第頁15m（寬7m）現澆空心板梁結構計算書1計算依據與基礎資料1.1標準及規范1.1.1標準跨徑：橋梁標準跨徑15m；設計荷載：公路-Ⅱ級；橋面寬度：7m單幅：0.5m（防撞墻）+6m（機動車道）+0.5m（防撞墻）＝7.0m；橋梁安全等級：二級；區域內地震動參數：橋位區地震動峰值加速度0.1g抗震設防：7度。環境條件：(1)上部結構：Ⅰ類(2)下部結構：Ⅳ類。1.1.2規范《公路橋梁設計通用規范》JTGD60-2015（簡稱《通規》）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG3362-2018（簡稱《預規》）《城市道路工程設計規范》（GJJ37-2012）《城市橋梁設計規范》（CJJ11-2011）1.1.3參考資料《公路橋涵設計手冊》橋梁上冊（人民交通出版社2004.3）1.2主要材料1）混凝土：現澆空心板、現澆調平層為C40；2）預應力鋼絞線：采用鋼絞線，，；3）普通鋼筋：設計采用了HPB300及HRB400兩種鋼筋，其中HPB300鋼筋應符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1-2017）、HRB400應符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2018）標準中的各項規定。表1-1材料名稱及強度取值表材料項目參數C40混凝土抗壓標準強度fck26.8MPa抗拉標準強度ftk2.4MPa抗壓設計強度fcd18.4MPa抗拉設計強度ftd1.65MPa抗壓彈性模量Ec32500MPa計算材料容重ρ26kN/m3線膨脹系數α0.00001φs15.2低松弛鋼鉸線抗拉標準強度fpk1860MPa抗拉設計強度fpd1260MPa抗壓設計強度f’pd390MPa彈性模量Ep1.95×105MPa管道摩擦系數μ0.25管道偏差系數k0.0015張拉控制應力σcon0.75fpk鋼絲松弛系數0.3單端錨具回縮值ΔL12mm普通鋼筋HRB400抗拉標準強度fsk400MPa抗拉設計強度fsd330MPa抗壓設計強度fsd’330MPa普通鋼筋HPB300抗拉標準強度fsk300MPa抗拉設計強度fsd250MPa抗壓設計強度fsd’250MPa1.3設計要點1）本計算書按后張法A類預應力混凝土構件設計，橋面鋪裝層100mmC40混凝土不參與截面組合作用；2）根據橫斷面，車道數為2，偏載系數1.3，因此橫向分布系數為2.63）預應力張拉控制應力值，混凝土強度達到90％時才允許張拉預應力鋼束；4）預應力鋼筋傳力錨固時刻的混凝土齡期：7d；5）環境平均相對濕度RH=80％；2橫斷面布置2.1橫斷面布置圖圖2-1標準橫斷面布置圖（單位：mm）2.2跨中計算截面尺寸表2-1梁毛截面幾何特性梁號梁幾何特性面積抗彎慣矩4.530.3172.3預應力束布置情況空心板均擬配2×4+2×4股鋼束，鋼束為兩端張拉。張拉控制應力均為，3.汽車荷載沖擊系數值計算3.1汽車荷載縱向整體沖擊系數按照《通規》第4.3.2條，簡支橋梁的自振頻率可采用下列公式估算：彈性模量計算跨徑L=14.3m=6.46按照《通規》第4.3.2條，沖擊系數可按下式計算：∴μ=0.3143.3.2汽車荷載的局部加載的沖擊系數采用μ=0.3144計算參數及計算模式4.1有關計算參數的選取一期恒載：空心板重力密度取二期恒載：2）平均100mmC40混凝土，重力密度取4)防撞墻荷載10KN/m汽車活載：公路-Ⅱ級；相對濕度：80％；整體升降溫：25°梯度溫度：豎向日照正溫差的溫度基數按100mm鋼筋混凝土鋪裝層，考慮100/2mm混凝土調平層折減后采用；豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。4.2計算程序及計算模式主梁計算采用平面桿系有限元程序橋梁博士，計算共分3個階段，即2個施工階段和1個使用階段，各階段情況見表4。表4-1施工順序表階段號工作內容1空心板現澆2澆注橋面鋪裝和防撞墻3使用階段5.計算結果及結果分析計算書中采用橋博進行分析計算，并以《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2015）和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG3362-2018）為標準，按A類預應力混凝土結構進行驗算。5.1主梁施工階段法向壓應力驗算在頻遇狀況（施工階段），各施工階段主梁各單元應力極值見下圖。施工中最大壓應力為8.11<0.7×0.9×fck=16.8MPa；未出現拉應力。第1施工階段第2施工階段第3施工階段5.2主梁使用階段正截面抗裂驗算對于部分預應力A類構件，在作用（荷載）頻遇效應組合下，應符合下列條件：σst—σpc≤0.7ftk=0.7×2.4=1.68MPa但在荷載準永久效應組合下：σlt—σpc≤0各個單元的下緣在頻遇作用下應力值見下圖：沒有出現拉應力各個單元下緣在準永久作用下應力值見下圖：沒有出現拉應力5.3主梁使用階段斜截面抗裂驗算主梁各截面在頻遇荷載效應組合作用下，σtp≤0.7ftk＝0.5×2.4＝1.2MPa。頻遇組合下主拉應力最大值0.59MPa，。主梁各個截面的斜截面主拉應力詳見下圖：5.4主梁使用階段正截面壓應力驗算預應力混凝土正截面混凝土的壓應力應符合受壓區混凝土的最大壓應力要求，對于未開裂構件有σkc+σpt≤0.5fck＝0.5×26.8＝13.4MPa。標準組合下，壓應力最大值為7.5MPa。持久狀況下，主梁各單元最大壓應力如下圖：5.5主梁使用階段斜截面主壓應力驗算持久荷載作用下，對于預應力混凝土受彎構件，混凝土的主壓應力應滿足σcp≤0.6fck＝0.6×26.8＝16.08MPa。標準組合下，主梁主壓應力最大值為7.5MPa。主梁各截面的主壓應力詳見下圖：5.6主梁使用階段正截面抗彎驗算主梁各單元抗彎承載能力極限狀態驗算如下圖，未考慮普通鋼筋。最大抗力對應的內力：5.7主梁使用階段斜截面抗剪驗算主梁各單元抗剪承載能力極限狀態驗算如下表所示。5.8使用階段受拉區預應力鋼筋的最大拉應力驗算對鋼絞線未開裂構件σpe—σp≤0.65fpk=0.65×1860=1209MPa表1-10受拉區預應力鋼筋的最大拉應力驗算結果(MPa)5.9正常使用極限狀態撓度驗算按照新《公橋規》第6.5.3條規定，受彎構件在使用階段的撓度應考慮荷載準永久效應的影響。本橋