空心板设计计算书毕业设计

第Ⅰ部分上部结构

I、设计资料

一、设计标准及材料

标准跨径：16m 计算跨径：15.56m

桥面净宽： 9+2×0.5m 设计荷载：汽—20，挂—100 材料：预应力钢筋：Φ15.24（7Φ5.0）钢铰线，后法施工。

非预应力钢筋：Ⅰ钢筋和Ⅱ级螺纹钢筋

混凝土：空心板为R40号，空心板铰逢为R30号；桥面铺装为R30

号沥青砼；栏杆、人行道采用R30号砼;

二、构造与尺寸

图1-1 桥梁横断面

（尺寸单位：cm）

三、设计依据与参考书

《结构设计原理》叶见曙主编，人民交通

《桥梁计算示例集》（梁桥）易建国主编，人民交通《桥梁工程》（1985）玲森主编，人民交通

《公路桥涵标准图》公路桥涵标准图编制组，人民交通《公路桥涵设计规（合订本）》(JTJ021-85)人民交通《公路砖石及混凝土桥涵设计规》（JTJ022-85）

II、上部结构的设计过程

一、毛截面面积计算（详见图1-2）

A h=99×90－30×63－∏×31.52－（3×3＋7×7＋12×7）

=4688.28cm2

(一)毛截面重心位置

全截面静距：对称部分抵消，除去下部3cm后1/2板高静距

S=2[5×7/2（2/3×7＋14.5＋14）+3×8×（21＋14.5＋8/2）＋2×8/2（14.5

＋21＋8/3）]＋99×3×（43.5＋3/2）

=3667.5＋13365

=17032.5cm3

铰面积：A铰=2×（1/2×7×5＋1/2×2×8＋3×8）=99cm2

毛面积的重心及位置为：

d h=17032.5/4688.28=3.63cm (向下)

则重心距下边缘的距离为：14＋18＋14.5－3.63=42.87cm

距上边缘距离为：90－42.87=47.13cm

铰重心对除去下部3cm后1/2板高的距离：

d铰=3667.5/99=37.05cm

(二)毛截面对重心的惯距

O y O

I I

图1-3

每个挖空半圆(图1-3)

面积：A′=1/2×∏×R2=1/2×3.14×182=508.68cm2

重心：y=4R/(3×∏)=4×18/(3×3.14)=7.64cm

半圆对自身惯距：I=I I-I－A′y2=3.14×184/8－508.68×7.642

=41203.08－29691.45=11511.63cm4

由此可得：I h=99×903/12＋99×90×3.632－2[36×293/12＋36×29×3.632]－4×11511.63－2×508.68×[（7.64＋29/2＋3.63）2＋（7.64＋29/2―3.63）2]―2（1/12×83×3＋1/36×2×83＋1×5×73/36）－99×（37.05＋3.63）2

=4723333.21cm4

二、力计算

（一）、永久荷载（恒载）作用下

1.桥面系

安全带、栏杆：单侧为6.25kN/m

桥面铺装：2×（0.06+0.15）/2×4.5×23=21.74 kN/m

g1= (6.25×2+21.74)/10=3.43 kN/m

2.铰和接缝：g2=(99+1×90)×10-4×24=0.45 kN/m

3.行车道板：g3=4688.28×10-4×25=11.72 kN/m

恒载总重力：g=g1+g2+g3=3.43+0.45+11.72=15.6kN/m

恒载力计算见表1-1。

表1-

（二）、基本可变荷载（活载）作用下

1.荷载横向分布系数

跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算。支点按杠杆法计算荷载横向分布系数；支点到四分点间按直线插求得。

（1）跨中和四分点的荷载横向分布系数：

刚度系数r=π2EI/(4GI T)·(b/l)2=5.8I/ I T (b/l)2

式中 I=I h=4723333.21cm4; b=100cm ; L=24.34×100cm

I T——板截面的抵抗扭刚度。

图1-2所示截住面简化成图1-4。（略去中间肋板）

I T=4b2h2/[b(1/t1+1/t2)+2h/t3]=4×892×（90－11/2－7）2/[89×（1/11＋1/14）＋2(90－11/2－7)/10]=6354404.131cm4

r=5.8×Ib2/I T l2

=5.8×4723333.21×1002/6354404.131×24342=0.0073

10 10

图1-4

尺寸单位：cm

按r查《桥梁工程》（1985）附录I之附表的各板的横向分布影响线竖坐标值，见表1-2。

说明：1、表中值为小数点后三位有效数字。

2、表中I，J分别为板号与荷载作用的板号。

3、竖标值应该绘在板的中轴线处表

1-2

根据所求得数值作影响线：(如图1-5)

根据各板影响线，在其上加载求得各种荷载作用下的横向分布系数如

下：

汽车荷载作用下：m3=1/2∑ηi汽

挂车荷载作用下：m2=1/4∑ηi挂

板号1：

三行汽车

m3汽=1/2（0.151＋0.118＋0.100＋0.082＋0.＋0.069）=0.298 二行汽车：

m2汽=1/2（0.144＋0.111＋0.095＋0.）=0.215

挂—100

m2挂=1/4（0.142＋0.125＋0.110＋0.）=0.119

板号2：

三行汽车：

m3汽=1/2（0.141＋0.115＋0.100＋0.＋0.076＋0.070）=0.294

二行汽车：