跨径16m预应力混凝土简支空心板桥设计
跨径16m 预应力混凝土简支空心板桥设计
一 设计资料
1.道路等级 三级公路(远离城镇)
2.设计荷载
本桥设计荷载等级确定为汽车荷载(道路Ⅱ级) 3.桥面跨径及桥宽 标准跨径:m l k 16= 计算跨径:m l 50.15=
桥面宽度:m 5.0(栏杆)+m 7(行车道))+m 5.0(栏杆) 主梁全长:m 96.15
桥面坡度:不设纵坡,车行道双向横坡为2% 桥轴平面线形:直线 4.主要材料 1)混凝土
采用C50混凝土浇注预制主梁,栏杆和人行道板采用C30混凝土,C30防水混凝土和沥青混凝土磨耗层;铰缝采用C40混凝土浇注,封锚混凝土也采用C40;桥面连续采用C30混凝土。
2)钢筋
主要采用HRB335钢筋。预应力筋为71?股钢绞线,直径mm 2.15,截面面积13902mm ,抗拉标准强度MPa f pk 1860=,弹性模量MPa E p 51095.1?=。采
用先法施工工艺,预应力钢绞线沿板跨长直线布置。
3)板式橡胶支座
采用三元乙丙橡胶,耐寒型,尺寸根据计算确定。 5.施工工艺
采用先法施工,预应力钢绞线两端同时对称拉。 6.计算法及理论 极限状态法设计。 7.设计依据
《通用规》《公预规》。
二 构造类型及尺寸
全桥宽采用7块C50预应力混凝土空心板,每块m 1.1,板厚m 85.0。采用后法施工,预应力混凝土钢筋采用71?股钢绞线,直径15.2mm ,截面面积2139mm ,抗拉强度标准值MPa f pk 1860=,抗拉设计值MPa f pd 1260=,弹性模量
MPa E p 51095.1?=。C50混凝土空心板的抗压强度设计值MPa f cd 4.22=,抗拉强度的标准值MPa f td 56.2= 抗拉强度设计值MPa f td 83.1=。全桥空心板横断面图如图所示,每块空心板截面以及构造尺寸如图所示。
图2-1桥梁横断面图(单位:cm )
图2-2跨中中板断面图(单位:cm)
图2-3跨中边板断面图(单位:cm)
三 空心板毛截面几特性计算
本设计预制空心板的毛截面的几特性,采用分块面积累加法计算。先按长和宽分别为版轮廓的长和宽的矩形计算,然后与挖空面积累计,累加时候挖空部分按负面积计算,计算结果以中板为例。
表3-1 预制空心板的毛截面的几特性计算表
预制中板挖空部分以后得到的截面积,其几特性按以下公式计算。 毛截面面积∑∑-=ki i c A A A
对截面上缘面积矩 ∑∑-=)()(ki ki i i c y A y A S 毛截面重心至截面上缘距离c
c
s A S y =
毛截面对自身重心轴的惯性矩 ∑∑-=ki i c I I I 1)毛截面积
)
(64.445314
)67.7151067.4657035705267.155(40305.42851092cm A k =??+??+???+??-??-??=
π
2)毛截面重心至截面上边缘距离
)(64.445314
)67.7151067.4657035705267.155(40305.42851092cm A
y A A S y i
i
i c
c s =??+??+???+??-??-??=
=
=∑∑π
3)毛截面对重心轴的惯性矩
)(10631.44.46313366.16776847991054611cm I I I ?≈=-='
+=∑∑
四 作用效应计算
1.永久作用效应计算
1)空心板自重(一期恒载)
)/(285.132510531441m kN A g H =??==-γ
2)桥面系自重g 2(二期恒载)
人行道及栏杆重力参照其他梁桥设计资料,单侧按取2kN/m 计算。 桥面铺装采用等厚度10cm 厚C40防水混凝土,和5cm 厚沥青混凝土,则全桥宽铺装每延米总重为
)(9.24230.705.0240.710.0m kN =??+??
上述自重效应是在各空心板铰接形成整体后,再加在板桥上的,精确地说由于桥梁横向弯曲变形,各板分配到的自重效应是不相同的,本例为计算便设桥面系二期恒载重力近似按各板平均分担来考虑,则将以上重力均分给11块板,得每块空心板分摊的每延米桥面系重力为:
)(13.47)9.2420.2(2m kN g =÷+?= 3)恒载力计算
简支梁恒载力计算结果见表4-1
表4-1 载力计算表