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8m实心简支板桥计算书
钢筋混凝土实心简支板桥设计计算书
2006年11月
一、设计资料
1、桥面跨径及桥宽:
标准跨径:
根据实际情况及《公路桥涵设计通用规范》JTJD60—2004第3.2.5条的新建桥梁跨径的要求,确定为标准跨径等于8m的单跨钢筋混凝土实心简支板桥。
计算跨径:
偏安全取L=8m
桥面宽度:
双幅2×4m=8m
2、设计荷载:
公路Ⅱ级汽车荷载
其中车辆荷载根据实际情况进行提高如下:
人群荷载不计。
3、设计安全等级:
三级
4、结构重要系数:
_
5、主要设计材料:
(1)混凝土强度等级:
主梁拟用30号,即C30;
人行道、栏杆无;
桥面铺装不计;
混凝土容重r=24kN/m3,
钢筋混凝土容重r=25kN/m3。
(2)钢材初步选取:
直径大于或等于12mm时采用HRB335,指标:
直径小于12mm时采用R235钢筋,指标:
6、设计依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》JTJD60—2004
(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJD62—2004
二、构造布置:
设计板厚0.50m=_,在_~_,符合规范要求,设计截面尺寸见下图:
三、几何特性计算
截面面积:
_
面惯性矩:
_
面积矩:
_
四、主梁内力计算
(一)、恒载内力
一期荷载集度主梁每延米自重:
g=(4×0.5)×25.0=50kN/m
二期恒载(栏杆、人行道、桥面铺装)不计。
恒载作用下梁产生的内力计算:
恒载内里计算结果:
内力
截面
剪力Q(kN)
弯矩M(kN·m)
200
0
100
300
0
400
(二)、活载内力
采用直接加载求活载内力,公式为:
S——所求截面的弯矩或剪力;
_——汽车荷载冲击系数,据通规,该桥基频公式为:
上式中 _—结构计算跨径(m),_=8m;
_—结构材料的弹性模量(N/㎡),_
_—结构跨中截面惯矩(_);
_—结构跨中处的单位长度质量(公斤/m);
_—结构跨中处延米结构重力(N/m);
g—重力加速度,g=9.81(m/s2)
=121.5HZ>14HZ
据通规4.3.2条,_=1.45
_——多车道桥涵的汽车荷载折减系数;_=1.0
_——沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数;_=1.0
_——车辆荷载的轴重;
_——沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。
1、跨中截面
2、L/4截面
3、支点截面
(三)、内力组合
序号
荷载类别
弯矩
剪力
梁端支座
四分点
跨中
梁端支座
四分点
跨中
①
恒载
0
300
400
200
100
0
②
活载
0
806.925
1004.85
555.7125
403.4625
251.2125
③
1.2×①
0
360
480
240
120
0
④
1.4×②
0
1129.695
1406.79
777.9975
564.8475
351.6975
⑤
③+④
0
1489.7
1886.8
1017.9
684.8
351.6975
五、截面设计及强度复核
(一)正截面设计:
以跨中截面为控制截面
1、取a=35mm则500-35=465mm
求受压区高度X
据新规5.2.2—1公式:
即:
_
整理:
_
解得:
_ 满足要求
_(大于梁高,舍去)
2、求钢筋面积_:
选用直径为22mm钢筋50根,其面积_=19006.6_:
具体布置见下图:
结论:
满足最小配筋率的要求。
(二)斜截面设计
1、按新规计算:
(1)、截面尺寸复核:
据新规第5.2.9条:
因此:
_
其中:
_—验算截面处由作用(或荷载)产生的剪力组合设计值(kN);
_—相应于剪力组合设计值处的矩形截面宽度(毫米);
_—相应于剪力组合设计值处的截面有效高度,即自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离(毫米)。
结论:
截面尺寸符合设计要求。
(2)、检查是否需要根据计算配置箍筋:
据新规第5.2.10条:
_ 因此:
_
其中:
_—预应力提高系数,对钢筋混凝土受弯构件,_=1.0;
_—混凝土抗拉强度设计值;
1.25—板式受弯构件提高系数;
2、结论:
可不进行斜截面抗剪承载力的验算,仅需按新规9.3.13条构造要求配置箍筋。
按最小配箍率配置箍筋:
初选直径22mmHRB335钢筋4肢箍筋:
其中:
_
结论:
箍筋配置满足规范构造要求。
综上:
在支座附近_范围内设计配置箍筋间距100mm;其余地方间距取200mm
3、 采用直径22mmHRB335钢筋四肢箍筋
抗剪强度复核
据新规第5.2.6条 仅需验算距支座_的截面(亦即箍筋数量变化处截面)的抗剪强度,计算如下:
_—异号弯矩影响系数,计算简支梁近边支点梁段的抗剪承载力时,取1.0;
_—受压翼缘影响系数,取1.1;
_—斜截面内纵向受拉脑筋的配筋百分率, _
P=1.022
故:
_ =3593kN
因此:
_≤_
结论:
斜截面抗剪强度满足设计要求。
六、板梁的正常使用极限状态验算:
(一)、板梁的施工阶段应力复核:
由于采取整体现浇法施工,无需吊装,不用进行施工阶段应力复核。
(二)、板梁的最大裂缝宽度验算:
据新规第6.4.3条,最大裂缝宽度计算公式:
_—钢筋表面形状系数,光圆钢筋,取1.4;
_—作用(或荷载)长期效应影响系数,
其中:
短期效应组合_=400+0.7×1004.86/1.45=885.1KN
长期效应组合_=400+0.4×1004.86/1.45=677.2KN
_—与构件受力有关的系数,脑筋混凝土板式受弯构件,取1.15;
_—钢筋应力;_
据新规第6.4.2条,钢筋混凝土构件容许最大裂缝宽度:
_=0.15mm
=0.123毫米<_=0.15mm
结论:
板梁的最大裂缝宽度满足规范要求。
(三)、板梁的变形验算:
据旧规:
板梁挠度验算公式为:
其中:
—挠度系数,取5/48;
L—计算跨径,8m;
—C30混凝土弹性模量;
—换算截面的惯性矩。
1、板梁换算截面的惯性矩
的计算:
受压区高度
2、汽车荷载引起的挠度计算:
不计冲击系数时汽车静活载弯矩为:
结论:
满足规范要求。
3、预拱度设置
恒载作用引起的挠度计算:
恒载与汽车荷载引起的挠度:
结论:
据新规第6.5.5条,需设置预拱度。
设置的预拱度值
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