 不大于 40% ②计算第一排（从支座向跨中计算）弯起钢筋时，取用距支座 h /2 处由弯起钢筋承担的那部分剪力值 ③计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋时，取用前一排弯
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起钢筋下面弯起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值 弯起钢筋配置及计算图示如图 所示
四 主梁内力计算
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1 永久作用效应计算;
(1)空心板自重（一期结构自重） : =4884* *25=12.21KN/m
（2）桥面系自重（二期结构自重） : =（12.14+10*0.08*25+10*0.06*23）/7=6.563KN/m
由上述计算得空心板每延米总重力为; G=12.21+6.563=18.773KN/m
对于板式受弯构件 0.5* 系数则
b 计算值可以乘以 1.25 的提高
1.25*0.5* N
b =1.25*0.5* *1*1.65*200*750=154.688K
因此
1.25*0.5*
b 故应进行持久状况斜截面抗
剪承载力验算
（1）斜截面配筋的计算图示
①最大剪力 取用距支座中心 h/2（梁高一半）处截面的数据，
=0.3265 =0.5
γ=5.8
=5.8(
=0.02582
在求得刚度参数γ后，即可依板数及所计算板号在车道荷载作用下的
荷载横向分布影响线值，由此画出各板的横向分布影响线，并按横向
不利位置布载。由于桥梁横断面结构对称，故只需计算 1-4 号板的横
向分布影响线坐标值。
2 号梁
γ
1
2
3
4
5
6
7
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0.02
（6）结构重要性系数; =1
2:主要材料
（1）混凝土：混凝土空心简支板和铰接缝采用 C30 混凝土;桥面铺装 上层采用 0.07m 的沥青混凝土，下层为 0.08m 的 C40 混凝土。沥青重
度按 23KN/ 计算，混凝土重度按 25KN/ 计。 （2）钢筋：主筋采用 HRB400 钢筋。
二:构造形式及截面尺寸
=（1+μ）ξm( 2：1/4 截面处
+ )=47.32KN(计冲击时)
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μ =0.357
.
弯矩计算：
有
3L/16=2.344m
= L=14.648m²
=ξm( + )=158.2KN/m(不计冲击时)
=（1+μ）ξm( 剪力计算：
+ )=214.68KN/m(计冲击时)
有 =0.75
= L=3.5156m
0.51*
b =0.51*
=1*360.40=360.40KN
.
* *755*200=483.83KN>
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在进行受弯构件斜截面抗剪承载力配筋设计时，若满足条件
=0.5*
b 可不进行斜截面抗剪承载力计算，仅
按构造要求配置钢筋即可。
=1*360.40=360.40KN
0.5*
b =0.5* *1*1.65*200*750=123.75KN
表 2 作用效应组合表
序
跨中截面
四分点截面
支点截
号
荷载作用
面
1 第一期作用
(KN*m) (KN) (KN*m (KN)
)
238.84 0
178.86 38.16
(KN) 76.31
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.
2 第二期作用
128.18 0
96.14 20.51 41.02
3 总永久作用（=1+2）
366.66 0
275.00 58.67 117.33
202
198
170
135
111
96
99
0.04
235
232
185
127
91
69
59
0.02582 211.603 207.894 174.365 132.672 105.18 88.143 79.56
（3）可变作用效应计算 车道荷载效应：计算车道荷载引起的空心板跨中及 L/4 处截面的效应 （弯矩和剪力）时，均布荷载标准值 应满布于使空心板产生最不利 效应的同号影响线上，集中荷载标准值 只作用于影响线中一个最 大影响线峰值处，为此需绘制出跨中弯矩、跨中剪力、L/4 处截面弯 矩、L/4 处截面剪力影响线图，如图 所示
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8． 绘制主梁一般构造图和配筋图（A3 图幅，要求手绘） 9． 裂缝宽度验算 10. 主梁变形验算 11.绘制主梁一般构造图和结构图 三、设计依据： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015） 《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《桥梁工程》姚玲森编 《桥梁工程》绍旭东 《结构设计原理》叶见曙或张树仁编 四、结构尺寸
54.18
5
3.320
23.87
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(2)各排斜筋的计算：与斜截面相交的弯起钢筋的抗剪承载能力按 下式计算
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=0.75* =280MPa
sin = 故相应于各排弯起钢筋的面积按下式计算
=
=
计算得每排弯起钢筋得面积见表 5
表 5 弯起钢筋面积计算表
弯起排次
每 排 弯 起 钢 筋 弯起钢筋数目 每 排 弯 起 钢 筋
5．材料：
（1）钢筋，其技术指标见表 1；
（2）混凝土及其技术指标见表 2，主梁混凝土为 C40，防撞护栏
C30，桥面铺装混凝土为 C40，沥青混凝土容重为 23 KN/m3，混凝
土容重为 25 KN/m3。
钢筋技术指标
表1
种
类 弹 性 模 抗 拉 设 计 强 抗压设计强
标准强度
量
度
度
R235 （MPa）
=18.4MPa, 抗 拉 强 度 标 准 值 =2.40MPa, 抗 拉 强 度 设 计 值 =1.65MPa,C30 混凝土的弹性模量为 =3.25* MPa
三;空心板截面几何特性计算
1 毛截面面积计算
=4884
已知 =3997489
=12 =18 b=114 h=68
=
=10.0156*
等效图
=ξm( + )=55.32KN(不计冲击时)
=（1+μ）ξm( 3 支点截面剪力
+ )=75.07KN(计冲击时)
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=ξm( + )=115.59KN(不计冲击时) =（1+μ）ξm( + )=156.86KN(计冲击时)
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3 作用效应组合
根据作用效应组合，选取四种最不利效应组合：短期效应组合、长期 效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表 2
由此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结果如下表 1 表 1：简支空心板永久作用效应计算表
作 作 用 计 算 作 用 效 应 - 弯 矩 作用效应-剪力 V/KN
用 （ KN/m 跨 径 M/KN*m
种）
/m 跨中
1/4 跨 支点
1/4 跨 跨
类
中
12.21
12.5 238.4766 178.8574 76.3125 38.1563 0
按截面实际配筋面积计算截面受压区高度 x 为
X= =
=61.78mm
截面抗弯极限状态承载力为
=
x
（
-x/2
）
=18.4*1.14*0.06178*(0.755-
)=931.89KN*m>840.69KN*m 满足截
面承载力要求
3 斜截面抗剪承载力计算
=360.40kN
=66.25kN
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假定没有弯起钢筋
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计算弯矩时， =【
(12.3-5)+270】*0.75KN=157.5KN
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计算剪力时
=157.5*1.2KN=189KN
(1)冲击系数和车道折减系数计算：结构的冲击系数 μ 与结构的基频 f
有关，故应先计算结构的基频：
f=
=
=8.265Hz
其中 = =
kg/m=1913.66kg/m
4 可变作用（汽车不计冲击） 210.92 34.87 158.20 55.32 115.59
5 可变作用（汽车计冲击） 286.21 47.32 214.68 75.07 156.86
6 标准组合（=3+5+6）
652.87 47.32 489.68 133.74 274.19
7 短期组合（=3+07ห้องสมุดไป่ตู้4+6） 514.30 24.41 385.74 97.39 198.24
2.1 105
195
195
235
HRB400 级 2.0 105
330
Ф（Mpa）
330
400
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混凝土技术指标
表2
二、设计计算内容： 1． 主梁几何特性计算 2． 恒载内力计算 3． 荷载横向分布计算（支点处采用杠杆法，跨中采用铰接板法） 4． 活载内力计算 5． 荷载组合。确定用于配筋计算的最不利作用效应组合 6． 主梁配筋计算（依据结构设计原理进行） 7． 绘制内力包络图
.
桥梁工程课程设计任务书 装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计
一、设计资料
1．标准跨径：13m
2．计算跨径：计算跨径 12.5m
3．桥面宽度：净-9+2 0.5m 防撞护栏，桥面铺装为 0.08mC40 混凝
土铺装+0.06m 沥青混凝土面层，桥面横坡为双向 1.5%，桥面横坡由
铺装层形成。
4．设计荷载 ：公路-Ⅱ级
6.563
12.5 128.1836 96.1377 41.0188 20.5094 0
G 18.773 12.5 366.6602 274.9951 117.3313 58.6657 0
2 可变作用效应计算
根据«公通规»，公路-II 级车道荷载的均布荷载标准值 和集中荷载标 准值 ；
=0.75*10.5KN/m=7.875KN/m
（1）本桥为 C30 钢筋混凝土简支板，由 7 块宽度为 1.32m 的空心板 连接而成 （2）桥上横坡为双向 2%，坡度由下部构造控制 （3）空心板截面参数：单块板高为 0.8m,宽为 1.32m，板间留有 1.14
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cm 的缝隙用于灌注砂浆 （4）C40 混凝土空心板抗压强度标准值 =26.8MPa ,抗压强度设计值
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由内插可得，距支座中心 h/2 处的剪力效应 =
+66.25=350.99KN
则相应各排弯起钢筋的位置及承担的剪力值见表 4
表 4 弯起钢筋位置与承担的剪力值计算表
斜筋排次
弯起点距支座
承担的剪力值
中心距离/m
/KN
1
0.744
140.39
2
1.388
114.79
3
2.032
84.49
4
2.676
8 极 限 组 合 840.69 66.25 630.55 175.50 360.40
（=1.2*3+1.4*5+0.8*1.4*6）
9 长 期 组 合 451.03 13.95 338.28 80.80 163.57
（=3+0.4*4+0.4*6）
五 持久状况承载能力极限状态下的截面设计、配筋与 验算
1 配置主筋
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假设截面受压区高度 x<= 设有效高度 =h- =80-4.5=75.5cm 正截面承载力为：
<=
)
=1*840.69=840.69KN*m 由 C40 混凝土可知 =18.4MPa 18.4*1140*x*(755-x/2)x>=840.69*
解 x=55.09mm < =120mm <= =0.56*755=422.8mm
计算面积 /
实际面积
1
850.44
2Փ 25
982
2
695.36
2Փ 22
760
3
511.81
2Փ 20
628
4
328.20
2Փ 16
402
5
144.60
2Փ 16（2Փ 8） 402（101）
(3)主筋截断后持久状况承载能力验算：
跨中截面的抵抗弯矩为
ΣM= x（ - ）=931.89kN*m
图 1 全桥主梁横断面
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图 2 中板横断面图
图 3 边板横断面图
钢筋混凝土空心板设计计算书
一：基本设计资料
1：跨度和桥面宽度
（1）标准跨径：13m （2）计算跨径：12.5m （3）桥面宽度（桥面净空）：双向行驶，净 9+2*0.5m 护栏 （4）设计荷载：公路二级，无人群荷载 （5）主梁预制长度：12.7m
由于 1.5Hz<=f<=14Hz 故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数为
μ=0.1767lnf-0.0157=0.357
本算例桥梁净宽 9+2*0.5，最多 2 车道布载，故折减系数为ξ=1.0
（2）汽车荷载横向分布系数计算
跨中和 1/4 处的荷载横向分布系数取 交点至 1/4 处的荷载横向分布系数取 空心板刚度参数：