非预应力简支空心板梁桥设计
预应力混凝土空心板先简支后连续梁设计【最新版】
预应力混凝土空心板先简支后连续梁设计摘要:通过结合桥梁设计实例，对该桥梁上部结构采用先简支后结构连续形式，设计中采取先简支后连续的双支座结构以及设置墩顶负弯矩钢筋等一系列可行的设计措施。
从本工程实施效果表明，该桥梁运营期间一切正常，表明结构设计的合理性，为同类工程提供参考实例。
关键词:桥梁工程;预应力混凝土空心板;先简支后连续梁;设计要点0引言连续梁具有变形小、结构刚度好、伸缩缝少、行车平顺舒适、整体稳定性好、抗折性能好等特点，在公路工程中具有非常广泛的应用[1]。
但是这种梁在施工过程中需要投入较多的施工设备，并且施工工艺较为复杂，施工难度大。
而采用先简支后连续梁可以有效克服以上这些缺点，因此先简支后连续梁在公路工程中具有非常广泛的应用前景。
本文笔者将结合具体的预应力混凝土空心板先简支后连续梁桥设计实例，简要探讨具体的设计要点。
1工程概况某桥梁全长53.08m，桥梁中心桩号K5+136，桥梁轴线与河道的交叉角度为105°。
本桥为双幅桥，上部采用3~16m后张法预应力连续空心板，下部采用双柱式墩台，钻孔灌注桩基础，设计水位23.672m。
本桥上部结构体系为先简支后结构连续，预制空心板按部分预应力A 类构件设计，现浇连续段按钢筋混凝土构件设计。
全桥采用3孔16m 后张法预应力混凝土连续空心板，全桥长53.08m。
全桥共设1联，桥面横坡为双向2%，桥梁横断面由18块空心板组成，板高0.8m。
如表1所示为本工程的主要设计技术指标。
表1 主要设计技术指标设计荷载桥面宽度桥面横坡地震动峰值环境类别公路Ⅰ级2×(净-11.5+2× 0.5m防撞护栏)双向2% 0.15g Ⅰ类2连续梁的结构分析与设计2.1 结构分析与设计在连续梁中，主要是将板梁分成两部分，分别为预制梁和现浇段。
首先对预制梁进行安装，使其形成简支结构，接着再对湿接头处进行现浇处理，使之形成连续的结构形式，然后在支座顶面10cm整体化混凝土部分和现浇段处进行负弯矩钢筋的配置。
预应力空心板梁桥毕业设计
1设计资料1.1 主要的技术指标桥跨布置: 10×20.0 m。
跨径: 标准跨径：20.0m；计算跨径：19.60m。
桥面净空: 1.25m+2x3.75+1.25m设计荷载：公路-I级，人群荷载3.0kN/m³桥面纵坡：2%。
桥面横坡：1.5%。
1.2 所用材料规格主梁：采用C50预应力混凝土，容重为26kN/m3；弹性模量为3.45×107KPa；现浇铺平层：采用C50混凝土,厚度为10cm；桥面铺装：采用防水混凝土，厚度为8cm,容重为25 kN/m3。
人群、栏杆采用C20混凝土。
1.3 采用的技术规范[1] 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004 )；[2] 《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(JTG D62-2004)；[3] 《公路砖石及砼桥涵设计规范》(JTJ D63-2005)。
2 构造形式及尺寸选定本桥桥面净空 1.25m+2x3.75+1.25m全桥采用10块全桥采用C50预制预应力凝土空心板，每块空心板宽99cm，高85cm,空心板全长19.96m。
空心板的构造及尺寸如图2.1(边跨)，图2.2（中跨）。
图2.1 边跨空心板截面构造及尺寸(单位: cm)图2.2 中跨空心板截面构造及尺寸(单位: cm)3 空心板毛截面几何特性计算3.1 边跨空心板毛截面几何特性计算3.1.1 毛截面面积A空心板的毛截面面积为：21119985138138238312198 2.58 2.585222A π⎛⎫=⨯+⨯+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯ ⎪⎝⎭()23896.77cm =3.1.2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静距：1218813834.513834.5+232S ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯-+⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭板高188182.5834.5+ 2.5834.5+5834.5-23223⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ ()33881cm =那么截面重心离1/2板高的距离为:()1238810.99613896.77S d cm A===≈板高把毛截面外框简化为规则矩形时的余缺部分面积A 余缺:()1111381382.588 2.585106222A c m ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭余缺余缺部分对1/2板高的距离为:()12388136.61106S d cm A ===板高余缺余缺3.1.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I如图2-2中(1)图,设每个挖空的半圆面积为A′:()22211'38567.188A d cm ππ==⨯=半圆重心轴：()44388.0666d y cm ππ⨯===⨯半圆对其自身重心轴的惯性距'I 为：()444'0.006860.006863814304I d cm ==⨯=则空心板毛截面对其重心轴的惯性距I 为：332299853831998512383114143041212I ⎛⎫⨯⨯=+⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯ ⎪⎝⎭()()()2222567.115.58.06115.58.06110636.611⎡⎤-⨯⨯+-++++⨯-⎣⎦()643.69971610cm =⨯3.2 中跨空心板毛截面几何特性计算3.2.1 毛截面面积A空心板毛截面面积为：21199852383121928 2.58 2.58522A π⎛⎫=⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯ ⎪⎝⎭()23690.77cm =3.2.2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静距：12188182 2.5834.5+ 2.5834.5+5834.5-23223S ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦板高()33556.67cm =那么毛截面重心离1/2板高的距离为:()123556.670.963690.77S d cm A===板高把毛截面外框简化为规则矩形时的铰缝面积A 铰:()2112 2.588 2.58510022A cm ⎛⎫=⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯= ⎪⎝⎭铰铰缝重心对1/2板高的距离为:()123556.6735.57100S d cm A ===板高铰余缺3.2.3 空心板毛截面对其重心轴的惯距I如图2-2中(1)图,设每个挖空的半圆面积为A′:()22211'38567.188A d cm ππ==⨯=半圆重心轴：()44388.0666d y cm ππ⨯===⨯半圆对其自身重心轴的惯性距'I 为：()444'0.006860.006863814304I d cm ==⨯=则空心板毛截面对其重心轴的惯性距I 为：33229985383199850.96238310.961212I ⎛⎫⨯⨯=+⨯⨯-⨯+⨯⨯ ⎪⎝⎭()()224143042567.115.58.060.9615.58.060.96⎡⎤-⨯-⨯⨯+-+++⎣⎦()210035.570.96-⨯+ ()643.4315610cm =⨯3.3 边、中跨空心板毛截面几何特性汇总该桥桥梁设计的预制空心板的毛截面几何特性采用分块面积累加法计算，叠加时候挖空部分按负面积计算。
简支预应力混凝土空心板梁桥毕业设计
简支预应力混凝土空心板梁桥毕业设计目录1 设计说明 (1)1.1主要技术指标 (1)1.2 材料规格 (1)1.3 设计规范 (1)1.4 施工方式 (1)2 设计方案 (4)2.1 方案比选原则 (5)2.2 备选方案介绍 (6)2.3 方案比较 (10)2.4 推荐方案 (10)2.5 上部结构尺寸拟定 (11)2.5.1 顺桥向尺寸的拟定 (11)2.5.2 横桥向尺寸的拟定 (11)3 上部结构内力计算 (12)3.1 截面几何特性计算 (12)3.2 结构离散和截面的定义 (12)3.3 简支梁施工阶段 (12)3.4 永久作用计算 (13)3.5 可变作用效应计算 (15)3.5.1 冲击系数和横向分布系数 (15)3.6 温度及支座不均匀沉降内力计算 (17)3.7 作用效应组合 (17)3.7.1 作用效应组合原理 (17)3.7.2 承载能力极限状态计算时的作用效应组合 (19)3.7.3 正常使用极限状态效应组合 (21)4 预应力钢束的估算与布置 (25)4.1 计算原理 (25)4.2 预应力筋估算结果 (27)4.3 预应力筋布置原则 (27)4.4 预应力钢束布置情况 (28)4.5 预应力损失计算 (30)σ (31)4.5.1 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1l σ (31)4.5.2 锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失2lσ (32)4.5.3 钢筋与台座间的温差引起的损失3lσ (32)4.5.4 混凝土弹性压缩引起的应力损失4lσ (32)4.5.5 预应力钢筋松弛引起的损失5lσ (33)4.5.6 混凝土收缩徐变引起的应力损失6l5 普通钢筋的设计计算 (35)5.1 预制段普通配筋设计 (35)5.2 现浇连续段普通配筋设计计算 (37)5.2.1 设计计算原理 (37)5.2.2 钢筋布置 (37)6 承载能力极限状态截面强度计算与验算 (38)7 预制空心板应力验算 (39)7.1 抗裂验算 (39)7.1.1 正截面抗裂性验算 (39)7.1.2 斜截面抗裂性验算 (41)7.2 持久状况应力验算 (41)7.2.1 正截面混凝土应力验算 (42)7.3 短暂状况应力验算 (44)8 抗裂验算 (48)8.1 正截面抗裂验算 (48)9 短暂状况下应力验算 (54)9.1 施工阶段法向压应力验算 (54)10 挠度验算 (59)11 施工图设计 (60)11.1 概述 (60)11.2 总体布置图 (60)11.3 空心板一般构造图 (61)11.4 空心板预应力钢束构造图 (61)12 桥墩墩柱计算 (62)12.1 荷载计算 (62)12.1.1 恒载计算 (62)12.1.2 汽车荷载计算 (62)12.1.3 双柱反力横向分布计算（横向分布同盖梁计算） (63)12.1.4 荷载组合 (63)设计总结 (65)参考文献 (66)致谢 (67)1 设计说明1.1主要技术指标桥型布置：27.04m 简支预应力混凝土空心板梁桥；桥面净宽：1.75m（人行道）+20.40m（行车道）+1.75m(人行道)=23.9m；设计荷载：公路I级；桥面纵坡：单向0.84%；桥面横坡：行车道设±1.5%的横坡，人行道设置1%的反向横坡；1.2 材料规格空心板块：采用C55 混凝土，容重为26.0kN/m3，弹性模量取3.45×107kPa；铰缝：采用C30 细集料混凝土桥面铺装：采用等厚10cm 的C30 沥青混凝土层，容重为24.0kN/m3；桩基础：采用C25 混凝土；桥台盖梁、耳背墙：采用C30 混凝土；预应力钢筋束：采用15.2 υ s 高强度低松弛预应力钢绞线,标准强fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95*1000000MPa,技术标准应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB5224）的有关规定；普通钢筋：采用HRB335和R235；钢材：采用符合GB700-88规定的Q235钢材；其他：桥梁伸缩缝采用浅埋式伸缩缝装置；空心板梁支座采用圆板式橡胶支座；桥面排水采用铸铁泄水管；1.3 设计规范《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）1.4 施工方式简支梁桥。
混凝土简支梁及空心板桥设计要点
混凝土简支梁及空心板桥3 混凝土简支梁及空心板桥3.1一般规定3.1.1简支梁应尽可能采用预应力混凝土结构。
简支梁截面形式可采用T形、I形或箱形等，具体设计可根据桥宽、桥长、跨径等条件选择。
3.1.2当桥梁跨径小于或等于20m时，可考虑采用空心板，截面形式为矩形，其孔洞可为园形、椭圆形或八边形等。
对于空心板：跨径6m≤L＜10m宜采用钢筋混凝土结构；跨径10m≤L≤25m宜采用预应力混凝土结构。
3.1.3简支T梁梁中距宜选择为1.7m～2.0m。
当建筑高度不受限制时，也可进行梁格优化，梁中距可加至2.5m左右，以取得较经济的效果。
T梁预制宽度不宜小于1.2m，现浇段宽度不得小于0.5m。
3.1.4简支梁边梁均应设置外悬臂，其长度空心板不宜小于0.5m，T梁悬臂宜采用1.0～1.5m，简支箱梁悬臂宜采用1.5～2.0m。
3.1.5简支T形、I形或箱形梁梁高应根据跨径、梁中距、荷载及结构厚度要求等条件确定。
高跨比一般在1/16～1/20左右。
3.1.6预制简支梁应加强横向连接。
简支T梁之间的桥面板采用现浇段连接并设置跨间横梁，横梁间距不宜大于7m。
3.1.7多孔简支梁结构应采用连续桥面。
每一联的长度应综合考虑整体温差、柱高、支座及伸缩缝性能等因素确定，一般不宜超过150m。
3.1.8空心板桥应符合下列要求：（1）斜空心板桥的斜度一般要求小于45°（含45°），当斜度大于45°时，宜调整道路线形，或改用其它结构形式。
（2）空心板应采用最新版本的《公路桥涵标准图》。
并可根据桥梁设计要求，进行局部修改，但同一种结构必须采用同一种标准图。
当条件限制不能套用标准图时，可参照标准图的跨径、斜度及构造自行设计。
（3）空心板预制宽度一般采用1.0m～1.5m。
（4）空心板桥应采取有效措施加强预制板之间的横向联系，防止使用过程中发生单板受力状况。
3.1.9简支梁、板宜采用后张预应力混凝土结构，空心板构件，当跨径10m≤L≤16m时，也可采用直线配筋的先张预应力混凝土结构。
计算书(20m简支空心板梁)
1 绪论1.1 概述1.1.1 简支梁桥概述由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。
属于静定结构。
是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。
其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。
1.1.2 简支梁桥受力特点简支梁桥是静定结构，其各跨独立受力。
桥梁工程中广泛采用的简支梁桥有三种类型：1) 简支板桥。
简支板桥主要用于小跨度桥梁。
按其施工方式的不同分为整体式简支板桥和装配式简支板桥；装配式板桥是目前采用最广泛的板桥形式之一。
按其横截面形式主要分为实心板和空心板。
根据我国交通部颁布的装配式板桥标准图，通常每块预制板宽为1.0m，实心板的跨径范围为1.5-8.0m，主要采用钢筋混凝土材料；钢筋混凝土空心板的跨径范围为6—13m；而预应力混凝土空心板的跨径范围为8-16m。
2)肋梁式简支梁桥(简称简支梁桥)。
简支梁桥主要用于中等跨度的桥梁。
中小跨径在8-12m时，采用钢筋混凝土简支梁桥；跨径在20-50m时，多采用预应力混凝土简支梁桥。
在我国使用最多的简支梁桥的横截面形式是由多片T形梁组成的横截面。
3)箱形简支梁桥。
箱形简支梁桥主要用于预应力混凝土梁桥。
尤其适用于桥面较宽的预应力混凝土桥梁结构和跨度较大的斜交桥和弯桥。
1.1.3 预应力混凝土简支梁桥在我国的发展我国修建预应力混凝土连续体系梁桥最早在铁路部门，1966 年在成昆线用悬臂拼装法建成国内第一座预应力混凝土铰接连续梁桥――旧庄河桥，跨24m+48m+24m。
第一座预应力混凝土连续梁桥是1975 年建成的北京枢纽东北环线通惠河桥，跨度26.7m+40.7m+26.7m。
1979 年9 月建成兰州黄河桥（47m+3×70m+47m）为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥，进一步推动了预应力混凝土连续梁的修建和发展。
此后，相继建成湖北沙洋汉江公路桥，云南怒江桥，台州灵江桥等一大批特大跨公路连续梁桥。
简支空心板桥施工技术方案
K3+627简支空心板桥施工技术方案一、编制依据施工图设计文件 2013年9月《城市桥梁设计规范》 CJJ 11-2011《公路桥涵通用设计规范》 JTG D60-2004《公路垮工桥涵设计规范》 JTG D61-2005《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004 《城市桥梁抗震设计规范》 CJJ166-2011《公路桥梁设计细则》 JTG/TB02-01-2008《公路桥梁施工技术规范》 JTG F50-2011《城市桥梁工程施工与质量技术规范》 CJJ2-2008《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D63-2007《新一街新昌六路桥岩土工程勘察报告》（2012-046）二、工程概况本桥为潍坊市高新区新昌一街（新昌五路——杨瓦路）工程桩号为3+627的一座桥梁，全桥分为南、北两幅。
两幅桥桥台桥面之间设2m变形缝。
桥型为3*8m钢筋混凝土简支空心板桥，桥面宽34.5m,其中车行道宽19.0m,自行车道每侧宽2.0m，分隔带每侧各宽2.0m,人行道每侧各宽2.75m。
三、施工计划与资源配置本着科学组织，合理安排，平行流水作业方法，遵循“机动车道的墩柱、盖梁优先施工。
机动车道和非机动车道的桥台一并施工”的原则安排施工。
计划从2014年10月16日开始施工2014年12月20日完成，工期为65天，桩基施工时间是32天（2014.10.16日-2014.11.16日），墩柱施工时间是18天（11.01日-11.18 日），盖梁施工时间是20天（11.08日-11.28日）预制砼空心板在9月下旬开始，梁板架设施工时间是6天（11月24日-11月30日），铺装施工日期是 6天（12月10日-12月15日），附属工程施工时间是5天（12月15日-12月20日）。
配备机械设备：装载机1台，电焊机6台，挖掘机1台，发电机2台，吊车1台，冲击式钻机2台.施工负责人韩纪庆，技术负责人李传水，试验负责人王加信，安全负责人郑纪锋，配备民工59人。
简支空心板桥桥墩抗震计算书.doc
简支空心板桥桥墩抗震计算书(一)设计资料1、上部构造：2孔20m连续桥面简支梁，20m先张法预应力混凝土简支宽幅空心板，计算跨径为19.32m，每跨(单幅)横向设8块板。
桥面现浇10cm50号混凝土，9cm沥青混凝土。
2、桥面宽度(单幅)：0.5（防撞墙）＋净11.5(行车道)＋0.75m(波形护栏)=12.75m。
3、斜度：30°。
4、设计荷载：公路Ⅰ级。
5、支座：墩顶每块板板端设GYZ200×42mm板式橡胶支座2个。
6、地震动峰值加速度：0.20g。
7、下部构造：圆形双柱式墩，直径1.3m；钻孔桩直径1.5m，长40m。
墩柱为30号混凝土，桩基础为25号混凝土，HRB335钢筋。
桥墩一般构造如下(二)恒载计算1、上部恒载反力空心板：[(12.5+0.3)×6＋(14.7+0.3)×2]×26＝2776.8kN铰缝混凝土：2.22×7×26＝404.0kN桥面铺装(包括50号混凝土和沥青混凝土)：11.5×20×0.1×26＋11.5×20×0.09×24＝1094.8kN 防撞墙：6×26＝156kN波形护栏：5.6×26＝145.6kN合计：2776.8＋404.0＋1094.8＋156＋145.6＝4577.2kN 2、下部恒载计算1)盖梁加防震挡块重力P G＝28.8×25＝720kN2)系梁重力P X ＝8.1×25＝202.5kN 3) 一个墩柱重力P d ＝4π×1.32×5.6×25＝185.8kN4) 单桩自重力P z ＝4π×1.52×40×25＝1767.1kN(三)水平地震力计算 1、顺桥向水平地震力计算1)上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载 E ihs ＝sp h z i ni itpitpG K C C KK 11β∑=式中：C i ＝1.7，C z ＝0.3，K h ＝0.2根据地质资料分析，桥位所在地土层属Ⅲ类场地，所以有 β1＝2.25×(145.0T )0.95对于板式橡胶支座的梁桥 T 1＝12ωπ其中：ω12＝tpsp sp tp sp tp sp tp G G K K G G G K K K G G K K K G g2}4])({[)(2/1212211211-++-++K 1＝∑=ni is K 1计算采用2孔×20m 为一联，故n ＝1K is ＝∑∑=sn i r d tA G 1其中：n s ＝2×16＝32，G d ＝1200kN/m 2由橡胶支座计算知A r ＝4π×0.22＝0.0314m2∑t ＝0.042m∴ K is ＝32×042.00314.01200⨯＝28708.6kN/mK 1＝1×28708.6＝28708.6kN/m K 2＝∑=ni ip K 1K ip ＝3113il E I其中：墩柱采用30号混凝土，则 E c ＝3.00×104MPaE 1＝0.8×3.00×104×103＝2.4×107kN/m 2按墩高H ＝7m 控制设计，支座垫石＋支座厚度＝0.1＋0.042＝0.142m l i ＝7＋0.142＝7.142m 柱惯矩： I 1＝64π×1.34＝0.1402m4K ip ＝37142.7104.21402.03⨯⨯⨯×2＝55418.0kN/mK 2＝1×55418.0＝55418.0kN/m G sp ＝2×4577.2＝9154.4kN G tp ＝G cp ＋ηG p其中： G cp ＝720kNG p ＝2×185.8＝371.6kNη＝0.16(2f X +2221f X +21f f X X +21f X +1)顺桥向作用于支座顶面的单位水平力在支座顶面处的水平位移为：X d ＝X 0－φ0l 0＋X Q 其中： l 0＝l i ＝7.142m X Q ＝1133I E l ＝1402.0104.23142.773⨯⨯⨯＝0.0000361桩的计算宽度：b 1＝0.9(d+1)＝0.9×(1.5＋1)＝2.25m 桩在土中的变形系数：α＝51EImbm ＝10000kN/m 4其中：桩采用25号混凝土，则 E c ＝2.80×104MPaEI ＝0.8×2.8×107×64π×1.54＝5.567×106∴ α＝5610567.525.210000⨯⨯＝0.3321 桩长h ＝40m ，∴ αh ＝0.3321×40＝13.284m ＞2.5m 取αh ＝4.0，故K h ＝0 从而有 X 0＝34433443203443344331B A B AC B C B EI l B A B AD B D B EI --⨯+--⨯ααφ0＝)1(344334430344334432B A B AC A C A EI l B A B AD A D A EI --⨯+--⨯-αα 由公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)附表6.11查得 34433443B A B A D B D B --＝2.441 34433443B A B A C B C B --＝34433443B A B A D A D A --＝1.62534433443B A B A C A C A --＝1.751故 X 0＝EIl EI 203625.1441.2αα+＝626310567.53321.0142.7625.110567.53321.0441.2⨯⨯⨯+⨯⨯＝0.0000309φ0＝)751.1625.1(02EIl EI αα+- ＝)10567.53321.0142.7751.110567.53321.0625.1(662⨯⨯⨯+⨯⨯-＝－0.00000941X d ＝0.0000309＋0.00000941×7.142＋0.0000361＝0.000134X f ＝dX X 0＝000134.00000309.0＝0.2306X H/2＝X 0－φ0l 0/2＋X Q/2＝X 0－φ0l 0/2＋113485I E l＝0.0000309＋0.00000941×2142.7＋1402.0104.248142.7573⨯⨯⨯⨯＝0.0000758 X f/2＝dH X X 2/＝000134.00000758.0＝0.5657∴ η＝0.16×(0.23062+2×0.56572+0.2306×0.5657+0.5657+1) ＝0.3823G tp ＝720＋0.3823×371.6＝862.1kN∴ω12＝tpsp sp tp sp tp sp tp G G K K G G G K K K G G K K K G g2}4])({[)(2/1212211211-++-++＝1.8624.91542}554186.287084.91541.8624]4.9154)554186.28708(6.287081.862{[4.9154)554186.28708(6.287081.8628.92/12⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯++⨯-⨯++⨯⨯＝20.021ω1＝4.474T 1＝474.42π＝1.404 β1＝2.25×(404.145.0)0.95＝0.7634K itp ＝ipis ip is K K K K +＝0.554186.287080.554186.28708+⨯＝18911.7kN/m则 E ihs ＝4.91547634.02.03.07.17.1891117.18911⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝712.8kN2)墩身自重在板式支座顶面的水平地震荷载E hp ＝tp h z i G K C C 1β＝1.8627634.02.03.07.1⨯⨯⨯⨯＝67.1kN 支座顶面的水平地震力总和为E ihs ＋E hp ＝712.8＋67.1＝779.9kN(四)墩柱截面内力及配筋计算(柱底截面) 1、荷载计算上部恒载反力：4577.2kN下部恒载重力：720＋2×185.8＝1091.6kN 作用于墩柱底面的恒载垂直力为N 恒＝4577.2＋1091.6＝5668.8kN水平地震力：H ＝779.9kN水平地震力对柱底截面产生的弯矩为 M ＝779.9×7.142＝5570.0kN •m 2、荷载组合(单柱)1)垂直力：N ＝5668.8/2＝2834.4kN 2)水平力：H ＝779.9/2＝390.0kN 3)弯矩： M ＝5570.0/2＝2785.0kN •m 3、截面配筋计算偏心矩： e 0＝M d /N d ＝2785.0/2834.4＝0.9826m 构件计算长度：l 0＝2l ＝2×5.6＝11.2mi ＝AI ＝4/3.164/3.124⨯⨯ππ＝0.325 l 0/i ＝11.2/0.325＝34.46>17.5 ∴应考虑偏心矩增大系数η η＝1＋212000)(/14001ξξhl h eh 0＝r ＋r s ＝0.65+0.59＝1.24m h ＝2r ＝2×0.65＝1.3mξ1＝0.2＋2.700h e ＝0.2+2.7×24.19826.0＝2.34>1.0∴取 ξ1＝1.0ξ2＝1.15－0.01hl 0＝1.15－0.01×3.12.11＝1.064>1.0∴取 ξ2＝1.0η＝1＋0.10.1)3.12.11(24.1/9826.0140012⨯⨯⨯＝1.067ηe 0＝1.067×0.9826＝1.048m由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)附录C 有 配筋率 ρ＝DgrCe Ae Br f f sd cd --⋅00'f cd ＝13.8MPa f sd ’ ＝280MPag ＝r s /r ＝0.59/0.65＝0.9077 假定ξ＝0.33，A ＝0.6631，B ＝0.4568，C ＝-0.8154，D ＝1.7903 ρ＝65.09077.07903.1048.18154.0048.16631.065.04568.02808.13⨯⨯-⨯-⨯-⨯⨯＝0.01027N d ≤Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’＝0.6631×0.652×13.8×103-0.8154×0.01027×0.652×280×103＝2875.5kN>N d ＝2834.4kN ∴纵向钢筋面积A s ＝ρπr 2＝0.01027×π×0.652＝0.01363m2选用28φ25HRB335钢筋，A ＝0.001374m 2> A s ＝0.01363m2(五)桩身截面内力及配筋计算1、内力计算作用于地面处桩顶的外力为N 0＝2834.4kN ，H 0＝390.0kN ，M 0＝2785.0kN •m 1) 桩身弯矩M y ＝α2EI(x 0A 3+αφ0B 3＋EI M 20αC 3＋EIH 30αD 3)x 0＝EIM EI H 2030625.1441.2αα+＝626310567.53321.0625.10.278510567.53321.0441.20.390⨯⨯⨯+⨯⨯⨯＝0.01204mφ0＝)751.1625.1(020EIM EI H αα+- ＝)10567.53321.0751.10.278510567.53321.0625.10.390(662⨯⨯⨯+⨯⨯⨯- ＝－0.00367A 3、B 3、C 3、D 3由公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)附表6.12查得，计算见下表桩 身 弯 矩 M y 计 算yh ＝αA 3B 3C 4D 4M yy(m) (m) (kN*m) 00 0.00000 0.00000 1.00000 0.00000 2785.0 0.3010.1 -0.00017 -0.00001 1.00000 0.10000 2901.2 0.6020.2 -0.00133 -0.00013 0.99999 0.20000 3010.9 0.9030.3 -0.00450 -0.00067 0.99994 0.30000 3108.4 1.2040.4 -0.01067 -0.00213 0.99974 0.39998 3189.6 1.5060.5 -0.02083 -0.00521 0.99922 0.49991 3251.3 1.8070.6 -0.03600 -0.01080 0.99806 0.59974 3291.1 2.1080.7 -0.05716 -0.02001 0.99580 0.69935 3307.8 2.4090.8 -0.08532 -0.03412 0.99181 0.79854 3300.7 2.7100.9 -0.12144 -0.05466 0.98524 0.89705 3270.5 3.0111 -0.16652 -0.08329 0.97501 0.99445 3217.4 3.3121.1 -0.22152 -0.12192 0.95975 1.09016 3142.83.6131.2 -0.28737 -0.17260 0.93783 1.18342 3048.4 3.9141.3 -0.36496 -0.23760 0.90727 1.27320 2936.1 4.2161.4 -0.45515 -0.31933 0.86573 1.35821 2808.1 4.5171.5 -0.55870 -0.42039 0.81504 1.43680 2679.4 4.8181.6 -0.67629 -0.54348 0.73859 1.50695 2514.8 5.1191.7 -0.80848 -0.69144 0.64637 1.56621 2354.3 5.4201.8 -0.95564 -0.86715 0.52997 1.61162 2187.8 5.7211.9 -1.11796 -1.07357 0.38503 1.63969 2017.7 6.0222 -1.29535 -1.31361 0.20676 1.64628 1846.4 6.6252.2 -1.69334 -1.90567 -0.27087 1.57538 1508.0 7.2272.4 -2.14117 -2.66329 -0.94885 1.35201 1187.5 7.8292.6 -2.62126 -3.59987 -1.87734 0.91679 896.3 8.4312.8 -3.10341 -4.71748 -3.10791 0.19729 643.1 9.0333 -3.54058 -5.99979 -4.68788 -0.89126 433.4 10.5393.5 -3.91921 -9.54367 -10.34040 -5.85402 109.7 12.045 4 -1.61428 -11.73066 -17.91860 -15.07550 53.1 y ＝2.108m 处，弯矩最大，M y ＝3307.8 kN •m垂直力： N d ＝2834.4＋202.5/2＋4π×1.52×2.108×25＝3028.8kN2、截面配筋计算偏心矩： e 0＝M d /N d ＝3307.8/3028.8＝1.092m构件计算长度：l 0＝0.7×α4＝0.7×3321.04＝8.431mi ＝A I ＝4/5.164/5.124⨯⨯ππ＝0.375 l 0/i ＝8.431/0.375＝22.48>17.5∴应考虑偏心矩增大系数ηη＝1＋212000)(/14001ξξhl h e h 0＝r ＋r s ＝0.75+0.66＝1.41mh ＝2r ＝2×0.75＝1.5mξ1＝0.2＋2.700h e ＝0.2+2.7×41.1092.1＝1.09>1.0 ∴取 ξ1＝1.0ξ2＝1.15－0.01h l 0＝1.15－0.01×5.1431.8＝1.094〉1.0∴取 ξ2＝1.0η＝1＋0.10.1)5.1431.8(41.1/092.1140012⨯⨯⨯＝1.029 ηe 0＝1.029×1.092＝1.124m由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)附录C 有配筋率 ρ＝Dgr Ce Ae Br f f sd cd --⋅00'f cd ＝11.5MPaf sd ’ ＝280MPag ＝r s /r ＝0.66/0.75＝0.88假定ξ＝0.32，A ＝0.6351，B ＝0.4433，C ＝-0.8656，D ＝1.7721 ρ＝75.088.07721.1124.18656.0124.16351.075.04433.02805.11⨯⨯-⨯-⨯-⨯⨯＝0.00731N d ≤Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’Ar 2f cd ＋C ρr 2f sd ’＝0.6351×0.752×11.5×103-0.8656×0.00731×0.752×280×103＝3111.7kN>N d ＝3028.8Kn∴纵向钢筋面积A s ＝ρπr 2＝0.00731×π×0.752＝0.01292m 2选用28φ25HRB335钢筋，A ＝0.001374m 2> A s ＝0.01292m 2。
装配式钢筋混凝土简支空心板桥设计说明书
2.1 105
195
195
235
HRB400 级 2.0 105
330
Ф（Mpa）
330
400
精品
.
混凝土技术指标
表2
二、设计计算内容： 1． 主梁几何特性计算 2． 恒载内力计算 3． 荷载横向分布计算（支点处采用杠杆法，跨中采用铰接板法） 4． 活载内力计算 5． 荷载组合。确定用于配筋计算的最不利作用效应组合 6． 主梁配筋计算（依据结构设计原理进行） 7． 绘制内力包络图
5．材料：
（1）钢筋，其技术指标见表 1；
（2）混凝土及其技术指标见表 2，主梁混凝土为 C40，防撞护栏
C30，桥面铺装混凝土为 C40，沥青混凝土容重为 23 KN/m3，混凝
土容重为 25 KN/m3。
钢筋技术指标
表1
种
类 弹 性 模 抗 拉 设 计 强 抗压设计强
标准强度
量
度
度
R235 （MPa）
其中混凝土与箍筋共同承担的剪力 不小于 60% ，弯起钢筋
（按 弯起）承担的剪力 不大于 40% ②计算第一排（从支座向跨中计算）弯起钢筋时，取用距支座 h /2 处由弯起钢筋承担的那部分剪力值 ③计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋时，取用前一排弯
精品
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起钢筋下面弯起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值 弯起钢筋配置及计算图示如图 所示
上述计算说明中和轴位于翼缘板内，可按高度为 h，宽度为 的矩 型截面计算钢筋面积
则= =
=3462.2
精品
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选用 8 根 直径为 Փ 25mm 的 HRB400 钢筋 =3927 钢筋布置如图所示
精品
.
ρ= /（ ）=
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目 录中文摘要........................................................... Ⅰ ABSTRACT.. (Ⅱ)目录 (1)第1章.前言 (3)第2章.上部结构布置 (5)第3章.空心板几何特性计算 (7)第4章.主板内力计算 (9)4．1永久作用计算 (9)4．2可变效应计算 (10)4．2．1汽车荷载横向分布系数计算 (11)4．2．2 汽车荷载内力计算 (14)4．2．3 人群荷载效应计算 (18)4．3 作用效应组合 (19)第5章.配筋计算 (20)5．1 空心板配置主筋 (21)5．2 正截面承弯能力验算 (23)5．3 支点斜截面抗剪强度计算 (24)5．4箍筋的设计 (25)5．5弯起钢筋及斜筋设计 (26)5．6斜截面抗剪承载能力复核 (33)第6章 正应力，挠度及裂缝宽度验算 (35)6．1 换算截面 (35)6．2 施工吊装时的正应力验算 (37)6．3 裂缝宽度fk W 的验算 (39)6．4 梁跨中挠度的验算 (40)第7章 支座的计算 (43)7．1选择支座平面尺寸 (44)7．2 验算支座的厚度 (44)7．3 验算支座偏移 (45)7．4 验算支座抗滑稳定性 (46)第8章 下部结构布置 (47)第9章 盖梁设计 (49)9．1 设计荷载 (49)9．1．1 上部结构恒载 (49)9．1．2 盖梁自重及内力计算 (49)9．1．3 可变荷载计算 (50)9．1．4 各板恒载、可变荷载反力组合 (60)G计算 (60)9．1．5 双柱反力i9．2 内力计算 (62)9．2．1 恒载加活载作用下各截面的内力 (62)9．2．2 盖梁内力组合 (64)9．3 截面配筋设计与承载力校核 (64)9．3．1 弯矩作用时配筋计算 (63)9. 3. 2正截面抗弯承载能力验算 (65)9．3．3 斜截面抗剪验算与配筋 (65)9．3．4 全梁承载力校核 (66)第10章桥墩墩柱计算 (69)10．1 设计恒载 (69)10．2 活载计算 (69)10．3 双柱反力横向分布计算 (70)10．4 荷载组合 (70)10．5 截面配筋计算及应力验算 (71)10．5．1 作用与墩柱顶的外力 (71)10．5．2 作用于墩柱底的外力 (72)10．5．3 截面配筋计算 (72)10. 5. 4 应力验算 (73)第11章钻孔灌注桩计算 (75)11．1 设计资料 (76)11．2 桩尺寸 (76)11．3 荷载计算 (76)11．4 桩长计算 (77)11．5 桩的内力计算 (78)11．6 桩身截面配筋与强度验算 (80)11．7 墩顶纵向水平位移验算 (82)后记 (84)经济技术分析 (85)致谢 (86)参考文献 (87)第1章前言1.1 桥梁在交通事业中的地位大力发展交通运输事业，是加速实现四个现代化的重要保证。
在公路、铁路、城市和农村道路交通以及水利等建设中，为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路等）必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因之桥涵又成了陆路交通中的的重要组成部分。
随着科技的进步,工业水平的提高,社会生产力的发展,人们对桥梁建筑提出了更高的要求.现代高速公路上迂回交叉的立交桥,高架桥不但是规模巨大的工程实体,而且犹如一道地上彩虹,纵观世界各国的大城市,常以工程雄伟的大桥作为城市的标志和骄傲.桥梁已作为一种艺术结构物存在社之中.1.2 桥梁的组成和分类1.2.1 桥梁的基本体系桥梁结构的体系包括梁、拱、刚架、吊桥与组合体系。
（一）梁式体系：梁式体系是以梁的抗弯能力来承受荷载的。
梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁。
（二）拱式体系：拱式体系的主要承重结构是拱肋（或拱箱），以承压为主。
拱分单铰拱、双铰拱和无铰拱。
（三）刚架体系：刚架桥是介于梁、拱之间的一种结构形式，它是由受弯的上部（梁或板）与承压的下部（柱或墩）整体结合在一起的结构。
（四）组合体系：1．T型刚架连续刚架都是由梁和刚架相组合的体系。
它们是由预应力混凝土结构采用悬臂梁施工法而发展起来的一种体系。
2．梁、拱组合体系这类体系中有系杆拱、桁架拱、刚架拱等。
它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成结构。
3．斜拉桥它是由承压的塔、受拉的索和受弯的梁体组合起来的一种结构体系。
1.2.2 桥梁的其他分类简述1．按用途来划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其它专用桥梁（如通过管路、电缆等）。
2．按桥梁全长和跨径的不同，分为特殊大桥、大桥、中桥和小桥。
3．按主要承重结构所用的材料划分，有圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。
4．按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥（立体交叉）、高架桥和栈桥。
5．按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。
1.3 桥梁的总体规划和设计要求1．使用上的要求桥上的行车道和人行道宽度应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。
2．经济上的要求桥梁设计应体现经济上的合理性，应根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则。
3．结构尺寸和构造上的要求整个桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。
4．施工上的要求桥梁结构应便于制造和架设。
应尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。
5．美观上的要求一座桥梁应具有美观的外形，应与周围的景致相协调。
1.4 设计资料调查1．调查桥梁的使用任务。
2．测量桥位附近的地形，绘制地形图供设计和施工应用。
3．探测桥位的地质情况。
4．调查和测量河流的水文情况。
5．调查当地建筑材料（砂、石料等）的来源。
6．调查了解施工单位的技术水平、施工机械装备情况。
7．调查和收集有关气象资料。
8．调查新建桥位上、下游有无老桥，其桥型布置和使用情况等。
1.5 环境保护近年来道路的飞速发展带动了经济的腾飞，人民生活水平日益提高，却忽略了或很少考虑对周围环境的破坏，在本次设计中，也充分考虑了这些方面的要求，主要从以下几个方面来考虑保护自然环境。
1．桥位的选择桥位应考虑线路工程，农田水利，建设规划和周边人民利益，少占良天，避免拆迁，避免桥前壅水威胁河堤安全，桥位不能选在支流河口的下游，以免造成桥下大量淤积，危及周围环境。
2．调治周围构造物可调节水流，整治河道，使水流顺畅，防止桥位附近产生不利变形，从而保证桥梁的正常使用以及附近农田免遭洪水危及。
1.6 技术经济分析公路桥梁应考虑各种因素，借鉴各种先进经验，推广各种经济效益好的技术成果。
设计中须进行详细周密的技术经济比较，使桥梁总造价和材料等的消耗为最少，且应充分考虑桥梁在使用期间的运营条件以及养护维修等方面的问题，桥梁设计应根据因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用适当的桥型。
此外，能满足快速施工要求以达到缩短工期的桥梁设计，不仅能降低造价，而且提早通车在运输上将带来很大的经济效益。
第一部分上部结构第2章上部结构布置2．1 上部结构布置标准跨径：L k=16m计算跨径：L=15.50 m桥面净宽：净—7.0+2×0.75m预制板全长：15.96m桥面横坡：1.5%全桥采用11块装配式钢筋混凝土空心板，构造见图2-1，2-2。
1--1断面图2-22．2 桥面铺装1． 沥青混凝土铺装5cm2． 混凝土铺装10cm ，主梁截面强度验算时计入8cm 的铺装参与受力。
2．3 设计荷载汽车荷载标准值：公路-Ⅱ车道荷载；人群荷载：3.0 2m kN 。
2．4 材料规格1．应力钢筋：箍筋R235；2．受力主筋 ：HRB335。
3．混凝土：主梁 C30；桩基础 C20。
4．支座：板式橡胶支座第3章 空心板几何特性计算3. 1毛截面面积A(如图2-1)223.317457215.2775.2212219483826299cm A =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯=π3．2 毛截面重心位置全截面对1/2板高处的静矩3217.21813724572127245.27372475.2212cm S =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯⨯=板高 铰缝的面积：2cm 5.87752175.275.2212=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=铰A 则毛截面重心离1/2板高的距离： mm cm S d 77.0cm 687.03.31747.2181A 21=≈===板高（向下移） 铰缝重心对1/2板高处的距离：cm 9.245.877.2181A 21===铰板高铰S d 3．3 空心板毛截面对其重心轴的惯矩I由图，设每个挖空的半圆面积为A ’：挖空半圆构造 空心板截面简化图222'1.567388181cm d A =⨯⨯==ππ 半圆重心轴：mm d y 6.80638464=⨯⨯==ππ 半圆对其自身重心轴0-0的惯矩为I ’：444'143043800686.000686.0cm d I =⨯==则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I 为：()()[]()410462222323105201.1105201.17.09.245.877.0406.87.0406.81.56721430447.0838*******.06299126299mm cm I C ⨯=⨯=+⨯--++++⨯⨯-⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=（忽略了铰缝对自身重心轴的惯矩）3．3 空心板截面抗扭刚度则空心板抗扭刚度可化简为单箱截面来近似计算()()()()410462122106645.2106645.288992886228628994224mm cm t b t h h b I T ⨯=⨯=-⨯+-⨯-⨯-⨯=+=第4章 主板内力计算4．1 永久作用效应计算1．空心板自重（第一阶段结构自重）1gm KN A g /936.725103.317441=⨯⨯=∙=-γ2．桥面系自重（第二阶段结构自重）2g人行道 0.3×0.75×24=5.4m kN防撞栏 1.0×0.25×25=6.25m kN全桥宽铺装每延米重为：沥青砼：0.05×9×23=10.35m kN砼： 0.1×9×24=21.6m kN每块空心板分摊到的每延米桥面系重力：2g =023.525.0275.0296.2135.25102)25.64.5(=⨯+⨯+++⨯+m kN 3．绞缝自重：3g()m KN /359.024101625.874=⨯⨯⨯+-由此得出空心板每延米总重力g 为:g Ⅰ（第一阶段结构自重）m kN g 936.71==g Ⅱm kN g g 382.5359.0023.532=+=+=(第二阶段结构自重 )m kN g g g g g 318.13321=++==∑由此可计算出简支空心板永久作用(自重)效应,见下表恒载内力计算表4. 2 可变效应计算汽车荷载采用公路-Ⅱ级荷载，它由车道荷载及车辆和在组成。