预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m组合箱梁计算书
目 录
1 计算依据与基础资料 .................................. 1
1.1 标准及规范 ............................................................................................................................. 1
1.1.1 标准 ............................................................................................................................. 1 1.1.2 规范 ............................................................................................................................. 1 1.1.3 参考资料 ..................................................................................................................... 1 1.2 主要材料 ................................................................................................................................. 1 1.3 设计要点 ................................................................................................................................. 2
2 横断面布置 .......................................... 2
2.1 横断面布置图 ......................................................................................................................... 2 2.2跨中计算截面尺寸 .................................................................................................................. 3
3 汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算 ................... 3
3.1 汽车荷载横向分布系数计算 ................................................................................................. 3
3.1.1 刚性横梁法 ................................................................................................................. 3 3.1.2 刚接梁法 ..................................................................................................................... 6 3.1.3 铰接梁法 ................................................................................................................... 10 3.1.4 比拟正交异性板法（G-M法） ................................................................................ 13 3.1.5 荷载横向分布系数汇总 ........................................................................................... 16 3.2 剪力横向分布系数 ............................................................................................................... 16
3.3 汽车荷载冲击系数?值计算 ............................................................................................... 17
3.3.1汽车荷载纵向整体冲击系数? ................................................................................ 17 3.3.2 汽车荷载的局部加载的冲击系数 ........................................................................... 17
4 主梁纵桥向结构计算 ................................. 17
4.1箱梁施工流程 ....................................................................................................................... 17 4.2 有关计算参数的选取 ......................................................................................................... 18 4.3 计算程序 .............................................................................................................................. 19 4.4 持久状况承载能力极限状态计算 .................................................................................... 19
4.4.1 正截面抗弯承载能力计算 ....................................................................................... 19 4.4.2 斜截面抗剪承载能力计算 ....................................................................................... 19 4.5 持久状况正常使用极限状态计算 ..................................................................................... 20
4.5.1 抗裂验算 ................................................................................................................... 20 4.5.2 挠度验算 ................................................................................................................... 22
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4.6 持久状况和短暂状况构件应力计算 ................................................................................ 23
4.6.1 使用阶段正截面法向应力计算 ............................................................................... 23 4.6.2 使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算 ........................................................... 24 4.6.3 施工阶段应力验算 ................................................................................................... 25 4.7 中支点下缘配筋计算 ......................................................................................................... 26 4.8 支点反力计算 ...................................................................................................................... 27 4.9 其他 ....................................................................................................................................... 27
5 桥面板配筋计算 ..................................... 28
5.1 荷载标准值计算（弯矩） ................................................................................................... 28
5.1.1 预制箱内桥面板弯矩计算 ....................................................................................... 28 5.1.2 现浇段桥面板弯矩计算 ........................................................................................... 30 5.1.3 悬臂段桥面板弯矩计算 ........................................................................................... 32 5.2 荷载标准值计算（支点剪力） ........................................................................................... 34
5.2.1 预制箱内桥面板支点剪力计算 ............................................................................... 34 5.2.2 现浇段桥面板支点剪力计算 ................................................................................... 34 5.3 持久状况承载能力极限状态计算 .................................................................................... 35
5.3.1 预制箱内桥面板承载能力极限状态计算 ............................................................. 35 5.3.2 现浇段桥面板承载能力极限状态计算 ................................................................. 37 5.3.3 悬臂段桥面板承载能力极限状态计算 ................................................................. 38 5.4 持久状况抗裂计算 .............................................................................................................. 41
5.4.1 预制箱内桥面板抗裂计算 ....................................................................................... 41 5.4.2 现浇段桥面板抗裂计算 ........................................................................................... 42 5.4.3 悬臂段桥面板抗裂计算 ........................................................................................... 44
6 横梁计算 ........................................... 46
6.1 跨中横隔板计算 ........................................................................................................... 46 6.2 端横梁、中横梁计算 ................................................................................................... 50
7 附图 ............................................... 51
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预应力混凝土公路桥梁通用设计图成套技术
通用图计算书
（30m装配式预应力混凝土连续箱梁）
1 计算依据与基础资料 1.1 标准及规范 1.1.1 标准
?跨径：桥梁标准跨径30m；跨径组合5×30m(正交)； ?设计荷载：公路－Ⅰ级；
?桥面宽度：（路基宽28m，高速公路），半幅桥全宽13.5m， 0.5m(护栏墙)+12.0m(行车道)+ 1.0m波型护栏)＝13.5m； ?桥梁安全等级为一级，环境条件Ⅱ类。 1.1.2 规范
?《公路工程技术标准》JTG B01-2003
?《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2004（简称《通规》） ?《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《预规》） 1.1.3 参考资料
?《公路桥涵设计手册》桥梁上册（人民交通出版社2004.3） 1.2 主要材料
1）混凝土：预制梁及现浇湿接缝、横梁为C50、现浇调平层为C40； 2）预应力钢绞线：采用钢绞线?s15.2，fpk?1860MPa，Ep?1.95?105Mpa 3）普通钢筋：采用HRB335，fsk?335MPa，ES?2.0?105Mpa
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1.3 设计要点
1）本计算示例按后张法部分预应力混凝土A类构件设计，桥面铺装层80mmC40混凝土不参与截面组合作用；
2）根据组合箱梁横断面，采用荷载横向分布系数的方法将组合箱梁简化为单片梁进行计算，荷载横向分配系数采用刚性横梁法、刚（铰）接梁法和比拟正交异性板法（G-M法）计算，取其中大值进行控制设计。
3）预应力张拉控制应力值?con?0.75fpk，混凝土强度达到90％时才允许张拉预应力钢束;
4）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时张拉锚固龄期为7d; 5）环境平均相对湿度RH=80％; 6）存梁时间为60d。 2 横断面布置 2.1 横断面布置图 单位：m 中交第一公路勘察设计研究院 2 预应力混凝土公路桥梁通用图设计成套技术 30m组合箱梁计算书 2.2跨中计算截面尺寸 单位：mm 边、中梁毛截面几何特性 表2 梁号 面积几何特性 边梁 抗弯弹性模量截面重心到顶板距离yx?m? 0.550 面积中梁 抗弯弹性模量截面重心到顶板距离yx?m? 0.553 Am2 1.2853 ??Im 0.3946 ??4Am2 1.2729 ??Im4 0.394 ??3 汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算 3.1 汽车荷载横向分布系数计算 3.1.1 刚性横梁法 1） 抗扭惯矩计算
宽跨比B/L＝13.5/30＝0.45≤0.5,可以采用刚性横梁法。 荷载横向分布系数计算时考虑主梁抗扭刚度的影响，抗扭刚度采用
n4?2??cibiti3 计算，计算采用以下简化截面（单位mm）公式 IT＝： dsi＝1??t 中交第一公路勘察设计研究院 3