普通钢筋混凝土空心板设计计算书分解

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：20m（墩中心距）。

（2）计算跨径：19.3m。

（3）桥面宽度：净7m+2×1.5m（人行道）=8.5m。

2、技术标准

（1）设计荷载：公路—Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧8KN/m计算，（2）人群荷载取3KN/㎡。

（3）环境标准：Ⅰ类环境。

（4）设计安全等级：二级。

3、主要材料

（1）混凝土：混凝土空心简支板和铰接缝采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.04m沥青混凝土，下层为0.06厚C30混凝土。沥青混凝土重度按23KN/m³计算，混凝土重度按25KN/m³计。

（2）钢材

采用HPB235，HPB335钢筋。

中板截面构造及尺寸（单位：cm）

二、计算空心板截面几何特性

1、毛截面面积计算

()2111124702162555505503586307.32222A cm

π⎡⎤

=⨯+⨯⨯-⨯⨯⨯++⨯+⨯⨯+⨯⨯=⎢⎥⎣⎦

全截面对12板高处的静矩为：

12

31

1111255(355)555(3555)250(351550)232231285351053758.3323h S cm ⎡=⨯⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯⨯--⨯⎢⎣⎤⎛

⎫-⨯⨯⨯--⨯= ⎪⎥⎝

⎭⎦

铰缝的面积为：

()22

20.5555550.53500.558765j A cm cm =⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=毛截面重心离12板高的距离为：123758.33

0.66307.32

h S d cm A === 铰缝重心到12板高的距离为：123758.33 4.913765

h j j S d cm A === 2、毛截面惯性矩计算

铰缝对自身重心轴的惯性矩为：

33332

4555035855576522 4.91339726.0436*******j I cm ⎡⎤⎛⎫⨯⨯⨯⨯=⨯⨯++++

⨯=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦

空心板截面对其重心轴的惯性矩为：

()34222464

1247032124700.62160.6219863.02765 4.9130.612642.295010I cm

cm ππ⎡⎤⎛⎫⨯⨯=+⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯-⨯+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦

=⨯ 空心板截面的抗扭刚度可简化为下图所示的箱型截面进行近似计算

抗扭刚度为：2222

641244104517.01121011251

112104191920T b h I cm h b t t t

⨯⨯===⨯⨯⎛⎫⎛⎫⨯++++

⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

三、主梁内力计算

1、永久作用效应计算

（1）空心板自重（一期结构自重）： 416307.321025/15.768/G kN m kN m -=⨯⨯=

（2）桥面系自重（二期结构自重）：

1）本设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧8KN/m 计算。 2）桥面铺装上层采用0.04m 厚沥青混凝土，下层为0.06m 厚C30混凝土， 则全桥宽铺装层每延米重力为21.3/KN m

每块空心板分配到的每延米桥面系重力为

28221.3

/ 4.663/8

G KN M KN m ⨯+==

（3）铰接缝自重计算（二期结构自重）：

()43765 1.14701025/ 2.112/G KN m KN m -=+⨯⨯⨯= 由上述计算得空心板每延米总重力为

()()2315.768/(4.663 2.112/ 6.775/(15.768 6.775/22.543/G KN m G G G KN m KN m G G G KN m KN m I I ==+=+==+=+=ⅡⅡ一期结构自重）

二期结构自重）

由此可计算出简支空心板永久作用效应，计算结构见下表

2、可变作用效应计算

设计荷载为公路—Ⅱ级，车道荷载的均布荷载标准值

k

q和集中荷载标准值

k

P

为：7.875/

k

q kN m

=

计算弯矩时：()

360180

0.75[9.65180]148.8

505

k

P kN

-

=⨯⨯-+=

-

计算剪力时： 1.2148.8178.56

k

P kN kN

=⨯=

（1）冲击系数计算

6.647

f Hz

===

（其中，3

22.543

10/2297.96/

9.8

c

G

m kg m kg m

g

==⨯=）

由于，1.514

Hz f Hz

≤≤，故可按下式计算汽车荷载的冲击系数：

0.1767ln0.01570.1767ln6.6470.01570.319

f

μ=-=⨯-=

当行车道为两车道是不进行车道折减，故取折减系数 1.0

ξ=

（2）汽车荷载横向分布系数的计算

空心板跨中和1/4截面处的荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点处荷载横向分布系数按杆杠原理法计算，支点至1/4截面的荷载横向分布系数按直线内插法求得。

a、跨中及14截面处荷载横向分布系数计算

空心板的刚度参数γ为：

22

6

6

2.295010124

5.8 5.80.02169

7.0112101160

T

I b

I l

γ

⨯

⎛⎫⎛⎫

==⨯⨯=

⎪ ⎪

⨯

⎝⎭⎝⎭计算跨中荷载影响线竖标值：