L=15米空心板结构计算书

中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院1L=15m车行桥空心板结构计算书1毛截面几何特性计算1.1基本资料1.1.1主要技术指标桥跨布置:115.00m，桥梁全长15.00m。跨径:标准跨径：15.00m计算跨径：14.64m。桥面总宽:8.50m，横向布置为0.50m（防撞护栏）+7.50m（行车道）+0.50m（防撞护栏。）设计荷载：城—B级，参考CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》1.1.2材料规格普通钢筋采用335,235HRBR;空心板块混凝土采用C25;桥面铺装采用C30防水混凝土。1.2截面几何尺寸图1.2.1桥面横断面布置图图1.1横断面图1.2.2板块结构几何尺寸(a)中板截面(b)边板截面图1.2截面几何尺寸图1.3毛截面几何特性计算本设计预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，先按长和宽分别为板轮廓的中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院2长和宽的矩形计算，然后与图1.2中所示的挖空面积叠加，叠加时挖空部分按负面积计算，最后再用AutoCAD与MIDAS联合计算校核。表1-1毛截面几何特性计算结果中板截面边板截面2内力计算及组合2.1永久作用效应计算2.1.1空心板自重（第一阶段结构自重）1g23230.390.000/9.750//ccCcgmkNmkNmAmkNm梁断面面积，单位：钢筋混凝土重度，单位：参考规范：CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》2.1.2桥面系自重（第二阶段结构自重）2g桥面铺装采用等厚度的10cm的C30混凝土,则全桥宽铺装每延米重力为:中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院332237.5000.1004.000/18.000/30/mmmmgmmkNmkNmAmCkNm铺装层断面面积，单位：混凝土重度，单位：参考规范：CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》结合实际情况，按各板平均分担来考虑。则每块空心板分摊到单位延米桥面系重力为:'218.000/3.000/6kNmgkNm2.1.3铰缝自重（第二阶段结构自重）3g因为，铰缝由C30混凝土填充,因此其自重为:2330.05724.000/1.36/gmkNmkNm由此得空心板每延米总重g为：129.750/3.000/12.750/gggkNmkNmkNm（第一阶段结构自重）31.360/ggkNm（第二阶段结构自重）12.750/1.360/14.110/ggggkNmkNmkNm由此可计算出简支空心板的恒载(自重效应),计算结果见表2-1。表2-1永久作用效应汇总表项目作用种类作用gi(kN/m)计算跨径l(m)作用效应M(kN·m)作用效应V(kN)跨中(218gl)1/4跨(2332gl)支点(12gl)1/4跨(14gl)跨中g9.7514.64261.21195.5171.7335.870g1.3614.6436.4327.329.964.980ggg11.1114.64297.64222.8681.6940.8502.2可变作用效应计算本桥汽车荷载采用城—B级，参考CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》它由车道荷载组成。《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。2.2.1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》,得出各块板的横向分配影响线竖标值见表2-2。结合陕西省公路勘测设计院提供的《刚性横梁法》计算软件符合计算数据。梁的横向视为刚性整体，分成若干刚性连接单元以便计算机充分模拟，按有限元原理计算。得出各块板的横向分配影响线竖标值见表2-2。表2-2各板的横向分配影响线竖标值表荷载作用板号节点号1#2#3#4#5#6#10.27470.15190.12150.09760.07880.064220.24870.15740.12590.10110.08160.066530.22280.16280.13020.10460.08440.068840.20040.15700.13620.10940.08830.071950.17800.15120.14220.11420.09220.075160.16030.13620.13870.12200.09850.080270.14260.12120.13520.12980.10480.085480.12870.10940.12200.12780.11390.092890.11480.09750.10880.12580.12300.1002100.10390.08830.09850.11390.12210.1103110.09300.07910.08820.10200.12120.1203中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院4续表2-2荷载作用板号节点号1#2#3#4#5#6#120.08460.07190.08020.09280.11030.1203130.07620.06480.07230.08360.09930.1203140.06990.05940.06620.07660.09100.1103150.06350.05400.06020.06960.08270.1002160.05880.05000.05570.06440.07660.0928170.05410.04600.05130.05930.07050.0854180.05080.04320.04820.05570.06620.0802190.04760.04040.04510.05220.06200.0751200.04560.03870.04320.05000.05940.0719210.04360.03700.04130.04780.05680.0688220.04210.03580.03990.04620.05490.0665230.04070.03460.03850.04460.05300.0642根据表2-2，制的影响线1７５4X125１７５单元号2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#1#1234567891011121314151617181920212223节点号图2.1单元划分(a)1号板横向分布影响线(b)2号板横向分布影响线0.00E+005.00E-021.00E-011.50E-012.00E-012.50E-013.00E-011234567891011121314151617181920212223１＃横向分布影响线0.00E+002.00E-024.00E-026.00E-028.00E-021.00E-011.20E-011.40E-011.60E-011.80E-011234567891011121314151617181920212223２＃横向分布影响线中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院5(c)3号板横向分布影响线(d)4号板横向分布影响线(e)5号板横向分布影响线(f)6号板横向分布影响线图2.2影响线图2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#1#1234567891011121314151617181920212223↓↓↓↓0.5m1.8m1.3m1.8m1-2#板车辆荷载位置0.2590.2070.1640.1190.1550.1590.1370.0981#板2#板(a)辆荷载位置图（1号板和2号板车）2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#1#1234567891011121314151617181920212223↓↓↓↓↓↓0.5m1.8m1.3m1.8m1.3m1.8m3#板车辆荷载位置0.1250.1350.1400.1130.0900.0833#板(b)车辆荷载位置图（3号板）0.00E+002.00E-024.00E-026.00E-028.00E-021.00E-011.20E-011.40E-011.60E-011234567891011121314151617181920212223３＃横向分布影响线0.00E+002.00E-024.00E-026.00E-028.00E-021.00E-011.20E-011.40E-011234567891011121314151617181920212223４＃横向分布影响线0.00E+002.00E-024.00E-026.00E-028.00E-021.00E-011.20E-011.40E-011234567891011121314151617181920212223５＃横向分布影响线0.00E+002.00E-024.00E-026.00E-028.00E-021.00E-011.20E-011.40E-011234567891011121314151617181920212223６＃横向分布影响线中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院62#3#4#5#6#7#8#9#10#11#1#1234567891011121314151617181920212223↓↓↓↓↓↓↓↓1.875m1.8m1.3m1.8m1.3m1.8m1.3m1.8m4-6#板车辆荷载位置0.1040.1220.1140.1040.0830.0650.0560.0480.1280.0840.0980.1210.0990.0760.0660.0570.0690.0800.0930.1200.1200.0940.0800.0694#板5#板6#板(c)车辆荷载位置图（4号板）图2.3加载位置根据，各板的横向分布影响线图，在上加载求得各种作用下的横向分布系数如下，见表2-3。表2-3各种作用下的横向分布系数表板号1#2#3#4#5#6#荷载作用横向分布系数0.24310.255550.26670.26670.24630.2431产生最大横向分布的布车数量223444由上表可知3#板在荷载作用下的横向分布系数最大，为设计和施工简便，各板设计成同一规格，并以3#板进行设计。而支点的荷载横向分布系数，则按杠杆法计算，由图1-4得3#板的支点荷载横向分布系数如下：m汽=0.5×1.00=0.50表2-41#板的荷载横向分布系数作用位置跨中至L/4跨处支点汽车荷载0.26670.5↓↓1.001.8图2.4支点处荷载横向发布影响线及最不利布载图2.2.2汽车荷载冲击系数计算CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》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。CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》4.1.7.4汽车荷载的冲击系数，可按下列公式计算:（1）车道荷载的冲击系数2080l(2-1)式l-跨径(m)。当20lm时,0.2;当150lm时,0.1。本设计中14.64lm20200.212808014.64l（2）车辆荷载的冲击系数0.66860.3032log0.6860.3032log14.460.334l(2-2)但的最大值不得超过0.4。中国水利水电第一工程局有限公司-勘测设计院72.2.3可变作用效应计算参照CJJ77-98《城市桥梁设计荷载标准》，荷载等级为城—B级。参考该规范4.1.4.1（2）条规定：（2）城-B级：当计算弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值qM采用9.5Kn/m；计算剪力时均布荷载标准值qQ采用11.0Kn/m，所加集中荷载P采用160Kn。跨中截面(见图2.5)弯矩:()kkkkMmqpy汽（不计冲击时）(2-3)两车道荷载：不计冲击M=10.2667(1603.6609.526.791)=224.059(kNm)汽计入汽车冲击M=(1)()kkkkmqpy汽代入数据M=(1+0.212)10.2667(1603.6609.526.791)=271.560(kNm)汽剪力:'V=()kkkkmqpy汽（不计冲击时）(2-4)两车道荷载：不计冲击'V=()10.2667(0.5