大学毕业设计-20m预应力混凝土空心板桥计算书

大学毕业设计-20m预应力混凝土空心板桥计算书内容摘要：

湘阴目边湖桥施工图设计 第 4 页 共 80 页 则毛截面重心离 1/2 板高的距离为 :  12 3881 96 1389 7Sd c mA   板 高 把毛截面外框简化为规则矩形时的余缺部分面积 A 余缺 :  1 1 11 3 8 1 3 8 2 . 5 8 8 2 . 5 8 5 1 0 62 2 2A c m                      余 缺 余缺部分对 1/2 板高的距离为 :  12 3881 36 .6 1106Sd c mA  板 高余 缺余 缺 空心板毛截面对其重心轴的惯距 I 如图 22 中 (1)图 ,设每个挖空的半圆面积为 A′:  2 2 21139。 3 8 5 6 7 .188A d c m    半圆重心轴：  4 4 3 8 8 .0 666dy cm   半圆对其自 身重心轴的惯性距 39。 I 为：  4 4 439。 0 .0 0 6 8 6 0 .0 0 6 8 6 3 8 1 4 3 0 4I d c m    则空心板毛截面对其重心轴的惯性距 I 为： 33 229 9 8 5 3 8 3 19 9 8 5 1 2 3 8 3 1 1 4 1 4 3 0 41 2 1 2I                 2 2 22 5 6 7 . 1 1 5 . 5 8 . 0 6 1 1 5 . 5 8 . 0 6 1 1 0 6 3 6 . 6 1 1             99 71 6 10 cm 中跨空心板毛截面几何特性计算 毛截面面积 A 空心板毛截面面积为： 2 1199 85 2 38 31 2 19 2 8 2. 5 8 2. 5 8 522A                     cm 湘阴目边湖桥施工图设计 第 5 页 共 80 页 毛截面重心位置 全截面对 1/2 板高处的静距： 12 1 8 8 1 82 2 . 5 8 3 4 . 5 + 2 . 5 8 3 4 . 5 + 5 8 3 4 . 5 2 3 2 2 3S                           板 高   cm 则毛截面重心离 1/2 板高的距离为 :  12 3 5 5 6 .6 7 0 .9 63 6 9 0 .7 7Sd c mA  板 高 把毛截面外框简化为规则矩形时的 铰缝 面积 A 铰 :  2112 2 . 5 8 8 2 . 5 8 5 1 0 022A c m         铰 铰缝重心 对 1/2 板高的距离为 :  12 c mA  板 高铰余 缺 空心板毛截面对其重心轴的惯距 I 如图 22 中 (1)图 ,设每个挖空的半圆面积为 A′:  2 2 21139。 3 8 5 6 7 .188A d c m    半圆重心轴：  4 4 3 8 8 .0 666dy cm   半圆对其自身重心轴的惯性距 39。 I 为：  4 4 439。 0 .0 0 6 8 6 0 .0 0 6 8 6 3 8 1 4 3 0 4I d c m    则空心板毛截面对其重心轴的惯性距 I 为： 33 229 9 8 5 3 8 3 19 9 8 5 0 . 9 6 2 3 8 3 1 0 . 9 61 2 1 2I             224 1 4 3 0 4 2 5 6 7 . 1 1 5 . 5 8 . 0 6 0 . 9 6 1 5 . 5 8 . 0 6 0 . 9 6           210 0 35 .5 7 6     31 56 10 cm 湘阴目边湖桥施工图设计 第 6 页 共 80 页 边、中跨空心板毛截面几何特性汇总 本 桥梁 设计 的 预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，叠加时挖空部分按负面积计算。 空心板截面的抗扭刚度可简化为图 31 的单箱截面来计算 : 图 计算 IT 的空心板截面图简化图（尺寸单位： cm） 抗扭惯矩 IT为：         2222 64124 99 8 85 84 76 1022 2 85 8 2 99 888TbhI c mhbtt           表 31 毛截面几何特性计算汇总 截面号 边跨空心板截面（ 13号板） 中跨空心板截面（ 2—12号板） 截面形式 面 积 m2 m2 抗弯惯矩 102 m4 102 m4 抗扭惯矩 102 m4 102 m4 形心 y 上 值 形心 y 下 值 湘阴目边湖桥施工图设计 第 7 页 共 80 页 4 作用效应 计算 永久作用效应计算 边跨板作用效应计算 ⑴ 空心板自重（第一阶段结构自重） 1g 1 g =A 967 7 26 316   (kN/m) ⑵ 桥面系自重（第二阶段结构自重） 2g 栏杆、缘石（参照已建桥梁）取（ +）  2=(kN/m) 桥面铺装采用 8cm等厚度 的 防水 混凝土 ,则全桥宽铺装每延米重力为 : 25   (kN/m) 桥面现浇 C50 桥面板每延米重力（ 10cm厚）：  12 6 1 3 . 2 5 0 . 1 1 0 . 0 1 5 1 3 3 6 . 9 8 5 /2 k N m       为计算方便近似按各板平均分担来考虑 ,则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为 : 2 5 . 4 2 4 . 5 3 6 . 9 8 5g = 5 . 1 4 513 (kN/m) ⑶ 铰缝自重（第二阶段结构自重） 3g 铰缝 采用 C40 细集料混凝土，容重为 24kN/m,边跨取单个铰缝的一半计算，则 其自重为 :   43 1g = 1 0 0 1 8 5 1 0 2 4 = 0 . 2 2 2 ( k N /m )2      由此得空心板每延米总重力 g 为： 1   (kN/m)（第一阶段结构自重） 23 5 .1 4 5 0 .2 2 2 5 .3 6 7g g g     (kN/m)（第二阶段结构自重） 10. 131 6 67 15. 498 6g g g g      (kN/m) 湘阴目边湖桥施工图设计 第 8 页 共 80 页 中 跨板作用效应计算 ⑴ 空心板自重（第一阶段结构自重） 1g 1 g =A 077 26    (kN/m) ⑵ 桥面系自重（第二阶段结构自重） 2g 栏杆、缘石（参照已建桥梁）取（ +） 2=(kN/m)。 桥面铺装采用 8cm等厚度的防水混凝土 ,则全桥宽铺装每延米重力为 : 25   (kN/m) 桥面现浇 C50 桥面板每延米重力（ 10cm厚）：  12 6 1 3 . 2 5 0 . 1 1 0 . 0 1 5 1 3 3 6 . 9 8 5 /2 k N m       为计算方便近似按各板平均分担来考虑 ,则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为 : 2 5 . 4 2 4 . 5 3 6 . 9 8 5g = 5 . 1 4 513 (kN/m) ⑶ 铰缝自重（第二阶段结构自重） 3g 铰缝采用 C40 细集料混凝土，容重为 24kN/m,中 跨取 两个单 铰缝的一半计算， 即为一个铰缝重量， 则其自重为 :   43g = 10 0 1 85 10 24 = 0. 44 4( kN /m )   由此得空心板每延米总重力 g 为： 1   (kN/m)（第一阶段结构自重） 23 5 .1 4 5 0 .4 4 4 5 .5 8 9g g g     (kN/m)（第二阶段结构自重） 5g g g g      (kN/m) 横隔板重 每块板的横格梁均设置在板两端空心部分，封住端部口，厚度 h 为 20cm,其横隔板重为： 横隔板截面面积 A=2=（ cm2) 重力 G=gAh=26=(kN) 湘阴目边湖桥施工图设计 第 9 页 共 80 页 可变作用效应 计算 本桥汽车荷载采用公路 —Ι级荷载，它由车道荷载 和车辆荷载 组成。 《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。 公路 —Ι 级车道荷载均布荷载标准值 kq 为 kN/m，集中荷载 ( ) ( )3 6 0 1 8 0 1 8 . 8 8 5 1 8 0 2 3 5 . 5 25 0 5kP k N轾 犏= ? + =犏 臌。 而在计算剪力效应时，集中荷载标准值 Pk应乘以 的系数，即计算剪力时  39。 1. 2 1. 2 23 5. 52 28 2. 62 4kKP P k N     利用桥梁结构电算程序计算 汽车荷载横向分布系数计算 根据截面几何尺寸特点 ,利用《桥梁结构电算程序设计》 ,首先利用铰接板法 荷载影响线计算程序 LTD JB 计算荷载横向分布影响线，再利用其结果运行 TRLODM 程序计算荷载横向分布系数。 运行 LTD JB 程序时输入文件为 LCS1: out fig 13, 0, , , , 输出数据文件 FIG 内容为： （各板的横向分布影响线竖标值 图表表示 ） 1 号板荷载横向分布影响线图示 2 号板荷载横向分布影响线图示 湘阴目边湖桥施工图设计 第 10 页 共 80 页 3 号板荷载横向分布影响线图示 4 号板荷载横向分布影响线图示 5 号板荷载横向分 布影响线图示 6 号板荷载横向分布影响线图示 湘阴目边湖桥施工图设计 第 11 页 共 80 页 7 号板荷载横向分布影响线图 图 各板的横向分布影响线竖标值图表 8～ 13 号板的荷载横向分布影响线关于中点和 1～ 6 号板对称，故在此省略其图示。 利用已求的荷载横向分布影响线数据， 接着再运行 TRLODM 程序计算荷载横向分布系数，输入数据文件为 LCS2: FIG OUT １， ， ， ， 3， ， 3 输出文件为 OUT：（ 将其汇总列表如下表 ）。 表 41 各板荷载横向分布系数计算汇总表 梁号 I 荷载横向分布系数 最不利车列 数 1 2 2 2 3 2 4 2 5 3 6 3 7 3 8 3 9 3 10 2 11 2 12 2 13 2 湘阴目边湖桥施工图设计 第 12 页 共 80 页 由上面程序的计算结果 可知 ， 1 号 板 （边板） 在荷载作用下的横向分布系数最大，且其自重也最大为最不利的受力板。 为设计的简便 ， 现 以 1 号 板 的作用效应为研究对象进行设计 计算。 支点 处 的荷载横向分布系数 ， 按杠杆法计算，由图 43 得 1 号 板的支点荷载横向分布系数如下：   支 点 ↓ ↓1. 00图 1 号板 支点处荷载横向 分 布影响线及最不利布载图 表 42 1 号 板的荷载横向分布系数 作用位置 跨中至 L/4 处 支点 汽车荷载 汽车荷载冲击系数计算 《桥规》规定汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数 。  按结构基频 f 的不同而不同 ,对于简支板桥 : 22 ccEIf lm。