18m预应力简支空心板梁桥设计计算

18m 预应力简支空心板梁桥设计计算 I 、设计资料

河北境内某一级公路

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，

先简支后桥面连续，下部结构采用单排桩柱式桥墩和桩式桥台。桥梁设计荷载为公路I 级，标准跨径

18m ,

桥面净空9+2 x 1.5m 。

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

15.24钢铰线，其标准强

度为1860Mpa ,非预应力钢筋采用I , H 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 )

U 、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；

1F

3717 99 =37.5cm

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;

川、设计过程

全桥宽采用12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

2 o

Ah=99 X 90—2 X 36X 30—2 X 3.14 X 18 2 X：1/2 x( 5+3) X 8+1/2 X 5X 7] =4616cm2

2. 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=2X：3 X 8+ ( 15+14+7+8/2 ) +2X 8 X 1/2 X( 29+7+8/3 )

+5X 7X 1/2 X( 29+2/3 X 7)] +2 X 99X( 15+18+12)

=12627cm3

毛截面中心对该线的距离

S 12627

d= = =2.7cm

Ah 4616

铰截面中心对该线的距离

2

A 铰=2X( 3+5X 8/2) +1/2 X 5 X 7] =99cm

3. 毛截面对重心的惯矩

每个挖空的半圆

面积A 1=1/2 X 3.14X 182=509cm2

重心y=4 X 18/(3 X 3.14)=7.6cm

半圆对自身的惯性矩

11 =11-1 —A1y2=3.14/8 X 184—509 X 7.62=11803cm3

由此得截面的惯矩：

I h=1/12 X 99 X 903+99 X 90X 172—2X( 36 X 303/12+36 X 30X 2.72) —4X 1.803—2 X 509X [(2.7+15+7.6) 2+ (5 — 2.7+7.6) 2]—99X( 37.5+2.7) 2=4600304cm4

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

D铰=

每块板每延米的荷载为0.1 X 1X 1 X 25=2.5KN/m

则以上重量均分给8块板g 1=2.5 X 2/13+2.5=2.69KN/m

2 2 4b h

b 2h _b^ t1

t

2t2

2 2

4 89 78

2 78 89 89

10 11 13

6311900.98cm4

2. 铰和接缝：g2=(99+1 X 99) X 10 4X 25=0.47KM/m

3•行车道板：g3=A h X r=4616 X 10 4X 25=11.54KM/m

恒载总重：g=g 什g2+g3=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m

荷载内力计算见下表

何载

G

(KM/m)

L

(m)

M(KN/m) Q (KN )

跨中

2

1/8gL

1/4点

3/32 X gL2

Q支点

1/2gL

Q1/4 点

1/4gL 单块板重11.54 17.56 444.8 333.6 101.32 50.66 全部恒载14.70 17.56 566.6 424.95 129.07 64.53

(二)

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。

(1) 跨中和四分点的荷载横向分配系数：

先将图1所示截面简化成下图所示，并略去中间肋板，按单筋计算板截面抗扭刚度l T:

刚度系数:

5.8

4600304

6311900.98

(1 )20.014

17.56

根据各板块的横向分配影响线竖坐标值，作出各板块的横向分配影响线（见图）再由各板块的横向分配影响线计算在荷载作用下的横下分布系数: