预应力空板计算书.doc

PAGE 预应力空心板计算书 一、预应力空心板桥基本资料及设计原则 1.1 设计基本资料 跨 径：标准跨径m； 计算跨径m。 桥面净空：净m。 设计荷载: 公路—Ι级。 材 料：预应力钢铰线采用钢铰线； 非预应力钢筋采用热轧Ι级和Ⅱ级钢筋； 空心板为50号混凝土； 铰缝为50号细石混凝土； 封头采用20号混凝土； 立柱、盖梁及桥头搭板采用30号混凝土； 基桩采用25号混凝土； 桥面铺装采用40号混凝土和AC-16Ι沥青混凝土； 支座采用圆板式GYZ200-35橡胶支座。 1.2 设计依据及规范 1)《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 2)《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ 022—85），简称“圬工规范”； 3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D26-2004），简称“公预规”； 4)《公路桥涵设计手册》（梁桥）； 5)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85） 二、预应力空心板桥内力计算 2.1 构造型式及尺寸选定 桥面净空为净m，全桥宽采用18块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99 cm，空心板全长19.96m。采用先张法施工工艺，预应力钢铰线采用钢铰线，沿跨长直线配筋。全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。 图1-1 桥梁横断面图（单位：cm） 2.2 毛截面几何特性计算 =9980-23628-4-2=3768.2cm 图2-1 空心板截面构造及尺寸（cm） 2.2.1 毛截面面积 2.2.2 毛截面重心位置 全截面对板高处的静矩: =2=3306.7 cm 铰缝的面积: ==100 cm 毛截面重心离板高处的距离为: ===0.9 cm(向下移) 铰缝重心对板高处的距离为: ===33.1 cm 图2-2 挖空半圆构造 2.2.3 毛截面对重心的惯性矩 由图2-2,每个挖空的半圆面积为: ===508.9cm ===76.4mm,半圆对其自身重心轴O-O的惯性矩为： =0.00686=0.0068636=11522 cm 由此得空心板毛截面对重心轴的惯性矩： =-2-411522 --100 =3107.5cm 2.3 内力计算 2.3.1 永久荷载（恒载）产生的内力 空心板自重(一期恒载) ==3768.2=9.42kN/m 桥面系自重（二期恒载） 栏杆重力参照其它桥梁设计资料，单侧重力取用7.0kN/m。桥面铺装采用等厚度5 cm厚40号混凝土和4cm厚AC-16 kN/m 设桥面系二期恒载重力近似按各板平均分担来考虑，则每块空心板分摊的每延米桥面系重力为： =kN/m 铰缝重（二期恒载） =kN/m 由此得空心板的每延米一期恒载及二期恒载: ==kN/m =+=kN/m 简支梁恒载内力计算结果见表2-1。 表2.1 恒载内力计算表 项目 荷载种类 (kN/m) (m) M(kN·m) Q(kN) 跨中 支点 一期恒载 9.42 19.50 447.74 335.81 91.85 45.92 二期恒载 3.10 19.50 147.35 110.51 30.23 15.12 恒载合计 12.52 19.50 595.09 446.32 122.08 61.04 2.3.2 基本可变荷载（活载）产生的内力 2.3.2.1 荷载横向分布系数 空心板的荷载横向分布系数跨中和处按铰接板法计算，支点处按杠杆原理[1]计算，支点至点之间按直线内插求得。 （1）跨中及处的荷载横向分布系数计算 首先计算空心板的刚度系数： = 式中：cm cm cm —空心板截面抗扭刚度。 参照《桥梁工程》[2]，略去中间肋板，将图2-1所示截面简化成图2-4，按单箱计算： ===cm 代入（1）式得： == 图2-4 计算的空心板简化图（cm） 求得刚度系数后，即可按其查《公路桥涵设计手册》（梁桥）上册[3]第一篇附录（二）中18块板的铰接板桥荷载横向分布影响线表。由=0.01，=0.02内插得到=0.01086时1号至9号板的荷载横向分布影响线值，计算结果列于表2-2中。由表2-2画出各板的横向分布影响线，并在横向