16m后张法预应力混凝土空心板计算书.docx

MHOOE33舞琳曲叼PWI不蟾OtDMHr8l与勰艮祺龄叼PW乙谕躁蛔廿MH8,9与§W蛔呼lOOOO,OQ勰獭彰油/NN9gdwwas+i玖IPVOO泗33舞琳曲不蟾OSDMHES'l“皿脸砌叼1忆乙乙与勰艮祺龄叼PW乙谕躁蛔廿叼1忆乙£与§W蛔呼凛#目 此械舛L=J(加0&乙9(0 Dlf)wwffi呻爵皆不聘魏瞄£(IzOO乙-09d Dlf)霄®由BJKSffi圾部.乙(E00-T09 Dlf)秋耳*符吉*工境¥7SOtt醵风眦目岫44 VI苴收鳗g=lg甲职留孵(阁里登莘圆咿计算材料容重？26kN/m3线膨胀系数a0.00001抗拉标准强度fkpk1860MPa抗拉设计强度fpd1260MPa抗压设计强度fpd390MPa中s15.2弹性模量E p1.95X105MPa低松弛管道摩擦系数0.225钢铰线管道偏差系数k0.0015张拉控制应力ocon0.75f vpk钢丝松弛系数0.3单端锚具回缩值AL6mm普通钢筋抗拉标准强度fkSk335MPa抗拉设计强度fsd280MPaHRB335抗压设计强度fsd280MPa1.3荷载等级荷载等级：公路I级;1.4作用荷魂荷载组合、荷载作用简|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、温度作用横向分布系数取值见横向分布系数计算书，中板取0.328,边板悬臂长为630mm的 取0.321,边板悬臂长为380mm的取0.322。整体温升温将取20度，负温差为正温差的-0.5倍。图1.1竖向梯度温度(尺寸单位mm)3. 作用效应组合(1) 承载能力极限状态组合设计值Sud = 1.2x永久作用+1.4x汽车荷载+0.8X1.4温度汽车荷载计冲击力，组合值还应乘的结构重要性系数1.1(2) 正常使用极限状态作用短期效应组合：永久作用+0.7x汽车荷载+0.8x温度梯度+1.0x均匀温度作用作用长期效应组合：永久作用+0.4x汽车+0.8x温度梯度+1.0x均匀温度作用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。1.5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。2.1计算模式图、所采用软件采用桥梁博士 V3.1.0计算，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施工顺序表表2.1(1213 L4 1i lb 1? I游 mi第臬工阶段单元立面©©©©©©©硕1 ；1('：1 J 1$ X lj 16?L 烟 1此 : II ©©0)©-第携.场段鱼：2屈1 2 M :?3 P 1( ：112 B ：i ：? m 20215=-©©©©©硕J第谜工旅萩蛹1 i10：112 I， X H 16?1 叱2 i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. 持久状况承载能力极限状态验算(1)正截面抗弯承载能力极限计算正截面抗弯承载能力极限计算见图2.2 :阶段导工作内容lv 1 rX11 I I r J 1r 空心板预制2张拉预应力钢市£3张拉预应力钢束 浇注铰缝混凝土4浇注桥面铺装安装防撞栏杆5/使用阶段新施工阶段单元立面-756.顼.料 T、3f-7565313692978111746101112119159816311595159,31c 1 £211378157411889746961979 21022115 2115 2115 2115 2115 2115 2115 2115 2115 2102197917686图2721正截面承载能力极限计算结果5.65.64.44.24.6384.34.64.74.64.3384.64.324.43.1.3.13.4.313.8.3.831.3.4由图峪2可以看出7构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力2.82.51.7.1.72.5极限状态满足3公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中5 5.1.5瓠3.14.2576.06.16.057(2)受弯构件斜截面抗剪承载力验算5.25.14.8 4-14 32.6 23 55 3:22：5 席.3:62:83:6 俯 2.6验算足距离支座中心h/2截面和腹板宽度变化处的截面，验算结果见表22 20213.6 3.64.6 4.0211.81.71.8212.72.12928292.12.743.343.63.22.92.82.93.23.643.42斜截面抗剪承载力验算结果表2.23.5表2.2验算位置Vcs (kN)Vpb州)总抗力(kN)设计剪力(kN)VR/Vd满足h/21182.6185.71368.3460.92.968是腹板宽度变化处1281.8185.71467.5389.33.770是尺寸Vpb与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值。cs表中：V 斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值，由表2.2可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)5.2.7和5.2.9的要求。2. 持久状况正常使用极限状态验算(1)预应力混凝土构件截面抗裂验算a荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.31 2345678910111213141516171820215313166926975319781188974预应力混凝土公路桥6梁通用图设计 技术781519159816311595 6m简支装配式后张法预应力混凝土空心板计算书1979 21022115 21152115211521152115 2115 2115 2115 2102197917.14.4.3：4 .-了01343.24.35.32_ _4.22.67_3.42.4658 . 3.34.64.74.64,5.65.64.971.新一3： - .14.11724.2 二 83.53.43.5 二84.249-4.64 K3. .4.2.422211718-3.437._3.5.6565.6119 -20-21557- 3.12以4 3.3 20140 如 1232 2 34394七田 724 2 1 3 52 2 7 7 64 2 1 3 56 4 6 4 64 2 1 3 56 1 5 5 9124 8 17 2 4 II13 31 8 二 q 1L 二4R 二 5.3 4.15.34.8弋'Icnd |V16.5.12'我一二5526 24 36201,321:45689101_3.63'46 -广6 50 4.厂*二 23 37 - 2.63.1一 122.912.k81% 2.96513一-12132.13.214152.7- -.；,；3.6冷1图2.3 5荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图-7563.5 3 23.43.64.3:4.34.63.43 2 稠-7562.6 2.532.622.82.832.623.0 2.6凿图耕5中可以看出，8短期效应组合作用下没有出现拉应力满居；公路钢筋混凝6929782 11.81.71.82 1974 醐土及预应力混凝土桥涵设计规范19中16832出票盖美:蔽应力构件在短期效应组合下1.979 .2102 2115 2115 2115 2115 2115 2115 2115 2115 2115 .2102 .1979a -a < 0.7 f = 0.7 x 2.65 = 1.855(MPa)的要求。7.47.o7 4stPciK6 47 1b荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算1 2345678191d.O7迎 0.28荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图245*25.65.6.图2.4荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.4可以看出，长期效应组合作用下没有出现拉应力满足公路钢筋混凝土及预 应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在长期效应组合下ai-a < 0的要 求c预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算1-0.8荷载短期效应组合作用下斜截面抗裂性验算见图2.5-0.8图2.5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0.7MPa，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合下预制构件 七0.5fk 0.5 2.65 1.325(MPa)的要求。(2)变形计算a挠度验算按短期效应组合并消除结构自重产生的位移，结构的位移见图2.6。2、成.56-0.0004" |-0.0010L789101112-0.0020-一-_ -0.0027-0.003013141511.18J19 20 21 -0.0010-0.0004-0.0020-0.0027图2.6短期效应组合并消除结构自重产生的位移图按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中的刚度并考虑挠度长期增长系 数(C50 为 1.425)，计算的挠度为:0.0030m 0.95 1.425 0.0045m L/600 0.0321m, 满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.5.3的要求。b预加力引起的反拱计算及预拱度的设置短期效应组合产生结构的位移见图2.7。-0.0212 -91011121314151617 一 -1"' 2021I 1 I I I""-0.004尸|-"-0.0105I-_'-0.0212-0.0283-0.0283图2.7短期效应组合产生的位移预加力产生的反拱值为0.0116m。从图2.8可知，在荷载短期效应组合下，跨中的最大挠度为0.0308m，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：0.0308m/0.95 X1.425 =0.0462m。预加力产生的最 大反拱值为0.0116m，预加力产生的反拱值长期增长系数为2.0，故0.0113m x2.0 = 0.0232m<0.0462m。因为由预加力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度，应设预拱度。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.5.5条预拱度为 0.0462m-0.0232m=0.023mo3. 持久状况应力验算(1)正截面混凝土的压应力验算正截面混凝土的压应力见图2.85.25.25.95.05.9图2.8正截面混凝土的压应力图9.20111从图2.8看出正截面混凝土的压应力最大值9.2MPa < 0.5农=。5 x 32.4 = 16.2(MPa),满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条的要求。(2)预应力钢筋拉应力验算预应力钢束拉应力见表2.3，从表中可以看出钢束拉应力满足公路钢筋混凝土及预 应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条钢绞线应力a +a < 0.65 f = 0.65x 1860 = 1209(MPa)的要求。钢束拉成力表表2.3钢束号最大应力容1 午最大拉应力i(MPa)(t-I11152GJ1209/J 11 /PZJAt,是211561209曰斜截面混凝土的主应力斜截面混凝土的主压和主拉应力见图2.9 :厂5.01-32 -3405.9-1.1-f-.6 -9.2-8.6"-_-8"-6 -5.98" -0.5 10-1-11 一 .1-12 f3? 14-05216-070 1090 2021"6.8-5.06-7.2图2.9斜截面混凝土的主压和主拉应力图从图2.9可以看出：混凝土的主压应力最大值 :9.2MPa < 0.6 f k= 0.6 x 32.4 = 19.44(MPa)，满足公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.6条的要求；混凝土的主拉应力最大为 l.lMPa，a tp < 0.5八=0.5 x 2.65 = 1.325(MPa)，可仅按构造规定设置箍筋。3.短暂状况应力验算短暂状况第二、三和第四施工阶段的应力见图2.10、2.11和2.12：00.02 -34.2.2顼.0243492449包02广琲顼.0215、1.,6L,2.41655(186.92i941'12029-.6.556.61.676.716111234 113L111166.411117191.71P-2021才61.9|6.692.2a. 669 110511912613114156.图2.10第二施工阶段应力图有3.13.43.1-6.1-11)Ft.941 6；1“ 一12331142.2166.焙176.61.916.691.7496 20211486189187189'212.4由禅.一56.410126.5港T4156.4.17-6.420214.82.823.743.66.44.85.24.85 6图2.11第三施工阶段应力图3.64.85.24.86.44.52.34.94.9图2.12第四施工阶段应力图从图2.10、2.11和2.12可以看出最大压应力：6.7MPa < 0.7f' = 32.4 x 0.75 x 0.7 = 17.01MPa满足满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥ck涵设计规范中7.2.8条a t < 0.70 f的要求；施工阶段没有出现拉应力。ccck2.2.2悬臂长为630mm的边板计算结果及结果分析1. 持久状况承载能力极限状态验算(1)正截面承载能力极限计算正截面承载能力极限计算见图2.13 :24132592111213149：!08,17一2(34189691084418 94 ""259215 -64114 8021062413259225922592图2.13正截面承载能力极限计算结果5.8 6-35.94.54.5由图12.13；可以看出*构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值卯正截面承载能1.1 LULU .U1 2 34567891011121314151617119 2021力极限状态满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中5.1.5款。4.2 4.93.54.94.54.93.54.94.05.8 6 96.26.16 9(2)受弯构件斜截面抗剪承载力验算验算距离支座中心h/2截面和腹板瓣变化处熊截面，验算结果见表2.42. 22. 42. 4.3.72. 02. 11 234567891011121314151617119 2021斜截面抗剪承载力验算结果表表2.4302.630.5.0验算位置6：64.55.5Vcs (kN)4VpJkN)3.8总抗力(kN)44.5.设计剪力(kN)55 VR/Vd624.8满足尺寸h/21176.5242.61419.0536.32.646是是腹板宽度变化处1287.3242.61529.846.83.299是是表中：vcs斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值,二一与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值。由表2.4可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)5.2.7和5.2.9的要求。2. 持久状况正常使用极限状态验算(1 )预应力混凝土构件截面抗裂验算1 2346789101112546366301638a荷载短期效应组合饵用下正截面抗裂性验算2106189420341314156411617304119 2021364847824189614802106259225922413113,1.,33.81.4.L -43.6.33.7.101112 _-11.35.9583.43494.539.11.91146.96.24.94.94.2.5J3.4一一 . H.1-.-._6$3L6J1516171S9*0213.'5"- -L0.6.14.6.9 L<95.6荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见凰芝144.2 5.94.55.54.55.63.46.23.42.31.613141516171.93.54.96.14.96.94.05.64.83.11.6119 20214.2&I-A8""5.4.P131011121n-_ _ 2.62.93.814.25-一二-5.589 N211 234567891011121314151617189 2021546366301 图2314荷载短期效应组合作用下抗裂性验算图«41304364546819I图 63884期XRn*r2用下L-<84m业641824从图即佥中可以菖出，短瞰应组合作用下没有出现拉应S满足4公路钢筋混凝1 234567891011121314151617119 2021土及预应力混凝土桥涵设计规范中62361条A类预应力构件在短期效应组合下4 74.54.2 5.83.86.35.05.65.54.5a -a 3.7f = 0.7履.65 = 1.855(MPa)的要求。s1.1 pc.1.6 tk1 23456789101112b荷载长期效应组合作用下正截面抗裂性验算4.2 4.94.94.55.8 c6.2荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.15图2.15荷载长期效应组合作用下抗裂性验算图从图2.15可以看出，长期效应组合作用下没有出现拉应力满足公路钢筋混凝土及 预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在长期效应组合下ai-a < 0的 要求。c预应力混凝土构件斜截面斜抗裂验算荷载短期效应组合作用下斜截面抗裂性验算见图2.16飞 "34_'_-搭""10 11 12 . ia -_T4 15_】广i 17 189 2o21/-0.9图2.16荷载短期效应组合作用下斜抗裂性验算图从图2.16可以看出，短期效应组合作用下斜截面主拉应力最大为0.9MPa,满足公 路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.3.1条A类预应力构件在短期效应组合 下预制构件 q < 0.5fk = 0.5 x 2.65 = 1.325（MPa）的要求。（2）变形计算a挠度验算按短期效应组合并消除结构自重产生的位移，结构的位移见图2.17。1 2、'34 .一 56-0.0004 J -0.0010-0.80021 -91-一011121二314-0.0028-0.00311718 19 20 21.l-0.0004-0.00100021-0.0028图2.17短期效应组合并消除结构自重产生的位移图按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中的刚度并考虑挠度长期增长系 数（C50 为 1.425），计算的挠度为：0.0031m:0.95x 1.425 = 0.0047m < L/600 = 0.0321m ，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.5.3的要求。b预加力引起的反拱计算及预拱度的设置短期效应组合产生结构的位移见图2.18。1 10*038 5. 6 7-0.0091 L .|-0.0184 "-1.101121315§1I .''-0.0091 l-_'-0.0184-0.0246-0.0268-0.0246图2.18短期效应组合产生的位移预加力产生的反拱值为0.0143m。从图2.8可知，在荷载短期效应组合下，跨中的最大挠度为0.0268m，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：0.0268m/0.95x1.425 = 0.0402m。预加力产生的最 大反拱值为0.0143m,预加力产生的反拱值长期增长系数为2.0，故0.0143mx2.0 = 0.0286m<0.0402m。因为由预加力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长 期挠度，应设预拱度。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.5.5条 预拱度为 0.0402m-0.0286m=0.0116mo3. 持久状况应力验算(1)正截面混凝土的压应力验算正截面混凝土的压应力见图2.196.46.47.27.21图00202.19正截面混凝土的压应力图2"77一10111从图2.19看出正截面混凝土的压应力最大值7.7MPa < 0.5农=0.5 x 32.4 = 16.2(MPa), 满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条的要求。(2)预应力钢筋拉应力验算预应力钢束拉应力见表2.5，从表中可以看出钢束拉应力满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.5条钢绞线应力。+。 0.65 f 人=0.65x 1860 = 1209(MPa)的要求。钢束拉成力表表2.5钢束号最大应力容1 午最大拉应力i(MPa)(t-I111420)1209/J 11 /PZJAt,是211551209曰斜截面混凝土的主应力斜截面混凝土的主压和主拉应力见图2.20 :从图2.20可以看出：混凝土的主压应力最大值 :7.7MPa < 0.6农=06 x 32.4 = 19.44(MPa)，满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中7.1.6条的要求；混凝土的主拉应力最大为l.lMPa，a迅< 0.5 f = 0.5 x 2.65 = 1.325(MPa)，可仅按构造规定设置箍筋。3.短暂状况应力验算短暂状况第二、三和第四施工阶段的应力见图2.11、2.12和2.13：828.2848.4181 o16 1厂T.86 1.60 10 11 11 12 12 13 13 14 14.6:.8:.611-13 .616-148.48.4腺洛189182022021 一L&lMo 盘 8.28.220216.28.2图2.21第二施工阶段应力图8.4 7.67.37.68.48.2-34.8.18.1厂Hi0 6 617117150 .681.711.17 -.21.812.121011121.813141.82.11.8-7驾-7.37.37107.17.1117.3148.28.26.18.18.22.32.3 2.02.0评朝免囤囤5 5 6JT-2.82.87782.4.6.16.15 65.45.45.43.8熙应2 4第三施工阶段应力图l9 - 109 3.810苜 12 1 n 1-3|11 4.11213 144.2 94.23.81.2 11158.18.120218.22.82.85.98.115一 15.16162.85.141f5.45-34.25.42.646.216.22.02.0 2.12.117 17 11B 1 成0220211*.174.7 189 021-4.76.2图2.23第四施工阶段应力图从图2.21、2.122和2.23可以看出最大压应力：8.2MPa <0.7f.32.4x0.75x0.7 = 17.01MPa满足满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 ck涵设计规范中7.2.8条a t < 0.70 f，的要求；施工阶段没有出现拉应力。 ccck2.2.3悬臂长为零的边板计算结果及结果分析1.持久状况承载能力极限状态验算（1）正截面承载能力极限计算正截面承载能力极限计算见图2.2 :19758910111213146 一 _306!396：3214211526142347111122111111221111975.189彳)0/1738211121112111图2.24正截面承载能力极限计算结果由图2.24可以看出，构件承载力设计值大于作用效应的组合设计值，正截面承载能6.67.06.65.2一一43 一一一 5.2 一E3.61.8189 20212.94.3力极限状态满足）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.中5.1.54款。1.21 23456789100117121314151617（2）.受穹构件斜截面抗剪承载力验算3：；2.5364.5 5.44.8.4.85.5验算距离支座中心h/2截面和腹板宽度变化处的截面，验算结果见表2.6斜截面抗剪承载力验算结果表2.2表2.6220验算位置5Vcs (kN)Vpb(kN9)C 1总抗力(k1N)1.8_设计剪力州）C 1VR/Vd6满足1h-389尺寸21h/2.54.21193.122.13.1185.72.81378.92.13.1440.73顼 _ _434.1294是'：7曰是腹板宽度变化处1290.8185.71476.5369.53.996是是表中：Vcs斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值，Vpb与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值。由表2.6可以看出，构件斜截面抗剪承载力大于作用效应的组合设计值，斜截面抗剪承载能力极限状态满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）5.2.7和5.2.9的要求。2. 持久状况正常使用极限状态验算11（5虻）预应力混凝土构件截面抗裂验耸1112a荷载短期效应组合作用下正截面抗裂性验算197521112111211168912136321423211114154741112211116211766641975189 20213001738荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.31-321534.8 .14.1.匚35r - 303.093.2.5.4 660-91.7_!- -8- L3.84.8 4716307.4.036.3. 1-900.一 10。171/ 112 一 -11.126692689, 93 _ 12.-131423.76325 154.8 4744,1635.5 664.6：8IM .3 3002021111211121738 19751975 1738图2.25荷载短4期效应组合作用下抗裂4性佥算图21112111211121112111从图2.25中可以看出，短期效应组合作用下没有出现拉应力满足公路钢筋混凝3.94.34.74.33.98293.23.2292.5 2.92.92§01土及预应力混凝土桥涵设计规范中6.31710条税类预应力构件在短期交效应组合足5.23.84.02. 3.91专.372 电阿T 0.7 f = 047x82.65 = 3.855(MPay.的要求。1&2 闿c 4：85 tk 6789100.1712b荷载长期交攵应组合作用下正截面抗裂性验算5.4.2.13.93.1131.23.75.2143.42.84.2152.54.8164.011.793.65.53.63. 1.81189 20212.94.3荷载短期效应组合作用下抗裂性验算见图2.263.-二_-3.-4-'4.2,_-5；4.- 2.13.1A5.4.6701111