沙井大桥横向配筋验算.doc

沙井大桥横向配筋验算
1 箱内顶板验算
根据《公桥规范》,计算弯矩时,箱内顶板为简化为简支板进行考虑,如图1所示,计算跨径为腹板净距加板厚,跨中弯矩可按照以下简化方法计算:
板厚与梁肋高度比等于或大于1/4时
板厚与梁肋高度比小于1/4时
式中 M0——与计算跨径相同的简支板跨中弯矩
在此,先计算相同计算跨径的简支板内力。
图1 箱内顶板简支梁模型
恒载内力(以纵向1m宽的板条进行计算)
10CM厚沥青混凝土桥面铺装层g1:××24= kN/m
顶板自重g2: kN/m
合计: kN/m
每米宽简支板恒载内力
弯矩
剪力 kN
活载内力
将加重车后轮作用于箱梁的横截面上,进行横向最不利加载(如图2所示),以
求得简支板模型跨中最大弯矩值。
图2 简支板最不利加载
由《通用规范》查得:公路-Ⅰ级车辆荷载加重车后轮着地长度,宽度,根据《公桥规范》可知,单个车轮在板的跨中位置时的荷载分布宽度为:
(公路-Ⅰ级车辆荷载加重车后轮间距)
两后轮的荷载分布宽度有重叠,则两后轮加重车轮的有效分布宽度为
此时,每米宽简支板跨中弯矩为
荷载组合
按《通用规范》,承载能力极限状态基本组合作用效应组合设计值表达式为:

上式中符号意义见《通用规范》,其中为结构重要系数,
取,,,
跨中弯距:
=,,因此箱内顶板跨中弯矩为

配筋验算

箱内顶板跨中截面可按单筋矩形截面进行配筋计算,这样将偏于安全。由《公桥规范》查得:混凝土,,HRB335钢筋,,则相对界限受压区高度,假设受拉钢筋为HRB335,,按单层进行布置,保护层厚度为35mm,则mm
(1)求解受压区高度,根据《公桥规范》可知:
得
解方程,得
(2)求所需钢筋面积,将各已知值和代入,得
按照原设计中,每延米板条钢筋为13,钢筋面积mm2, mm2,满足要求。

根据《公桥规范》规定,矩形截面钢筋混凝土构件,其最大裂缝宽度(保证率为95%)可按下列公式计算:
其中
上式中符号意义见《公桥规范》。
作用的短期效应和长期效应组合情况,对简支板模型,按《通用规范》采用。
短期效应组合:

长期效应组合:

由此可得到箱梁箱内顶板跨中的对应组合弯矩值,


箱梁箱内顶板纵向每米板条受拉钢筋数为13φ16,则受拉钢筋面积为
mm2
箱内顶板跨中截面的有效高度为
钢筋直径为
截面配筋率为
混凝土板式受弯构件,带肋钢筋:则,,计算如下:
将各参数代入,计算箱内顶板跨中截面裂缝宽度:
计算裂缝宽度满足要求。
翼缘板验算
沙井钦江大桥主桥为分离式箱梁结构,单幅桥箱梁外侧翼缘板主要承受人群荷载作用,内侧翼缘板主要承受车辆荷载作用,下面分别予以分析计算。
外侧翼缘板验算
荷载内力(以纵向1m宽的板条进行计算)
纵向取1米对箱梁翼缘板进行分析计算,其荷载分布如图2所示。其中,栏杆自重取kN,栏杆基梁自重 kN,人行道板自重 kN,垫梁自重 kN,防撞护栏自重 kN,内侧翼缘板自重集度kN/m,人群荷载集度为kN/m。
图2 翼缘板荷载分布
经计算可知,每米宽板条的恒载弯矩为
人群荷载弯矩为

荷载组合
按《通用规范》,承载能力极限状态基本组合作用效应组合设计值表达式为:

取,,,则翼缘板根部弯矩为

正常使用极限状态的作用短期效应和长期效应组合表达式为:
短期效应组合:
长期效应组合:
上式中符号意义见《通用规范》。
外侧翼缘板根部短期效应组合的弯矩值为

外侧翼缘板根部长期效应组合的弯矩值为

配筋验算

由《公桥规范》查得:混凝土,,HRB335钢筋,,则相对界限受压区高度,假设受拉钢筋为HRB335,,按单层进行布置,保护层厚度为25mm,则mm
(1)求解受压区高度,根据《公桥规范》可知:
得
解方程,得
(2)求所需钢筋面积,将各已知值和代入,得
按照设计,每延米板条钢筋为6,6,钢筋面积
mm2,,满足要求。

根据《公桥规范》规定,矩形截面钢筋混凝土构件,其最大裂缝宽度(保证率为95%)可按下列公式计算:
其中
上式中符号意义见《公桥规范》。
作用的短期效应和长期效应组合情况,对于外侧翼缘板,按《通用规范》采用。
短期效应组合:

长期