一、设计资料
1.技术标准
本桥设计荷载等级确定为汽车荷载:公路Ⅰ级;人群荷载:3.5kN/m2。环境标准:Ⅰ类环境。安全等级:Ⅰ级
2.桥面跨径及净宽
标准跨径:lk=13m。 计算跨径: l=12.6m。 板 长:l1=12.96m。 桥 长:l=26m。 桥梁宽度:3+8.25+0.5m。
采用混凝土防撞护栏,自重按单侧线荷载7.5KN/m 板 宽:l2=0.99m。
3.主要材料
混凝土:预应力混凝土空心板采用C50混凝土,铰缝采用C40混凝土,桥面铺装采用100mmC40防水混凝土,100mm厚C30沥青混凝土。混凝土重度取25KN/m,沥青混凝土重度23KN/m。预应力筋:采用?15.70高强度低松弛钢绞线,抗拉强度标准值fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95?105MPa,普通钢筋HRB335级热轧螺纹钢筋, HRB400级热轧螺纹钢筋。锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。
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4.施工工艺
先张法施工,预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。
5.计算方法及理论
极限状态设计法
6.设计依据及参考资料
(1) 交通部颁《公路工程技术标准》(JTG B01-2015)。 (2) 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)。 (3) 交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
(JTG D62-2004)。
(4) 交通部颁《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)。 (5) 《预应力筋用锚具、夹具和连接》(GBT14370-93)。 (6) 《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》(JTT663-2006)。 (7) 《桥梁工程》、《结构设计原理》等教材。
(8) 计算示例集《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设
计》,闫志刚主编,机械工业出版社。
(9) 《混凝土简支梁板桥》,易建国主编,人民交通出版社。
二、构造布置及尺寸
桥面宽度为:净—3m+8.25m+0.5m(防撞护栏),全桥宽采用11块C50的预制预应力混凝土空心板,每块空心板宽99cm,高70cm,空心板全长12.96m。采用先张法施工工艺,预应力筋
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s?采用15.7mm高强度低松弛钢绞线,
fpk=1860MPa,
Ep=1.95?105MPa。fpd=1260MPa,预应力钢绞线沿板跨长直线
布置。C50混凝土空心板的fck=32.4MPa,ftk=2.65MPa,
ftd=1.83MPa。全桥空心板横断面布置如图所示,每块空心板
截面及构造尺寸见图2。
桥梁横断面图 图1
空心板截面构造及尺寸 图2
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三、空心板毛截面几何特性计
1.毛截面面积A(参见图2)
A=99?70-2?38?8-4???1922-2?2.5?7 =4048.77cm2
2.毛截面重心位置
全截面对1/2板高处的静矩:
S1?2?2.5?7??4?19?3.5?7??0.5?7?5??4?19??7??0.5?7?2.5??4?19?7??22313=2584.17cm3
铰缝的面积:
A铰缝=2?11?2.5?7+2.5?7+5??7 22=87.5cm2
则毛截面重心离1/2板高处的距离为:
d?S1/2板高2584.17==0.623?0.6cm=6mm(向下移) A4048.77铰缝重心对1/2板高处的距离为:
d铰?2584.17 =29.53cm(向上移)87.53.空心板毛截面对其重心轴的惯矩
由图3,设每个挖空的半圆面积为A'
11A'=???d2=?3.14?382=566.77cm2 88半圆重心轴:
y=
4?38?8.07cm?80.7mm 6??·4·
半圆对其自身重心O?O的惯矩为I',
I'?0.00686?d4?0.00686?384?14304.33cm4
则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I为:
99?70338?832I??99?70?0.6?2?[?38?8?0.62]?4?14304.331212?2?566.77?[(8.07?4?0.6)2?(8.07?4?0.6)2]?87.5?(29.53?0.6)2
?2829750?24948?2?(1621.33?109.44)?57217.32?331054.58?79433.98
?2854698?3461.54?57217.32?331054.58?79433.98
?2383530.58cm4?2.384?1010mm4
(忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩)
空心板截面的抗扭刚度可简化为图4的单箱截面来近似计算:
挖空半圆构造图 图3
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