装配式先张法预应力混凝土简支空心板上部构造1m板宽通用图计算书讲诉.docx

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装配式先张法预应力混凝土简支空心板上部构造1m板宽通用图计算书讲诉

预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术

通用图设计计算书

装配式先张法预应力混凝土简支空心板上部构造（1m板宽）

计算结果汇总

设计计算人：

日期：

复核核对人：

日期：

单位审核人：

日期：

项目负责人：

日期：

编制单位：

辽宁省交通勘测设计院

编制时间：

二○○七年三月

目录

1.计算标准2

2.计算依据2

3.参与计算的各材料强度指标2

4.采用《先张简支空心板计算程序KXB》计算的相关参数2

5.公路－I级荷载各种路基宽度桥面布置的边板及中板的跨中横向分布系数的计算3

6.公路－II级荷载各种路基宽度桥面布置的边板及中板的跨中横向分布系数的计算4

7.20米跨径公路－I级荷载计算结果汇总6

8.16米跨径公路－I级荷载计算结果汇总24

9.13米跨径公路－I级荷载计算结果汇总42

10.10米跨径公路－I级荷载计算结果汇总60

11.20米跨径公路－II级荷载计算结果汇总78

12.16米跨径公路－II级荷载计算结果汇总91

13.13米跨径公路－II级荷载计算结果汇总104

14.10米跨径公路－II级荷载计算结果汇总117

预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术

装配式先张法预应力混凝土简支空心板上部构造（1m板宽）通用图计算结果汇总

1.计算标准

（1）.设计荷载：

公路-Ⅰ级，公路-Ⅱ级

（2）.桥面宽度：

0.50+桥面净宽+0.50米（详见通用图《横向总体布置图》）

（3）.安全等级：

一级，二级

（4）.环境类别：

Ⅱ类

（5）.结构重要性系数：

1.1，1.0

2.计算依据

（1）.交通部部颁标准《公路工程技术标准》JTGB01-2003；

（2）.交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；

（3）.交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；

（4）.交通部专家委员会《预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术》会议纪要；

（5）.《预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术》总体协调组《计算书编制一般规定》；

（6）.《预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术》板式桥梁通用图编制组工作大纲（05年11月修订稿）。

3.参与计算的各材料强度指标

（1）.混凝土：

公路-Ⅰ级的预制空心板、铰缝采用C50砼，相应fck＝32.4MPa，ftk＝2.65MPa，fcd＝22.4MPa，ftd＝1.83MPa，Ec＝3.45×104MPa；公路-Ⅱ级的预制空心板、铰缝及所有荷载等级的桥面铺装混凝土采用C40砼，相应fck＝26.8MPa，ftk＝2.40MPa，fcd＝18.4MPa，ftd＝1.65MPa，Ec＝3.25×104MPa；

（2）.预应力钢绞线：

采用现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224），16m及20米跨径空心板采用公称直径φs15.2mm，公称截面面积140mm2，fpk＝1860MPa，fpd＝1260MPa，Ep=1.95×105MPa；13m及10米跨径空心板采用公称直径φs12.7mm，公称截面面积98.7mm2，fpk＝1860MPa，fpd＝1260MPa，Ep=1.95×105MPa；

（3）.HRB335钢筋：

采用现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499），fsk＝335MPa，fsd＝280MPa，Es=2.0×105MPa；

（4）.R235钢筋：

采用现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013），fsk＝235MPa，fsd＝195MPa，Es=2.1×105MPa。

4.采用《先张简支空心板计算程序KXB》计算的相关参数

混凝土重力密度采用26kN/m3。

计算过程中，考虑5cm混凝土铺装参与结构受力（铰缝混凝土在计算截面特性时不考虑）。

计算分为4个阶段，第一施工阶段为放松预应力钢筋的时刻，计算时定为7天；第二施工阶段为进行桥面系施工的时刻，计算时定为90天；第三施工阶段为50mm的混凝土铺装参与受力的时刻，计算时定为95天；第四施工阶段为计算徐变的终极值，计算时定为3650天；

空心板的预应力钢束采用直径φs15.2mm的预应力钢绞线，钢束到空心板底缘的中心距为50mm，钢束横向间距为50mm。

预制空心板时，将部分预应力钢束有效长度以外的部分用塑料管套住，进行失效处理。

经过失效处理后，空心板的预应力钢束的有效长度是根据计算跨径各八分点计算的钢绞线根数，考虑钢束的传递长度后由程序自动计算确定的，详见计算结果文件。

5.公路－

级荷载各种路基宽度桥面布置的边板及中板的跨中横向分布系数的计算

表5.120米跨径公路-I级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（cm）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

20

23.0

1125

62.5

0.325

0.328

0.234

0.230

25.0翼缘:

0.273

0.234

24.5

1200

50.0

0.303

0.307

0.228

0.224

37.5翼缘:

0.292

26.0

1275

37.5

0.288

0.292

0.223

0.218

28.0

1350

25.0

0.268

0.273

0.219

0.213

50.0翼缘:

0.307

33.5

1650

25.0

0.260

0.259

0.215

0.207

34.5

1675

37.5

0.275

0.272

0.217

0.208

62.5翼缘:

0.328

表5.216米跨径公路-I级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（cm）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

16

23.0

1125

62.5

0.340

0.345

0.246

0.241

25.0翼缘:

0.290

0.246

24.5

1200

50.0

0.319

0.325

0.240

0.234

37.5翼缘:

0.310

26.0

1275

37.5

0.304

0.310

0.236

0.229

28.0

1350

25.0

0.284

0.290

0.232

0.225

50.0翼缘:

0.325

33.5

1650

25.0

0.278

0.276

0.230

0.218

34.5

1675

37.5

0.295

0.290

0.232

0.219

62.5翼缘:

0.345

表5.313米跨径公路I级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（cm）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

13

23.0

1125

62.5

0.358

0.367

0.258

0.253

25.0翼缘:

0.310

0.258

24.5

1200

50.0

0.336

0.346

0.253

0.248

37.5翼缘:

0.330

26.0

1275

37.5

0.319

0.330

0.249

0.244

28.0

1350

25.0

0.300

0.310

0.246

0.239

50.0翼缘:

0.346

33.5

1650

25.0

0.294

0.295

0.245

0.231

34.5

1675

37.5

0.313

0.310

0.247

0.232

62.5翼缘:

0.367

表5.410米跨径公路I级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（cm）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

10

23.0

1125

62.5

0.379

0.393

0.273

0.270

25.0翼缘:

0.334

0.273

24.5

1200

50.0

0.356

0.373

0.268

0.265

37.5翼缘:

0.355

26.0

1275

37.5

0.335

0.355

0.264

0.261

28.0

1350

25.0

0.316

0.334

0.261

0.257

50.0翼缘:

0.373

33.5

1650

25.0

0.312

0.316

0.261

0.247

34.5

1675

37.5

0.333

0.332

0.264

0.248

62.5翼缘:

0.393

表中斜体加粗的数字为最终取用的控制设计的各翼缘宽度边板及中板的跨中横向分布系数。

即20、16、13、10米跨径空心板控制设计的具体的结论如下：

（1）中板为按铰接板法计算的60km/h设计速度（即23米路基宽度）11.25米桥宽2号板的结果；

（2）翼缘62.5cm的边板为按刚接板法计算的60km/h设计速度（即23米路基宽度）11.25米桥宽1号板的结果；

（3）翼缘50.0cm的边板为按刚接板法计算的80km/h设计速度（即24.5米整体式路基宽度）12.00米桥宽1号板的结果；

（4）翼缘37.5cm的边板为按刚接板法计算的100km/h设计速度（即26.0米整体式路基宽度）12.75米桥宽1号板的结果；

（5）翼缘25.0cm的边板为按刚接板法计算的120km/h设计速度（即28.0米整体式路基宽度）13.50米桥宽1号板的结果；

注：

如下列各数据表中未说明以板型号定义2号板为中板，1-6号板为翼缘62.5cm的边板，1-5号板为翼缘50.0cm的边板，1-3号板为翼缘37.5cm的边板，1-2号板为翼缘25.0cm的边板。

6.公路－

级荷载各种路基宽度桥面布置的边板及中板的跨中横向分布系数的计算

表5.520米跨径公路-

级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（m）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

20

8.5

850

25.0

0.306

0.312

0.255

0.254

25.0翼缘:

0.312

0.255

10.0

1000

50.0

0.320

0.326

0.241

0.239

50.0翼缘:

0.326

12.0

1200

50.0

0.303

0.307

0.228

0.224

表5.616米跨径公路-

级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（m）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

16

8.5

850

25.0

0.310

0.319

0.259

0.259

25.0翼缘:

0.319

0.259

10.0

1000

50.0

0.331

0.339

0.250

0.248

50.0翼缘:

0.339

12.0

1200

50.0

0.319

0.325

0.240

0.234

表5.713米跨径公路I级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（m）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

13

8.5

850

25.0

0.316

0.328

0.265

0.265

25.0翼缘:

0.328

0.265

10.0

1000

50.0

0.344

0.356

0.260

0.258

50.0翼缘:

0.356

12.0

1200

50.0

0.336

0.346

0.253

0.248

表5.110米跨径公路I级汽车荷载跨中横向分配系数（简支空心板）

跨径（m）

路基宽（m）

桥面宽（m）

边板翼缘长（cm）

边板横向分配系数

中板横向分配系数

横向分配系数取用值

铰接

刚接

铰接

刚接

边板max

中板max

10

8.5

850

25.0

0.323

0.341

0.272

0.273

25.0翼缘:

0.341

0.273

10.0

1000

50.0

0.360

0.378

0.271

0.272

50.0翼缘:

0.378

12.0

1200

50.0

0.356

0.373

0.268

0.265

表中斜体加粗的数字为最终取用的控制设计的各翼缘宽度边板及中板的跨中横向分布系数。

即20、16、13、10米跨径公路

级汽车荷载空心板控制设计的具体的结论如下：

（6）中板为按铰接板法计算的40km/h设计速度（即8.5米路基宽度）8.5米桥宽2号板的结果；

（7）翼缘25.0cm的边板为按刚接板法计算的40km/h设计速度（即8.5米路基宽度）8.5米桥宽1号板的结果；

（8）翼缘50.0cm的边板为按刚接板法计算的60km/h设计速度（即10.0米路基宽度）10.0米桥宽1号板的结果；

注：

对于公路-

级荷载的各板，如下列各数据表中未说明以板型号定义2号板为中板，1-2号板为翼缘25.0cm的边板，1-5号板为翼缘50.0cm的边板。

7.20米跨径公路－I级荷载计算结果汇总

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

※　　　　　　　　※

※等效截面数据/毛截面特性※

※　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

预制阶段毛截面特性

--------------------------------------------------------------------------------

类别面积抗弯惯性矩形心至上缘抗扭惯性矩空心面积铰缝面积

（m2）（m4）（m）（m4）（m2）（m2）

20.4579000.0496550.4877540.0850800.3777000.114400

1-60.6276000.0672850.4112370.0869250.3777000.057200

1-50.6051000.0648530.4230580.0866820.3777000.057200

1-30.5751000.0617620.4390410.0863050.3777000.057200

1-20.5551000.0590670.4519170.0861360.3777000.057200

使用阶段毛截面特性

--------------------------------------------------------------------------------

类别面积抗弯惯性矩形心至上缘抗扭惯性矩空心面积铰缝面积

（m2）（m4）（m）（m4）（m2）（m2）

20.4974000.0592240.4970350.0977040.3777000.114400

1-60.7036000.0802020.4141170.1006770.3777000.057200

1-50.6748500.0774230.4267490.1001710.3777000.057200

1-30.6386000.0740890.4428990.0994810.3777000.057200

1-20.6123500.0708830.4573290.0991090.3777000.057200

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

※　　　　　　　　※

※横向分布系数※

※　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

支点横向分布系数跨中横向分布系数

------------------------------------------------------------------------

板号恒载汽车人群板号恒载汽车人群

（kN/m）（kN/m）

23.8540.5000.00023.8540.2340.000

1-65.5850.5620.0001-65.5850.3250.000

1-55.2320.5000.0001-55.2320.3030.000

1-34.8840.4380.0001-34.8840.2830.000

1-24.5670.3750.0001-24.5670.2650.000

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

※　　　　　　　　※

※各截面荷载作用效应标准值※

※　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

恒载产生的弯矩

-----------------------------------------------------

板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）

2100.8443.7760.6950.81014.2

1-6130.7575.4986.51233.21315.4

1-5124.7549.2941.51176.91255.4

1-3117.9518.9889.61112.11186.2

1-2112.4494.8848.31060.31131.0

恒载产生的剪力

-----------------------------------------------------

板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）

2196.4155.2103.551.70.0

1-6254.8201.4134.267.10.0

1-5243.1192.2128.164.10.0

1-3229.7181.6121.060.50.0

1-2219.1173.1115.457.70.0

汽车荷载产生的最大弯矩

-----------------------------------------------------

板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）

269.8249.0304.9378.3402.8

1-681.6307.1417.2519.0552.9

1-573.2279.4388.7483.8515.5

1-365.0252.1361.2449.9479.5

1-256.8225.9336.6419.6447.3

汽车荷载产生的最大弯矩的相应剪力

-----------------------------------------------------

板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）

2160.2111.762.347.933.5

1-6186.7137.686.466.446.4

1-5167.5125.280.762.043.4

1-3148.4113.075.257.840.5

1-2129.5101.270.454.137.9

汽车荷载产生的最大剪力

-----------------------------------------------------

板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）

2160.2112.364.451.840.1

1-6186.7138.489.071.655.3

1-5167.5125.983.166.851.6

1-3148.4113.677.462.348.1

1-2129.6101.772.358.244.9

汽车荷载产生的最大剪力的相应弯矩

-----------------------------------------------------

板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）

269.1237.7274.4329.8338.2

1-680.9293.7379.0455.2466.1

1-572.6267.4353.8424.9434.9

1-364.4241.5329.6395.7404.9

1-256.3216.6308.1369.8378.2

汽车冲击力产生的最大弯矩

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板号H/2L/8L/43L/8跨中

（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）（kN-m）

219.067.782.9102.8109.5

1-622.283.5113.4141.1150.3

1-519.976.0105.7131.5140.1

1-317.768.598.2122.3130.3

1-215.461.491.5114.1121.6

汽车冲击力产生的最大弯矩的相应剪力

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