16米先张空心板计算书

跨径16米预应力混凝土空心板结构分析

一、基本资料：

上部构造采用跨径16米预应力混凝土空心板，下部构造为柱式墩台，钻孔灌注桩基础，桥面连续。

设计荷载：公路—Ⅱ级。

计算跨径：15.50米

桥面宽度：0.375+7.25+0.375＝8米。

空心板采用C50级预应力混凝土。预应力筋为1x7标准型φS15.2低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值f pk=1860 MPa。

边板设计配束为14根，中板设计配束为12根。全部钢束合力点至空心板下缘距离，边板为56mm，中板为55mm。

二、计算假定：

1．上部构造预应力混凝土空心板桥面连续，每一跨仍作为简支空心板桥；仅全桥水

平力计算时考虑桥面的连续作用。

2．护栏考虑其横向分配，按横向铰接板法计算，边板0.41，中板0.25；桥面铺装按各板计算；护栏和桥面铺装作为二期恒载加载于空心板。不考虑桥面铺装参与结构受力。

3．活载计算考虑其横向分配，按横向铰接板法计算荷载横向分配系数。

4．计算时未考虑空心板纵向普通钢筋的抗拉和抗压作用。

5．主梁砼比重采用26kN/m3，企口缝及桥面铺装砼比重采用25 kN/m3。

三、空心板结构计算

(一)．截面几何特性：

1. 截面几何尺寸：

2. 毛截面几何特性：

毛截面几何特性

注：A0 —毛截面面积；

S0—毛截面对底边静矩；

y0 —毛截面形心轴，y0 = S0 / A0；

I0 —毛截面惯性矩。

3. 换算截面几何特性：

换算截面几何特性

注：A p—预应力筋面积；

αEP—预应力筋与混凝土弹性模量之比；

A np—预应力筋换算面积，A np = n p×A p

a p—预应力筋合力点到底边的距离；

A0' —换算截面面积；

S0' —换算截面对底边静矩；

扭矩及刚度系数计算

注：L0 —计算跨径；

I—空心板截面抗弯惯性矩；

I T —空心板截面抗扭惯性矩，I T = 4 b2 h2/ ( b/t1 + b/t2 + 2h/t3 ) ；

边板扭矩计算

注：t—悬臂段平均厚度；

b—悬臂段长度；

I T —悬臂段抗扭惯性矩，I T = cb t3；

(2)．横向分布系数计算

采用桥梁博士软件，跨中按铰接板法、支点按杠杆法计算。

活载横向分布系数

(3). 荷载横向分布系数沿桥跨的变化

荷载横向分布系数，跨中部分采用不变的m c，从离支点L／4处起至支点的区段内

m c呈直线过渡。

2. 恒载内力计算

(1). 空心板自重（一期恒载）

边板 A = 0.5314 m2q = 0.5314×26 = 13.816kN/m

中板 A = 0.4092 m2q = 0.4092×26 = 10.638kN/m (2). 桥面铺装（二期恒载）

桥面铺装下层为10cm厚40号防水砼，上层为6cm厚水泥砼。

单块板上的铺装重：

边板q = 1.5×0.1×25 + (1.5-0.375)×0.06×25 = 5.438 kN/m

中板q = 1 ×(0.1×25+0.06×25 ) = 4.0 kN/m (3). 墙式护栏（二期恒载）

护栏按横向铰接板法计算，横向分配系数：边板0.41，中板0.25 边板q = 8×0.41＝3.28 kN/m

中板q = 8×0.25 = 2.00 kN/m

(4). 企口缝（二期恒载）

边板q = 1.181 kN/m

中板q = 2.363 kN/m

(5). 恒载内力

a.施工阶段

板自重（一期恒载）边板q = 13.816 kN/m

中板q = 10.638 kN/m

施工阶段恒载内力

注：支点：V = qL／2

1／4面：M = 3qL2／32 V = qL／4

跨中：M = qL2／8

b. 使用阶段

一期恒载边板q = 13.816 kN/m

中板q = 10.638 kN/m

二期恒载边板q = 1.181＋3.28＋5.438 = 9.899 kN/m

中板q = 2.363＋2.00＋4 = 8.363 kN/m

恒载各截面内力汇总