钢筋混凝土空心板桥设计
8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书完整版
8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书7.1 设计基本资料1. 跨度和桥面宽度标准跨径：8m（墩中心距）计算跨径：7.6m 桥面宽度：净7m（行车道）+2×1.5m（人行道）2 技术标准设计荷载：公路- Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m计算，人群荷载取3kN/m2环境标准：Ⅰ类环境设计安全等级：二级3 主要材料混凝土：混凝土空心板和铰接缝采用C40混凝土；桥面铺装采用0.04m 沥青混凝土，下层为0.06m厚C30混凝土。
沥青混凝土重度按23kN/m3计算，混凝土重度按25kN/m3计算。
钢筋：采用R235钢筋、HRB335钢筋2.构造形式及截面尺寸本桥为c40 钢筋混凝土简支板，由8 块宽度为1.24m的空心板连接而成。
桥上横坡为双向2%，坡度由下部构造控制空心板截面参数：单块板高为0.4m，宽1.24m，板间留有1.14cm 的缝隙用于灌注砂浆C40 混凝土空心板抗压强度标准值f ck 26.8Mpa ，抗压强度设计值f cd 18.4Mpa ，抗拉强度标准值f tk 2.4Mpa ，抗拉强度设计值f td 1.65Mpa ，c40 混凝土的弹性模量为E C 3.25 104Mpa7.3 空心板截面几何特性计算1.毛截面面积计算如图二所示A S矩形(- S1 S2 S3 S4) 212S1 5 5 12.5cm222S矩形124 40 4960cm22S2 (5 24.5) 5 147.5cm212S324.5 2 24.5cm232S4 1 4.5 7 15.75cm242解得：A 3202.33cm22=400.5 cm 2毛截面重心离板高的距离为：= 1595.25 =0.5 cm （即毛截面重心离板上缘距离为3202.333 毛截面惯性矩计算2 毛截面重心位置全截面对 1 板高处（即离板上缘 20cm 处）的静矩为2S 1板高22 S 1 L 1S 2 L 2 S 3 L 3 S 4 L 41 5 3S 1 L 1 5 5 (5 ) 41.67cm 3 2329.5 3S 2 L 2 29.5 5 (20 ) 774.375cm 321 13S 3 L 3 2 24.5 ( )(20 10.5 24.5) 32.67cm 3 3 3 2 31 2 3S 4L 4 7 4.5 ( )(20 6 4.5) 173.25cm 323代入得 S 1板高=1595.25cm 32由于铰缝左右对称所以铰缝的面积为：2 ( S 1S2S3S 4)S 1板高220.5cm)图 2 中板截面构造及尺寸（单位： cm ）铰缝对自身重心轴的惯性矩为：4I1 2 18588.016 37176.032cm4空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为：54=5.6011 105 cm4空心板截面的抗扭刚度可简化为如图三所示的箱型截面近似计算所以得到抗扭刚度为：4b2h2I TT2h 2bt1 t224 (124 16) 2 (40 8) (40 8) 2 (124 16)821664=2.2221 106 cm4图三抗扭惯性矩简化计算图（单位：cm）7.4 主梁内力计算1 永久作用效应计算a. 空心板自重（一期结构自重）G2：G1 3202.33 10 425=0.8005825kN/m b. 桥面系自重（二期结构自重）G2: 桥面设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m计算。
举例：预应力混凝土空心板桥计算示例
例一 预应力混凝土空心板桥计算示例 一、设计资料1.跨径：标准跨径k l =13．00m ；计算跨径l =12．60m2.桥面净空：2.5m+4×3.75m+2.5m3.设计荷载:公路-Ⅱ极荷载;人群荷载:3.0kN ／2m4.材料:预应力钢筋：采用1×7钢绞线,公称直径12.7mm ；公称截面积98.72mm ,pk f =1860Mpa ，pd f =1260Mpa ，p E =1.95×510Mpa, 预应力钢绞线沿板跨长直线布置;非预应力钢筋：采用HRB335,sk f =335Mpa,sd f =280Mpa;R235,sk f =235Mpa,sd f =195Mpa; 混凝土：空心板块混凝土采用C40， ck f =26.8MPa ，cd f =18.4Mpa ，tk f =2.4Mpa ，td f =1.65Mpa 。
绞缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道为C25混凝土。
5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62－2004）》要求，按A 类预应力混凝土构件设计此梁。
6、施工方法：采用先张法施工。
二、空心板尺寸：本示例桥面净空为净2.5m+4×3.75m+2.5m ，全桥宽采用20块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，高62cm ，空心板全长12.96m 。
全桥空心板横断面布置如图1-1，每块空心板截面及构造尺寸见图1-2。
图1－1 桥梁横断面（尺寸单位：cm ）图1－2 空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm ） 三、空心板毛截面几何特性计算 （一）毛截面面积A （参见图1-2）A=99×62 - 2×38×8 - 4×2192⨯π-2×（21×7×2.5+7×2.5+21×7×5）=3174.3（2cm ） （二）毛截面重心位置 全截面对1/2板高处的静矩：板高21S =2×[21×2.5×7 ×（24+37）+7×2.5×（24+27）+21×7×5×（24-37）]=2181.7（cm 3） 绞缝的面积：A 绞=2×（21×2.5×7+2.5×7+21×5×7）=87.5（cm 2） 则毛截面重心离1/2板高的距离为：d=AS 板高21=3.31747.2181=0.687（cm ）≈0.7（cm ）=7（mm ）（向下移）绞缝重心对1/2板高处的距离为： 绞d =5.877.2181=24.9（cm ） （三）空心板毛截面对其重心的惯矩I 由图1-3，设每个挖空的半圆面积为A '：A '=81πd 2= 81π×382=567.1（cm 2） 半圆重心轴： y =π64d =π⨯⨯6384=8.06（cm ）=80.6（mm ） 半圆对其自身重心轴O-O 的惯矩为I '：I '=0.00686d 4=0.00686×384=14304（cm 4） 则空心板毛截面对其重心轴的惯矩I 为：I=1262993⨯+99×62×0.72-2×[128383⨯+38×8×0.72]-4×14304-2×567.1×[（8.06+4+0.7）2+（8.06+4-0.7）2]-87.5×（24.9+0.7）2 =1520077.25（cm 4）=1.5201×106（mm 4） （忽略了绞缝对其自身重心轴的惯矩）空心板截面的抗扭刚度可简化为图1-4的单箱截面来近似计算：图1－3挖空半园构造（尺寸单位：cm ）图1－4计算IT 的空心板截面简化图（尺寸单位：cm ）I T =2122224t b t h h b +=8)899(28)862(2)862()899(422-⨯+-⨯-⨯-⨯=2.6645×106（cm 4）=2.6645×1010（mm 4） 三、作用效应组合按《桥规》公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行效应组合，并用于不同的计算项目。
13米空心板设计说明
说明一、技术标准与设计规范1. 《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)2. 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)3. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)4. 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041—2000)5. 《公路交通安全设施设计技术规范》(JTG D81—2006)二、技术指标装配式钢筋混凝土简支板桥上部构造（1m板宽）技术指标表三、主要材料（一）混凝土1．水泥：应采用高品质的强度等级为62.5级、52.5级和42.5级的硅酸盐水泥，同一座桥的板梁应采用同一品种水泥。
2．粗集料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。
碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇注困难或振捣不密实。
3．混凝土：预制板钢筋混凝土强度等级采用C30，重力密度γ=26.0kN/3m，弹性模量为E=3.0×410MPa；现浇整体化混凝土（铺装层）强度等级采用C40，重力密度γ=24.0kN/3m，弹性模量为E=3.25×410MPa；有条件时，铰缝混凝土可选择抗裂、抗剪、韧性好的钢纤维混凝土；桥面铺装采用沥青混凝土，重力密度γ=24.0kN/3m。
（二）普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB 13013—1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB 1499—1998）的规定。
凡需焊接的钢筋均应满足可焊性的要求。
本册图纸中R235钢筋主要采用了直径d=10mm一种规格；HRB335钢筋主要采用了直径d=10mm、12mm、16mm、20mm四种规格。
（三）其他材料1．钢板：应符合《碳素结构钢》（GB700－1988）规定的Q235B钢板。
2．支座：可采用板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和交通部部颁标准的规定。
四、设计要点（一）本通用图以简支板桥为基本结构，采用桥面连续结构，连续长度综合桥梁总体布局而定。
桥梁工程预制空心板梁吊装专项方案
目录1 工程概况 (1)2 编制依据 (1)3 预制梁主要工程量 (1)4 施工准备 (1)5 吊装数据的计算 (2)6 吊装方案 (5)7 空心板吊装施工进度计划 (11)8 资源配置 (11)9 安全保证措施 (12)10 安装质量保证措施 (14)11应急预案 (15)生态园17号线桥梁工程预制空心板吊装专项方案1 工程概况生态园17号线山龙河桥梁工程位于生态园17号线道路桩号K0+283.50处。
桥梁上部结构设计为预制空心板梁，下部结构桥墩采用桩柱式，桥台采用钢筋砼U型结构，基础均采用扩大基础，桥梁设计横断面宽度为25m（横断面布置为2.5m慢行道+2.5m 人行道+7.5m车行道+7.5m车行道+2.5m慢行道+2.5m人行道），桥梁总长20m两跨，设计跨径为单跨10m、桥梁上下游设计有顺接挡墙，形式为重力式浆砌片石结构。
2 编制依据⑴《起重机械安全规程》GB6067-2010⑵《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》TB/T8716⑶《城市桥梁工程施工质量验收规范》CJJ2-2008⑷《公路桥涵施工技术规范》TF50-2011⑸《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）⑹《重要用途钢丝绳》GB 8918-2006⑺《建筑施工手册第四版》（中国建筑出版社）⑻生态园17号线桥梁工程施工蓝图3 预制梁主要工程量4 施工准备⑴盖梁及桥台台帽砼养护期达到。
⑵梁砼养护期达到。
⑶橡胶支座已安装完成，且保证位置正确。
⑷测量放样出梁板位置。
⑸吊装前各人员应合理分配各工序应由专人指挥。
⑹吊车、垫木、钢丝绳等施工机具准备、调试完成。
5 吊装数据的计算5.1 钢丝绳的选用计算5.1.1 安全系数的确定安全系数是预先给予钢丝绳的储备能力，根据《建筑施工手册第四版》（中国建筑出版社）可知，生态园17号线梁板吊装安全系数取4.5，具体数据见下表。
钢丝绳的安全系数使用情况安全系数K 使用情况安全系数K 缆风绳用 3.5 用作吊索，无弯曲6～7用于手动起重设备 4.5 用作绑扎吊索8～10用于机动起重设备5～6 用于载人的升降机145.1.2 钢丝绳受力计算根据起吊梁板的重量及钢丝绳特性（17号线预制空心板梁的最大单片重量13t）选择采用6V×19+FC钢芯钢丝绳，直径Φ24mm，公称抗拉强度为1870MPa，最小破断拉力298KN（参见《重要用途钢丝绳》GB8918-2006第29页表19），如下图所示。
桥梁工程课程设计---12m跨径装配式空心板桥设计
题目12m跨径装配式空心板桥设计目录第一部分桥梁工程课程设计任务书 (1)第二部分桥梁工程课程设计计算书 (2)一计算空心板截面几何特性 (2)二主梁内力计算 (3)三持久状况承载能力极限状态下的截面设计、配筋和验算 (10)四持久状况正常使用极限状态下的裂缝宽度验算 (14)五持久状况正常使用极限状态下的挠度验算 (15)学年学期：2010-2011-II专业班级：2008级1、2、3班（道路桥梁工程方向）指导教师：周光伟设计时间：第17、18周学时周数：2一、设计目的桥梁工程课程设计是土木工程专业道桥方向《桥梁工程》专业课教学环节的有机组成部分，其目的在于通过桥梁工程设计实践的基本训练，深化掌握本课程的实用理论与设计计算方法，为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。
二、设计任务及要求设计题目：装配式钢筋混凝土空心简支板设计设计资料:标准跨径：12m（墩中心距离）桥面净空：净-7m＋2×1.5m＝10m设计荷载：公路-I级，人群荷载3.0 kN/m2桥面铺装：表层为3cm厚沥青砼，下为6 cm厚防水砼。
设计内容：1. 计算主梁的荷载横向分布系数2. 主梁内力计算与内力组合3. 主梁正截面抗弯强度计算与配筋、斜截面抗剪强度核算与配筋；4. 主梁裂缝宽度验算5. 主梁变形验算6.绘制空心板梁一般构造图；7.绘制空心板梁配筋图。
图幅尺寸按A3图纸绘制。
该桥是桥面净宽为10m 的板桥，由10块装配式预制空心板拼装而成，混凝土等级为C40，板厚为600mm ，宽990mm ，板与板之间留有1.11cm 的缝隙用于灌注砂浆。
中板截面图如下图所示：一、计算空心板截面几何特性1、毛截面面积计算22111996021523010255335282773466.283222A cm π⎡⎤=⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=⎢⎥⎣⎦2、毛截面重心位置全截面对12板高处的静矩为：12311112255(305)335(3033)228(30528)232231277302075256.66723h S cm ⎡=⨯⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯--⨯⎢⎣⎤⎛⎫-⨯⨯⨯--⨯= ⎪⎥⎝⎭⎦铰缝的面积为：2111=25533528277460222j A cm ⎡⎤⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=⎢⎥⎣⎦毛截面重心离12板高的距离为：125256.6671.5173466.283h S d cm A === 铰缝重心到12板高的距离为：125256.66711.428460h j j S d cm A === 3、毛截面惯性矩计算铰缝对自身重心轴的惯性矩为：224311111255530-5-11.42853333530-33-11.4283623122j I ⎧⎡⎤⎡⎤⎪⎛⎫⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⎢⎥⎢⎥⎨ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎪⎣⎦⎣⎦⎩23111228228302072811.4283623⎡⎤⎛⎫+⨯⨯+⨯⨯⨯---⨯+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦23411277773020711.42856335.9183623cm ⎫⎡⎤⎪⎛⎫+⨯⨯+⨯⨯⨯--⨯+=⎢⎥⎬ ⎪⎝⎭⎢⎥⎪⎣⎦⎭单个挖空孔部分对12板高处的惯性矩为：22342234411225121281843113023030102305104932.241121281843k D D I bh D cm ππππππππ⎛⎫⎛⎫=+⨯-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⨯⨯⎛⎫⎛⎫=⨯⨯+⨯-⨯+⨯+= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭空心板截面对其重心轴的惯性矩为：()32222649960309960 1.5172104932.241300 1.51712456335.91846011.428 1.517 1.447810I cm π⎡⎤⎛⎫⨯=+⨯⨯-⨯++⨯⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦--⨯+=⨯空心板截面的抗扭刚度可简化为下图所示的箱型截面进行近似计算抗扭刚度为：222264124483.550 3.0116101125011283.5101015.5T b h I cm h b t t t⨯⨯===⨯⨯⎛⎫⎛⎫⨯++++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 二、主梁内力计算1、永久作用效应计算（1）空心板自重（一期恒载）：413466.8232510/8.666/G G kN m kN m -==⨯⨯=Ⅰ（2）二期恒载：沥青砼、防水砼：()20.031230.0612410/21.3/G kN m kN m =⨯⨯+⨯⨯⨯= 铰接缝自重：()43460 1.116010259/11.848/G kN m kN m -=+⨯⨯⨯⨯= 栏杆自重：428/16/G kN m kN m =⨯=()23421.311.84816/10/ 4.915/G G G G kN m kN m =++=++=Ⅱ 所以： ()8.666 4.915/13.581/G G G kN m kN m =+=+=ⅠⅡ 由此可以计算出空心板永久作用效应：12221113.58111.6228.43288M ql kN m kN m ==⨯⨯⋅=⋅14223313.58111.6171.3243232M ql kN m kN m ==⨯⨯⋅=⋅01113.58111.678.77022V ql kN kN ==⨯⨯=141113.58111.639.38544V ql kN kN ==⨯⨯=120V =2、可变作用效应计算设计荷载为公路—Ⅰ，车道荷载的均布荷载标准值k q 和集中荷载标准值k P 为： 10.5/k q kN m = 计算弯矩时：()36018011.65180206.4505k P kN -=⨯-+=-计算剪力时： 1.2206.4247.68k P kN kN =⨯= （1）冲击系数计算 6.802f Hz ===（其中，313.58110/1385.816/9.8c G m kg m kg m g ==⨯=） 由于，1.514Hz f Hz ≤≤，故可按丅式计算汽车荷载的冲击系数： 0.1767ln 0.01570.1767ln 6.8020.01570.323f μ=-=⨯-= 当行车道为两车道是不进行车道折减，故取折减系数 1.0ξ=（2）汽车荷载横向分布系数计算：空心板跨中截面和14截面处的荷载横向分布系数按铰接板法计算，支点处荷载横向分布系数按杠杆原理法计算，支点至14截面的荷载横向分布系数按直线变化。
大桥施工组织设计方案样本
施工组织设计一、工程简介本协议段既有大中桥6座，分别为：1、斜管庄中桥（K250+103.1）原桥梁全宽19m，行车道宽18m。
上部构造形式为6×13m旳钢筋混凝土空心板；下部构造均为浆砌片石砌石重力式墩、U型桥台。
此次设计按拆除上部加宽6×13m钢筋混凝土空心板，下部构造均为浆砌片石砌石重力式墩、U型桥台。
2、神林店中桥（K252+948.5）原桥为6×8.5m钢筋混凝土板桥，桥面全宽19m。
下部为U台，重力式桥墩。
此次设计按拆除新建4×13m旳钢筋混凝土空心板，下部构造均为柱式墩台，桩基础。
3、马战北大桥（K253+810.7）原桥上部为10×20米预应力混凝土空心板，下部为柱式墩台，桩基础。
外观质量很好，无明显异常。
此次设计按原桥保存利用，两侧加宽，拆除原桥桥面铺装、护栏，与新宽桥一同新做桥面铺装和防撞护栏、安装伸缩装置，加宽部分构造及孔跨布置同老桥。
4、金沟河中桥（K257+736.2）原桥上部构造型式为4×13m旳钢筋混凝土空心板；下部构造均为浆砌片石砌石重力式墩、U型桥台。
此次设计按拆除新建4×13m旳钢筋混凝土空心板，下部构造均为柱式墩台，桩基础。
5、沭河大桥（K262+667）原桥上部为15×20米预应力混凝土空心板桥，下部为柱式墩台，桩基础。
板底裂缝较多，墩台无明显异常。
此次设计按原桥墩台保存利用，两侧加宽，拆除原桥上部构造，与新宽桥一同新做桥面铺装和防撞护栏、安装伸缩装置，加宽部分构造及孔跨布置同老桥。
6、高桥大桥（K296+058）原桥上部为11×20米预应力混凝土空心板，下部为柱式墩台，桩基础。
上部构造较差，墩台外观质量很好，无明显异常。
此次设计按原桥墩台保存利用，两侧加宽，拆除原桥上部构造，与新宽桥一同新做桥面铺装和防撞护栏、安装伸缩装置，加宽部分构造及孔跨布置同老桥。
二、工程量本协议段主要工程量为：Φ1.2m钻孔灌注桩50棵750m，Φ1.3m钻孔灌注桩56棵780m，Φ1.5m钻孔灌注桩22棵284m，钢筋合计2782.34t，钢绞线385.74t，C50砼12426.4m3，C40砼：292.3m³，C30砼：3459.6m³，C25砼：1035.3m³,C20砼：286.6m³，D80型模数式伸缩装置406.6m。
空心板预制施工方案
钢筋砼桥首件空心板预制施工方案一、工程简介：1－16.0m钢筋混凝土空心板小桥，桥梁全长28.03m，与线路方向成90°交角，本桥位于半径R=2950m的平曲线内。
上部构造采用钢筋混凝土空心板，下部构造采用重型桥台，明挖扩大基础。
空心板采用C50号砼浇筑，内置Ⅰ级φ8、和Ⅱ级Φ10、Φ12、Φ14、Φ16钢筋。
空心板宽度中板采用124cm，边板采用187cm。
根据设计图纸，本小桥共需预制16m预应力空心板10块，其中：1.24m宽中板预制8块、1.87m宽悬臂边板2块。
空心板中板编号为ZB1、ZB2、ZB3、ZB4、ZB5、ZB6、ZB7、ZB8。
边板编号为BB1、BB2。
本桥首件空心板施工为中板ZB1。
三、一块中板主要工程量：1、C50混凝土8.41m32、HPB235钢筋329.9㎏3、HRB335钢筋1061.1㎏4、Ф15.2钢绞线259.2㎏5、波纹管61.4m6、锚具15-3 4套7、锚具15-4 4套8、天山牌52.5水泥0.234t四、工期计划本桥首件空心板计划于2011年7月30日开工，2011年8月20日完成，工期为20天。
五、机械、设备、人员配备HZS-50型强制式搅拌机1台，BX1-500电焊机2台，发电机1台，水泵1台，钢筋切断机1台，钢筋弯曲机1台，振动棒2台，混凝土罐运输车2辆，200t油顶2个，油泵两台，真空压浆机1台。
根据工程规模，工期要求和我单位人力资源状况，现场配备包括施工管理人员、工程技术人员和施工作业人员在内的专业齐全的综合施工队伍，在管理和技术上选用具有多年的施工经验的人员，能够高效有序地组织各项工程的施工和管理。
工程负责人：李建波，技术总负责：别团校，质量负责人：田沧海，现场施工负责人：吕新民，现场技术负责人：张胜权。
劳动力配置:施工人员共25人，包括钢筋工10人，木工4人，混凝土振捣工3人，张拉压浆工人8人。
六、施工方案（一）施工工艺工艺流程：预制场地平整及基座的制作→基座的检查→空心板模型的制作及加固→空心板钢筋的制作→C50砼的浇筑→空心板的保温及养生→空心板的张拉、压浆、封端→空心板的吊装→场地清理（二）空心板预制准备工作⑴材料要求①钢绞线：预制预应力空心板采用标准的低松弛高强度钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860MPa，公称直径d=15.2mm，弹性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率0.035，松弛系数0.3。
普通钢筋混凝土空心板桥梁设计讲解学习
目录一桥梁工程课程设计任务书 (1)1.设计题目——普通钢筋混凝土简支空心板梁桥设计 (1)2. 设计条件及参数 (1)二构造形式及尺寸要求 (2)三空心板毛截面几个特性计算 (2)1毛截面面积A (2)2空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I (3)四作用效应计算 (3)1永久作用效应计算 (3)2可变作用效应计算 (4)3作用效应组合 (10)五普通钢筋数量估算及布置 (12)1普通钢筋数量的估算及布置 (12)六换算截面几何特性计算 (14)1换算截面面积A s (14)2换算截面重心位置 (14)3换算截面惯性矩I0 (14)4换算截面弹性抵抗矩 (14)七承载能力极限状态计算 (14)1跨中截面正截面抗弯承载力计算 (14)2截面抗剪承载力计算 (16)八持久状况正常使用极限状态计算 (17)1持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 (17)2持久状况正常使用极限状态下挠度验算 (18)桥梁工程课程设计任务书1.设计题目——普通钢筋混凝土简支空心板梁桥设计2. 设计条件及参数2.1 桥面净空净—— 9m。
2.2主梁跨径和全长标准跨径：l b=30.00m（墩中心距离）；计算跨径：l=29.60m（支座中心线距离）；主梁全长：l=29.96m（主梁预制长度）。
全2.3设计荷载公路—以Ⅰ级，人群荷载3.0KN/m2。
2.4材料钢筋：主筋用HRB335钢筋，其他的用R235钢筋；混凝土：C40；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道板为C25混凝土。
2.5计算方法：极限状态法。
2.6结构尺寸根据桥面净宽自行确定。
2.7设计依据（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简称《桥规》；（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），简称《公预规》；（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85），简称《基规》参考文献:《混凝土简支梁（板）桥》第三版易建国编二构造形式及尺寸要求桥面净空为净1.5m+4.5m+4.5m+1.5m，全桥宽采用8块C40的预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽125cm，高105cm，空心板全长29.96m。
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《混凝土课程设计报告》（钢筋混凝土空心板桥设计）系别：土木工程指导教师：专业班级：学生姓名：（课程设计时间：2015年1 月4日——2015年1 月10 日）钢筋混凝土基本构件设计理论课程设计任务书一、目的要求在学习《桥梁工程》之前，必须掌握《混凝土基本构件设计理论》，它是一门专业基础课，而且是进行桥梁设计时不可缺少的工具，必须能熟练进行钢筋混凝土构件的设计与计算。
为了达到这一要求，特安排钢筋混凝土基本构件的课程设计，目的在于使同学能正确运用《混凝土基本构件设计理论》中的理论知识，通过系统地解决桥梁结构中钢筋混凝土空心板梁的设计计算，进一步牢固掌握钢筋混凝土受弯构件设计方法，以便为以后普通钢筋混凝土桥梁设计打下可靠的基础。
二、设计题目钢筋混凝土简支空心板桥空心板设计。
三、设计资料环境条件：I类环境条件结构安全等级：二级。
1.某公路钢筋混凝土简支空心板桥空心板设计结构尺寸。
标准跨径：13.00m；计算跨径：12.640m；空心板全长：12.96m；2.计算内力（1）使用阶段的内力13m板2号板弯矩M（KN.m）剪力V(KN)1/4截面1/2截面支点截面1/2截面1 结构自重297.96 396.79 125.93 02 汽车荷载217.09 289.20 118.56 47.703 人群荷载29.52 39.36 9.84 3.28（表中汽车荷载内力已计入汽车冲击系数）（2）施工阶段的内力简支空心板在吊装时，其吊点设在距梁端a=500mm处，13m空心板自重在=190.42k N·m，吊点的剪力标准值V0=71.98kN。
跨中截面的弯矩标准值M k，1/23.材料主筋用HRB335级钢筋f sd＝280N/mm2；f sk＝335N/mm2；E s＝2.0×105N/mm2。
箍筋用R235级钢筋f sd＝195N/mm2；f sk＝235N/mm2；E s＝2.1×105N/mm2。
混凝土强度等级为C30f cd＝13.8N/mm2；f ck＝20.1N/mm2；f td＝1.39N/mm2；f tk＝2.01N/mm2；E c＝3.00×104N/mm2。
四、设计内容1、进行荷载组合，确定计算弯矩，计算剪力2、采用承载能力极限状态计算正截面纵向主钢筋数量3、进行斜截面抗剪承载力计算4、全梁承载力校核5、短暂状况下应力计算6、进行正常使用极限状态的变形及裂缝宽度验算；7、绘制钢筋配筋图8、工程数量表的绘制五、提交成果和设计要求1、设计计算说明书（手写稿和打印稿并提供电子版，打印稿采用A4纸，采用统一打印封面左侧装订。
.计算书要程序分明，文字通顺，书写工整，引出资料来源）；2、空心板的配筋图（A3，图面整洁、紧凑，符合工程制图要求）；3、设计时间一周；4、按老师规定题目计算，不得自行更改题目。
《混凝土基本构件设计理论》课程设计指导书课程设计的内容为装配式钢筋混凝土空心板设计计算，具体内容有：（一）结构主要尺寸的估算（二）板与梁的设计计算1．根据题目所规定的设计活荷载，用影响线计算出跨中和L/4截面处的弯矩，跨中和支点处的剪力，并据此绘出弯矩和剪力包络图。
按极限状态法计算时，要按荷载的分项安全系数进行荷载组合，求得控制截面的设计荷载效应Md和Qd。
2．设计跨中截面钢筋按极限状态计算正截面强度时，首先注意材料的强度值的取用，弯矩与剪力的单位取值要与之一致，按T梁截面的受压区翼缘的计算宽度，进行鉴别T 形梁的计算类型，并进行设计，同时对设计好的T形梁进行正截面强度复核。
3．抗剪配筋计算按极限状态法计算时，进行斜截面的抗剪钢筋设计，最大设计剪力V d，要取用距支座中心h/2处的数值，其中混凝土与箍筋共同承担至少60%，弯起钢筋承担不超过40%，腹筋设计好后要进行斜截面抗剪强度和抗弯强度验算。
4．绘制主梁配筋布置图按极限状态设计时，要进行全梁承载能力校核，详见教材有关内容规定。
5．裂缝宽度验算：要求在计算荷载作用下，验算主梁跨中截面处的裂缝宽度，w fk必须小于规范中的容许值。
6．挠度验算：计算由设计荷载产生的挠度不得大于规范规定值。
7．作一根主梁的材料用量表，计算各种编号、钢筋的总用量，以及混凝土用量。
8．将以上设计计算的成果，绘制成空心板纵横断面的配筋图作施工用，图中还列有钢筋和混凝土的用量表，各编号钢筋的大样图。
9．整理计算说明书。
计算书要求程序分明，列出算式，说明引用规范与资料来源，文字要通顺，书写清晰。
钢筋混凝土简支空心板桥设计1、截面换算将空心板截面换算成等效的工字形截面的方法，先根据面积、惯性矩不变的原则，将空心板圆孔折算成k k h b ⨯的矩形孔，则有按面积相等 k k h b =24D ⨯π按惯性矩相等 4364121D h b k k ⨯=π解得 mm D h k 3203702323=⨯== mm D b k 3353706363=⨯==ππ在圆孔的形心位置和空心板截面宽度、高度都保持不变的条件下，可得等效的工字形截面尺寸：上翼板厚度 '11265320/21052f k h y h mm =-=-=下翼板厚度 21285320/21252f k h y h mm =-=-=腹板厚度 212002335520f k b b b mm=-=-⨯=2、计算内力设计值①承载能力极限状态设计时作用效应的基本组合跨中截面：0γ,/2 1.0 1.2389.50 1.4338.820.8 1.441.17925.11.d l M kN m =⨯⨯+⨯+⨯⨯=（） 0γ,/2 1.0 1.20 1.455.80.8 1.451.070.45d l V kN =⨯⨯+⨯+⨯⨯=（）1/4跨截面：0γ,/4 1.0 1.2282.12 1.4254.300.8 1.435.88694.54.d l M kN m =⨯⨯+⨯+⨯⨯=（） 支点截面：0γ,0 1.0 1.2123.16 1.4128.240.8 1.416.56328.12d V kN =⨯⨯+⨯+⨯⨯=（）②正常使用极限状态设计时作用效应组合 1）作用短期效应组合M d,l/2 =396.79+0.7⨯3.120.289+1.0⨯39.36=591.87kN.mM d,l/4=396.79+0.7⨯3.109.217+1.0⨯29.52=479.44kN.m2）作用长期效应组合M d,l/2 =396.79+0.7⨯3.120.289+0.4⨯39.36=501.52kN.mM d,l/4=396.79+0.7⨯3.109.217+0.4⨯29.52=376.56kN.m3、跨中截面的纵向受拉钢筋的计算1）T 形截面梁受压翼板的有效宽度简支梁计算跨径的1/3 mm L b f 42133/126403/'1=== 相邻两梁的平均间距 mm b f 1200'2='122f h h b b ++ ''32125200121051780f f b b c h mm =++=++⨯=T 形截面梁的受压翼板有效宽度为以上三者中最小值，故取受压翼板的有效宽度mm b f 1200'=2）跨中截面配筋计算及截面复核 （1）截面设计①判定T 形截面类型：在I 类环境条件下，对于绑扎钢筋骨架的板，可设mm a s 40=，则截面有效高度mm a h h s 510405500=-=-= 则M KN h h h b f f f f cd ∙=-⨯⨯⨯=-50.795)2105510(10512008.13)2('0'' <,/2(925.11.)d l M kN m =故属于第二类T 形截面②求受压区高度由公式()()()2/2/'0''0f f f cd cd h h h b b f x h bx f M --+-=得：925.11⨯610=13.8⨯520X （510-2X ）+13.8⨯（1200-520）⨯105⨯（510-2105）解方程的合适解为 mm x 37.152=>'(105)f h mm =<6.28551056.00b =⨯=h ξ）③求受拉钢筋面积s A把mm x 37.152=代入公式()s sd f f cd cd A f h b b f bx f =-+'' 即13.8⨯520⨯152.37+13.8⨯105⨯(1200-520)=280s A得s A =74242m m现选择6Φ22+6Φ32，截面面积s A =77712m m混凝土保护层厚度取mm c 35=>d=mm 32,及附表1-8中规定的30mm 钢筋间横向净距n s 为Sn=(1200-2⨯35-6⨯28.4-6⨯35.8)/11=68mm>1.25d=1.25⨯32=40mm 及d=mm 32 满足要求 钢筋分布如下图：（2）截面复核 由图示配筋可计算得s amm a s 50.517771)2/4.2835(2945)2/8.3535(4826=+++=取mm a s 52=，则实际有效高度mm a h h s 498525500=-=-= ① 判定T 形截面类型m KN h b f f f cd ∙=⨯⨯=74.110512008.13''m KN A f s sd ∙=⨯=18.22807771由于''f f cd h b f <s sd A f ，故为第二类T 形截面 ② 求受压区高度x由公式()s sd f f cd cd A f h b b f bx f =-+'')105(1665208.13105)5201200(8.137771280)('''mm h mm bf h b b f A f x f cd ff cd s sd =>=⨯⨯-⨯-⨯=--=③ 正截面抗弯承载力由()()()2/2/'0''0f f f cd cd u h h h b b f x h bx f M --+-=mKN M KN ∙>∙=-⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯=11.92531.933)2/105498(105)5201200(8.132/166-4981665208.13）（又003.049852077710=⨯==bh A S ρ>002.0 故截面复核满足要求。
4、腹筋设计1）截面尺寸检查，验算上下限根据构造要求，梁底层钢筋6Φ25+6Φ32通过支座截面，支座有效高度KN bh f k cu 37.723498520301051.01051.030,3=⨯⨯⨯⨯=⨯--）（>KN V d 2.3280,0=γ表明截面尺寸满足要求，故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置腹筋 2）计算剪力分配图绘剪力包络图，如图所示，支点处剪力计算值000328.12d V V kN γ==，， 跨中处剪力计算值/20/270.45l d l V V kN γ==，。