20m预应力空心板桥上部计算书.docx

20m预应力空心板桥上部计算书
“混凝土结构设计原理课程设计”
计算书

装配式预应力混凝土简支空心板桥，，，全桥采用12块预制的预应力混凝土空心板，，中板构件截面见下图4，,。采用先张法施工。该桥处于野外一般地区，大气相对湿度75％。
设计资料见下表：
结构
尺寸
标准跨径lk

计算跨径l

板预制长度l0

板高

板预制宽度

设计荷载
设计荷载
公路Ⅰ级
结构安全等级
二级
使用环境
Ⅰ类环境
材料
规格
预应力钢筋
1×7标准型钢绞线（低松弛），
普通钢筋、箍筋、构造筋
HRB335，R235
板砼强度等级
C50
铰缝
C50
桥面铺装
10cm厚C40混凝土现浇层+ 9cm厚沥青混凝土面层
结构
内力
（中板）
跨中截面
M1/2GK

V1/2GK
0
M1/2Q1K
（）
V1/2Q1K
45KN（）
M1/2Q2K
0
V1/2Q2K
0
1/4截面
M1/4GK

V1/4GK

M1/4Q1K
（）
V1/4Q1K
（不计冲击系数
）
M1/4Q2K
0
V1/4Q2K
0
支点截面
M0GK
0
V0GK
175KN
M0Q1K
0
V0Q1K
144KN（）
M0Q2K
0
V0Q2K
0
内力变化特点
弯矩按抛物线变化，剪力按折线变化
施工要点：张拉台座长度取70m，采用一端一次张拉，夹片式锚具(有预压)，张拉控制应力取σcon=。在常温近似标准条件下养护，混凝土强度达到90％设计强度时放松预应力筋，构件受荷时混凝土龄期为20d，二期恒载加载时混凝土龄期为90d。
：按部分预应力混凝土A类构件设计
空心板毛截面几何特性计算
（一）毛截面面积
将空心板转化为工字形截面
（1）空心板简化图计算，保持空心板面积相等
设板宽为6，则换算后的截面面积A' = 85b。
A' = + π×62. 52/4，所以 b=86. 06cm。
（2）保持空心板截面重心位置不变
设换算截面空心形心轴距原空心形心轴位
置的距离为x，则：
X = —34. 6mm (即：空心位置较原位置上 移 34. 6mm)
保证截面面积和惯性矩相等 设空心截面换算为的矩形。
得：
（3）换算截面板壁厚度
侧壁： = (860. 6-651. 9) /2 = 104. 35 (mm)
上顶壁: =850/2-470. 6/2-34. 6 = 155. 1 (mm)
下顶壁： =850/2-470. 6/2 + 34. 6 = 224. 3 (mm)
空心板截面的抗扭刚度可简化为下图的单箱截面来近似计算：
作用效应组合
按《桥规》公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应组合，并用于不同的计算项目。按承载能力极限状态设计时的基本组合表达式为：
式中：——结构重要性系数，本桥属于重要小桥=；
——效应组合设计值；
——永久作用效应标准值；
——汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值；
——人群荷载效应的标准值。
按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用一下两种效应组合：
作用短期效应组合设计表达式：
式中：——作用短期效应组合设计值；
——永久作用效应标准值；
——不计冲击的汽车荷载效应标准值；
——人群荷载效应标准值。
作用长期效应组合表达式：
式中各符号意义见上面说明。
《桥规》还规定结构构件当需进行弹性阶段截面应力计算时，应采用标准值效应组合，即此时效应组合表达式为：
式中：S——标准值效应组合设计值；
——永久作用效应、汽车荷载效应（计入汽车冲击力）、人群荷载效应的标准值
根据计算得到的作用效应，按《桥规》各种组合表达式可求得各效应组合设计值，现将计算汇总于表3-6。
空心板作用效应组合计算汇总表 表3-6
序号
作用种类
弯矩M()
剪力V(kN)
跨中
跨中
支点