「10m简支装配式后张法预应力混凝土空心板配束计算书(高速和一级公路)」

预应力混凝土公路桥梁通用图 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 成套技术通用图设计计算书１0m简支装配式后张法预应力混凝土空心板配束计算(高速公路和一级公路)　　　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:湖南省交通规划勘察设计院编制时间:二○○六年三月10ｍ简支装配式后张法预应力混凝土空心板配束计算1.设计依据及相关资料1．1计算项目采用的标准和规范1.《公路 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 技术标准》（ＪＴＧB01-2０03）2．《公路桥涵设计通用规范》(ＪＴGD60-2０04)（简称《通用规范》）３.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(ＪＴGD６2－２004）（简称《公桥规》）1.2参与计算的材料及其强度指标依据《中华人民共和国交通部－“预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术”第二次工作会议纪要》：对于公路Ⅰ级汽车荷载的预应力混凝土空心板采用C50强度等级的混凝土;桥面铺装下层为１0０mm现浇C40混凝土,上层为沥青混凝土;后张法预应力管道统一采用金属波纹管。各参与计算材料的强度指标按《公桥规》选用，材料名称及设计参数取值见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1.1。　　　　材料名称及设计参数取值表　　　　　　　表１．1材料项　目参　数材料项　目参数C5０　　　　混凝土抗压标准强度ｆcｋ32.4MPaφs15.２低松弛钢铰线抗拉标准强度fｐｋ１86０MPa抗拉标准强度ftk２.６5MPa抗拉设计强度fpｄ１2６0MＰa抗压设计强度fcd22.4MPa抗压设计强度f’pd390MPa抗拉设计强度ftd１.8３MPa弹性模量Ep1．95×１05MPa抗压弹性模量Ec34500ＭPa管道摩擦系数μ0.２２5计算材料容重ρ26kN/m3管道偏差系数k0.0０15线膨胀系数α0.00００1张拉控制应力σcon0．75fpkC4０　　　混凝土抗压标准强度fck26.８ＭPa钢丝松弛系数0．3抗拉标准强度fｔk２．４0ＭPa单端锚具回缩值ΔL６mm抗压设计强度fcｄ18.4MPa普通钢筋HＲB33５抗拉标准强度ｆsk335MPa抗拉设计强度ftd1．65MPa抗拉设计强度fsd280ＭPa抗压弹性模量Ec3２500MPa抗压设计强度ｆsd’280ＭPａ计算材料容重ρ26kN/m３线膨胀系数α０.００0０11.３荷载等级依据《通用规范》第４.3.1款第3条表4．3.１－１规定，高速公路和一级公路汽车荷载等级:公路Ⅰ级;1.4　作用荷载、荷载组合、荷载作用简图1.4.1设计采用的作用设计采用的作用荷载,按《通用规范》第4章确定。不计偶然作用,永久作用和可变作用的取项如下：（1)永久作用：结构重力、预加力和混凝土的收缩及徐变作用；(2）可变作用：汽车荷载、汽车荷载冲击力和温度作用;整体温差：温升2０℃,整体温降20℃；依据《中华人民共和国交通部－“预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术”第二次工作会议纪要》:空心板桥面铺装上层选用沥青铺装。竖向梯度温度效应按《通用规范》第4.３.10款第3条选用（1０0mｍ沥青混凝土铺装层），具体图式见图１.1。竖向日照反温差为正温差乘以-0.５。　　　　　图1.1竖向梯度温度（尺寸单位mｍ)依据《通用规范》条文说明第4.3.1０款不计入横桥向梯度温度。各板的横向分布系数及取值方式参见《横向分布系数计算书》。1.4．2作用效应组合（１)持久状况承载能力极限状态（《通用规范》第4.１.6款)作用效应组合设计值Sud＝１.2×永久作用+１.4×汽车荷载＋0.8×1．４温度作用效应组合设计值组合值还应乘结构重要性系数１．1。依据《公桥规》第5.1.１款,汽车荷载计入冲击系数。（2）持久状况正常使用极限状态（《通用规范》第4.1．７款)作用短期效应组合：永久作用＋０.7×汽车荷载+0.8×温度梯度＋1.0×均匀温度作用作用长期效应组合:永久作用+０．4×汽车＋0.8×温度梯度＋1.0×均匀温度作用依据《公桥规》第6.1.1款,汽车荷载不计入冲击系数。１.5计算模式、重要性系数按简支结构计算，结构重要性系数为1.1。1.6总体项目组、专家组指导意见1.在计算收缩徐变时，考虑存梁期为９０天。2．采用预应力A类构件，考虑现浇层厚度的一半混凝土参与结构受力。2．计算2.1计算模式、所采用软件采用桥梁博士V3.0．3计算，纵向计算按平面杆系理论,将计算对象作为平面梁单元画出结构离散图;根据桥梁的实际施工过程和施工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 划分施工阶段;进行作用组合,求得结构在施工阶段和使用阶段时的应力、内力和位移;按规范中所规定的各项容许值,验算构件是否满足结构承载力要求,材料强度要求和结构的整体刚度要求。计算共分5个阶段，即4个施工阶段和１个使用阶段,各阶段情况见表２．1,各施工阶段计算简图见图2．１。　　　　　施工工序表　　　表２.1阶段号工作内容1空心板预制2张拉预应力钢束３浇注铰缝混凝土4浇注桥面铺装，安装防撞栏杆５使用阶段图2.１　施工阶段计算简图2.２计算结果及结果分析2.2.1　中板计算结果及结果分析1.数据输入的一些间接性结果(1)中板的冲击系数在桥博中,冲击系数在使用信息中输入,其值计算按照《通用规范》第4.3.2款及其条文说明规定的 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算。计算跨径：；跨中截面的截面惯矩:;跨中处单位长度质量：基频:；冲击系数:。故汽车冲击力的作用系数为。(2)C4０封端封端重量在计算中，在第1个施工阶段按集中力加在支承节点上,其重量为:（3)二期恒载由于中板结构计算的过程中,考虑了计入5cｍ桥面现浇层参与结构受力,故未计入部分按二期恒载与桥面沥青混凝土铺装层在第4施工阶段一起计入,并考虑防撞栏杆的横向分布。二期恒载为:注：沥青混凝土容重按考虑。2.持久状况承载能力极限状态验算依据《公桥规》第5．１.5款（规范强制性条款)：作用（或荷载)效应(其中汽车荷载应计入冲击系数）的组合设计值,在保证结构的重要性系数前提下,必须不大于构件承载力设计值。（1）受弯构件正截面抗弯承载力验算正截面抗弯承载力(底板计入12根HRＢ３35直径12ｍm的钢筋)计算结果见图2.２:图2.2正截面抗弯承载能力计算结果由图２.2可以看出,构件承载力设计值9６1ｋＮ大于作用效应的组合设计值747kＮ,正截面抗弯承载力满足《公桥规》(ＪＴGD62－200４）第５.1.5款的要求。(2）受弯构件斜截面抗剪验算计算的剪力值以图示结果列出,见图２．３:图2．3　　各截面剪力值依据《公桥规》第5.2.７款和第5.2.９款对构件的斜截面抗剪承载力及抗剪截面尺寸是否符合要求进行验算。①斜截面抗剪承载力验算各截面抗剪承载力设计值均与最大剪力值416.9kN比较，对于简支空心板而言，只要验算最不利的截面能够满足抗剪要求即可,显然,由于箍筋间距全桥配置一样，故最不利抗剪位置在腹板变化处截面。其斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值：注:纵向受拉钢筋按12Ф１2，箍筋按4Ф10,间距15０mｍ考虑。由于混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值已经超过作用效应最不利截面最大剪力组合设计值,故斜截面抗剪承载能力极限状态满足《公桥规》要求。②斜截面截面抗剪尺寸验算故截面抗剪尺寸满足《公桥规》要求。３.　持久状况正常使用极限状态验算依据《公桥规》第６.1.1款正常使用极限状态的验算时，汽车荷载效应可不计冲击系数。预应力作为荷载考虑,荷载分项系数为1．0。（1)预应力混凝土构件截面抗裂验算①荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算《公桥规》第6.３．1款第1条，对Ａ类预应力混凝土构件，在作用（或荷载）短期效应组合下：,程序计算结果见图2.4：图２．４荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.4中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力，故正截面抗裂满足《公桥规》对A类预应力构件在短期效应组合下的要求。②荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算《公桥规》第6.３.1款第１条,对A类预应力混凝土构件，在作用(或荷载)长期效应组合（不计间接施加在桥上的其他作用效应)下:，程序计算结果见图2.5:图2.5　荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.5可以看出,长期效应组合作用下没有出现拉应力,故正截面抗裂满足《公桥规》对A类预应力构件在长期效应组合下的要求。③预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算《公桥规》第6．3.1款第2条，对A类预应力混凝土预制拼装构件,在作用(或荷载）短期效应组合下：，程序计算结果见图2.６：图2.6荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图从图２.6可以看出,短期效应组合作用下斜截面主拉应力最大为，故正斜截面抗裂满足《公桥规》对A类预应力构件在短期效应组合下的要求。（2）变形计算①挠度验算按短期效应组合并消除结构自重产生的位移，程序计算结果见图2．７。图２.７　短期效应组合并消除结构自重产生的位移图按《公桥规》第6．５．2第2条对构件刚度的规定，第６．５.3条对挠度长期增长系数的取值,计算的挠度为：,故满足《公桥涵规》对受弯构件最大挠度的要求。②预加力引起的反拱计算及预拱度的设置短期效应组合程序计算的挠度值见图2.8。图2.8短期效应组合产生的位移预加力产生的反拱值见图２.９。图2.9预加力产生的反拱值从图2.8可知,在荷载短期效应组合下,跨中的最大挠度为0.0０５7m，Ｃ5０混凝土的挠度长期增长系数为1．42５,故考虑荷载长期效应的影响下，最终计算跨中的最大挠度为：。依据《公桥规》第6.5.３款预加力产生的反拱值长期增长系数为2．0,预加力产生的最大反拱值为0．0０44m，故预加力产生的长期反拱值。故由预加力产生的长期反拱值大于荷载短期效应组合计算的长期挠度值,差值为,但差值仅为,可认为不设反预拱。４.持久状况应力验算　依据《公桥规》第７.１.１款规定:持久状况应力计算作用（或荷载）取其标准值，汽车荷载应考虑冲击系数。(1)　正截面混凝土的压应力验算依据《公桥规》第7．1．５款第１条规定,受弯构件正截面混凝土的最大压应力应满足：,混凝土压应力程序计算结果见图2.10：图2.１0正截面混凝土的压应力图从图2．１0看出正截面混凝土的最大压应力，故正截面混凝土的最大压应力满足《公桥规》的要求。（２）预应力钢筋拉应力验算依据《公桥规》第7．1.5款第2条规定，受弯构件受拉区预应力钢筋(钢铰线)的最大拉应力应满足:。程序将预应力钢筋按长度分为31个点，算得各点预应力钢筋的拉应力如下(结构对称，仅列出一半的数值）:　　　　　　预应力钢筋拉应力表（单位:Mｐa）　　　　　　　表２.２点号12３4５67８N1最大拉应力1101109410951093109５11０41１２０1138点　号91０11１2１31415１6N1最大拉应力１１5511571１601１6３1１6611６81１7011７1从表2.2结果可以看出，预应力钢筋全程出现的最大拉应力为，故预应力钢筋的最大拉应力满足《公桥规》的要求。(3)混凝土的主压应力和主拉应力依据《公桥规》第7.1．6款，由作用(或荷载）标准值和预加力混凝土的主压应力应符合;主拉应力则依据其值与比值的大小来确定箍筋的设置方式：在区段,箍筋可仅按构造要求设置;在区段,箍筋按规范公式计算结果设置。程序计算的混凝土主压应力和主拉应力结果见图２.11：图2.1１　混凝土的主压和主拉应力图从图2.１1可以看出：混凝土的最大主压应力：，故混凝土的最大主压应力满足《公桥规》的要求;混凝土的最大主拉应力：,故箍筋可仅按构造要求设置。３.　短暂状况应力验算依据《公桥规》第７.２.8款第1条,在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向压应力应符合；若出现混凝土的法向拉应力，则应按《公桥规》规定配置不小于某一配筋率的纵向钢筋(该条具体参见《公桥规》第71页)。短暂状况第二、三和四施工阶段的截面边缘混凝土的法向压应力程序计算结果见图2.１２、2.13、２.14所示:图２.１2第二施工阶段应力图图2.13　第三施工阶段应力图图2.14第四施工阶段应力图从图2.12~2．14可以看出混凝土截面边缘最大法向压应力：,没有出现拉应力，故施工阶段截面边缘混凝土的法向应力满足《公桥规》的要求。2．2.２最大悬臂边板（悬臂长0.６3m)计算结果及结果分析1.数据输入的一些间接性结果（1)最大悬臂边板的冲击系数在桥博中，冲击系数在使用信息中输入,其值计算按照《通用规范》第4.3.2款及其条文说明规定的公式计算。计算跨径：；跨中截面的截面惯矩：；跨中处单位长度质量：基频：；冲击系数：。故汽车冲击力的作用系数为。（2）C40封端封端重量在计算中，在第1个施工阶段按集中力加在支承节点上，其重量为:(3）二期恒载由于边板结构计算的过程中，考虑了计入5cm桥面现浇层参与结构受力，故未计入部分按二期恒载与桥面沥青混凝土铺装层、防撞栏杆在第4施工阶段一起计入,其中，由于防撞栏杆并没有进行横向分布,故其值应该采用横向分布的计算结果,进行重新分配。二期恒载为:注：沥青混凝土容重按考虑。２．持久状况承载能力极限状态验算依据《公桥规》第5．1.5款（规范强制性条款）:作用（或荷载）效应（其中汽车荷载应计入冲击系数)的组合设计值，在保证结构的重要性系数前提下,必须不大于构件承载力设计值。（１)受弯构件正截面抗弯承载力验算正截面抗弯承载力计算结果(底板计入1２根HRB335直径１2mm的钢筋）见图2.15:图２．15　　正截面抗弯承载能力计算结果由图2.1５可以看出,构件承载力设计值1１７8kN大于作用效应的组合设计值961kN,正截面抗弯承载力满足《公桥规》（JTＧ　D62-20０4）第5.１．5款的要求。(2)受弯构件斜截面抗剪验算计算的剪力值以图示结果列出,见图2.16:图2.1６各截面剪力值依据《公桥规》第5.2．7款和第5.２.9款对构件的斜截面抗剪承载力及抗剪截面尺寸是否符合要求进行验算。①斜截面抗剪承载力验算各截面抗剪承载力设计值均与最大剪力值４75.1kＮ比较,对于简支空心板而言，只要验算最不利的截面能够满足抗剪要求即可，显然,按箍筋间距最大，腹板变化处截面为最不利截面。其斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值:注：纵向受拉钢筋按１2Ф12，箍筋按４Ф10,间距150mm考虑。由于混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值已经超过作用效应最不利截面最大剪力组合设计值,故斜截面抗剪承载能力极限状态满足《公桥规》要求。②斜截面截面抗剪尺寸验算故截面抗剪尺寸满足《公桥规》要求。３.　持久状况正常使用极限状态验算依据《公桥规》第６．1.1款正常使用极限状态的验算时，汽车荷载效应可不计冲击系数。预应力作为荷载考虑，荷载分项系数为1.0。(1）预应力混凝土构件截面抗裂验算①荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算《公桥规》第6.3.１款第1条,对A类预应力混凝土构件，在作用(或荷载）短期效应组合下：，程序计算结果见图2.17:图2．17　荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图从图２.17中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力，故正截面抗裂满足《公桥规》对A类预应力构件在短期效应组合下的要求。②　荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算《公桥规》第6.3．１款第1条,对A类预应力混凝土构件，在作用（或荷载)长期效应组合(不计间接施加在桥上的其他作用效应)下：，程序计算结果见图２.18：图2．18　荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图从图２.1８可以看出,长期效应组合作用下没有出现拉应力，故正截面抗裂满足《公桥规》对A类预应力构件在长期效应组合下的要求。③预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算《公桥规》第6.3.1款第2条，对A类预应力混凝土预制拼装构件，在作用（或荷载)短期效应组合下：,程序计算结果见图2.19:图2.１9荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图从图2.5可以看出,短期效应组合作用下斜截面主拉应力最大为,故正斜截面抗裂满足《公桥规》对A类预应力构件在短期效应组合下的要求。(２)变形计算①挠度验算按短期效应组合并消除结构自重产生的位移,程序计算结果见图2.20。图2.２０短期效应组合并消除结构自重产生的位移图按《公桥规》第6.5.2第2条对构件刚度的规定，第6.5．3条对挠度长期增长系数的取值，计算的挠度为:，故满足《公桥涵规》对受弯构件最大挠度的要求。②　预加力引起的反拱计算及预拱度的设置短期效应组合程序计算的挠度值见图２.21。图2.2１　短期效应组合产生的位移预加力产生的反拱值见图2.2２。图2.22预加力产生的反拱值从图2.21可知,在荷载短期效应组合下,跨中的最大挠度为0.0075m,C5０混凝土的挠度长期增长系数为1.４25，故考虑荷载长期效应的影响下,最终计算跨中的最大挠度为:。依据《公桥规》第６.5.3款预加力产生的反拱值长期增长系数为2.0,预加力产生的最大反拱值为0．００47m，故预加力产生的长期反拱值。故由预加力产生的长期反拱值小于荷载短期效应组合计算的长期挠度值,为　，但差值仅为,可认为不设反预拱和预拱。4.持久状况应力验算依据《公桥规》第7.1.1款规定：持久状况应力计算作用(或荷载）取其标准值,汽车荷载应考虑冲击系数。（1）正截面混凝土的压应力验算依据《公桥规》第7.1．5款第１条规定,受弯构件正截面混凝土的最大压应力应满足：，混凝土压应力程序计算结果见图2.23：图2.２3　　正截面混凝土的压应力图从图２.2３看出正截面混凝土的最大压应力,故正截面混凝土的最大压应力满足《公桥规》的要求。（2）预应力钢筋拉应力验算依据《公桥规》第７.１.5款第2条规定，受弯构件受拉区预应力钢筋（钢铰线)的最大拉应力应满足：。程序将预应力钢筋按长度分为3１个点,算得各点预应力钢筋的拉应力如下(结构对称，仅列出一半的数值):　　　　　预应力钢筋拉应力表(单位：Mｐａ)　表2．3点　号12345678N1最大拉应力9７9.19７1.6973.４972．8974．7980.4997.1１01６点　号9１0１11213１41516Ｎ1最大拉应力1０3４10381041１０44104710４9１051１0５3从表2．3结果可以看出，预应力钢筋全程出现的最大拉应力为，故预应力钢筋的最大拉应力满足《公桥规》的要求。(３）混凝土的主压应力和主拉应力依据《公桥规》第7.１.６款,由作用(或荷载)标准值和预加力混凝土的主压应力应符合；主拉应力则依据其值与比值的大小来确定箍筋的设置方式:在区段,箍筋可仅按构造要求设置；在区段,箍筋按规范公式计算结果设置。程序计算的混凝土主压应力和主拉应力结果见图2.24:图2.２4混凝土的主压和主拉应力图从图２.24可以看出：混凝土的最大主压应力:,故混凝土的最大主压应力满足《公桥规》的要求;混凝土的梁端最大主拉应力：,故箍筋可仅按构造要求设置。在输出结果中,跨中的主拉应力取值是标准值组合下的截面正应力结果，说明此处程序认为主拉应力即可认为是最大的拉应力值,不甚合理。按此需配置的箍筋最小间距为：，设计图纸中,按构造要求配置箍筋，跨中部位箍筋间距为150ｍm,故即使按程序如此处理持久状况主拉应力值,按构造要求配置箍筋仍满足要求。3.短暂状况应力验算依据《公桥规》第7.2.8款第1条,在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向压应力应符合;若出现混凝土的法向拉应力，则应按《公桥规》规定配置不小于某一配筋率的纵向钢筋（该条具体参见《公桥规》第７1页）。短暂状况第二、三和四施工阶段的截面边缘混凝土的法向压应力程序计算结果见图2.25、2.26、2.２7所示：图2.25第二施工阶段应力图图2．26第三施工阶段应力图图２.２7第四施工阶段应力图从图2.25～２.２7可以看出混凝土截面边缘最大法向压应力：,没有出现拉应力,故施工阶段截面边缘混凝土的法向应力满足《公桥规》的要求。由于１0m跨径的预应力空心板，其预应力钢束用量很小,挠度验算在最不利的边板下没有出现过大的变形，且应力值均离规范允许值甚远,无悬臂的边板作用效应在最大悬臂边板和中板之间，考虑到最大悬臂边板采用2根５Φｓ15.2预应力钢铰线，而中板采用2根4Φs15.2预应力钢铰线，故对无悬臂的边板不再进行验算，而直接采用最大悬臂边板的预应力钢束的大小。　以上计算表明,结构安全,配束满足规范和使用要求。附1:结构支承反力　　单边支点支承反力　　　　　　　附表1项目恒载活载组合(kN)(kＮ)(kN）最大最小中板1０９1４316７１０8边板14314735４13８附:配束结果构造图：