整体式简支板桥设计计算书整体式钢筋混凝土空心简支板设计计算书一、技术标准1、 设计荷载：行车道：城-A 级 人行道：3.0KN/m 2 2、 桥长：根据实际情况及《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60—2004 第3.2.5条的新建桥梁跨径的要求，确定为跨径等于14.5m 的单跨钢筋混凝土空心简支板桥。
桥梁全长43.5m ，跨径组合为三等跨3×14.5m 。
3、桥面宽度：桥全宽20m ，中间双向四车道,两侧人行道桥面横向布置为：2×4 +12 =20 m4m 人行道+12m 机动车道+4m 人行道4、 桥面横坡：双向1.5%5、 人行道横坡：1.5%6、 设计安全等级： 二级7、 结构重要系数： 0.1=o γ8、 主要设计材料：（1）混凝土强度等级：主梁拟用Ｃ30；MPa f ck 1.20=MPaf tk 01.2=MPaf cd 3.14=MPa f td 43.1=MPa E c 41000.3⨯=混凝土容重ｒ＝24kN/m3，钢筋混凝土容重ｒ＝25kN/ m3。
（2）钢材初步选取：直径大于或等于12mm 时采用HRB335级，指标： MPa f yk 335= MPa f f y y 300'== MPa E s 5100.2⨯=直径小于12mm 时采用HPB235级钢筋，指标：MPaf yk 235=MPa f f y y 210'==MPa E s 5101.2⨯=9、 设计依据：（1）《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60—2004（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004 （3）城市桥梁设计荷载标准《CJJ 77－98》二、结构简介：三等跨混凝土简支空心板桥，桥梁全长3×14.5m=43.5m ，桥面宽度20m 。
施工方式为整体式现浇，在已有桥墩上设置支座。
桥面横坡1.5%，梁高80cm ，顶板厚10cm ，底板厚10cm ，隔板厚度15cm 。
隔梁及空心由跨中向支座对称布置，空心长度1m ，间距18cm ，横隔梁厚度为15cm ，两端设有端横隔梁，。
计算跨径:()n o l l 05.1m in l ；计=mm l o 1190040011500=+=mm l n 12990129011700=+=故: ()()mm l l n o 124951190005.112990m in 05.1m in l =⨯==；；计 三、几何特性计算截面面积：A=15.8425-25×0.282744=8.7739m ² 惯性矩： I=0.8437-25×0.0063=0.68624m四、主梁内力计算(一)、恒载内力计算①恒载集度主梁：kN/m 219.347525.08.7739g 1=⨯=横隔板:kN/m36.36495.120.2525)915.0282744.02565.1282744.0(g 2=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=栏杆: kN/m 725.3g 3=⨯= 人行道: kN/m 7422548.1g 4=⨯⨯= 桥面铺装: kN/m 2361.95231407.4g 5=⨯= 合计: 460kN/m kN/m 9436.458g ≈=②恒载作用下梁产生的内力计算:g=460kN/mMxg=460kN/mxBAkN l g R R B A 85.28732495.1246021=⨯=⋅==)(222x l xg x x g x l g M x -⋅⋅=⋅⋅-⋅⋅=)2(22x l gx g l g Q x -⋅=⋅⋅-⋅=恒载内里 计算结果：内力 截面剪力Q (kN)弯矩M （kN ·m ）0=χ2873.85 0 12375.34==lχ 1436.9256732.892 2475.62==lχ8977.189(二)、活载内力计算采用直接加载求活载内力，公式为：i i i y P m S ∑⋅⋅⋅⋅+=ξμ)1(S ——所求截面的弯矩或剪力；μ——汽车荷载冲击系数，据《通规》基频公式：ccm EI l f 212π=g G m c =式中 l —结构计算跨径(m);E—结构材料的弹性模量（N/㎡）,c I —结构跨中截面惯矩（4m ）；c m —结构跨中处的单位长度质量（kg/m ）； G —结构跨中处延米结构重力（N/m ）；g —重力加速度，g=9.81(m/s ²)⎩⎨⎧><=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=HZ HZ HZ f 5.1145.9104161.26281.96862.010100.3495.12214.336421据《通规》4.3.2条，38.00157.0ln 1767.0=-=f μξ——多车道桥涵的汽车荷载折减系数;本桥面为双向四车道，但实际上横向仅能布置三车道，故ξ=0.78；im ——沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数，整体式现浇板im =1.0；i P ——车辆荷载的轴重或车道荷载；i y ——沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。
1、跨中截面AB跨中弯矩影响线12.49512.495/4140kN22.5kN/mm kN M q ⋅=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=2.4248)4495.12495.125.224495.12140(378.038.1mkN M ⋅=⨯⨯⨯⨯=8.936)4495.12495.1240.3(2人AB37.5kN/m140kN12.4951/21/2kNQ q 2.415)495.125.05.375.0140(378.038.13=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=kNQ 5.37)495.125.043(23=⨯⨯⨯⨯=人2、支点截面 m kN M q⋅=01.0B支点截面处剪力影响线140kN37.5kN/m12.495kNQ q 7.1208)495.1215.05.371140(378.038.1=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=kNQ 0.150)495.1215.040.3(2=⨯⨯⨯⨯⨯=人(三)、内力组合序号 荷载类别 弯矩 (KN/m) 剪力(KN)梁端支座跨中 梁端支座 跨中 ① 恒载 08977.22873.9②车道荷载0 4248.2 1208.7 415.2③ 人群荷载 0 936.8 150.0 37.5④ 1.2×① 0 10772.7 3448.7 0⑤1.4× (②+③) 0 7259.0 1902.2 633.8⑥ ④+⑤0 18031.7 5350.9 633.8五、截面设计及强度复核（一）正截面设计：以跨中截面为控制截面, 据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004第9.1.1条, 板底主筋保护层厚度30m, 由于荷载较大， 拟配双层筋，则取:,55mm a s =800-55=745mm1、判断截面类型:m KN mKN h h h b f f o fcd ⋅>⋅=-⨯⨯⨯⨯=-⋅⋅7.1803119877)210.0745.0(10.020103.14)2(3''故属第一类受弯截面2、求受压区高度X据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJD62—2004公式5.2.2—1：)2(0xh x b f M cd d -⋅⋅⋅=⋅ογ即：)2745.0(20103.147.180310.13xx -⨯⨯⨯⨯=⨯整理：065332246.0745.05.02=+-χχ解得：⎩⎨⎧==mm 093570412.0)(396.121χχ大于梁高，不满足要求3、求钢筋面积SA28.89203300570412.93200003.14mm f x b f A y cd s =⨯⨯=⋅⋅=选用451根直径16mm 的HRB335级钢筋（分两层，底层285根，二层166根），其面积为S A =90696.12mm⎪⎩⎪⎨⎧=>>≈⨯-⨯=%215.045%2.0%158.1282744250687.745200001.90696y t sv f f ρ 结论：满足最小配筋率的要求。
55.0243.03.14300%158.1=<≈⨯=b ξξ结论：满足适用条件要求。
（二） 斜截面设计1、截面尺寸复核：据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004 第5.2.9条：kN V d 9.53509.53500.1=⨯=⋅ογkNAf k cu 7.21881)282744251.74520000(301051.01051.03,3=⨯-⨯⨯⨯⨯=⋅⨯-- 其中： d V — 验算截面处由作用（或荷载）产生的剪力组合设计值（kN ）；结论：截面尺寸符合设计要求。
2、检查是否需要根据计算配置箍筋：据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004第5.2.10条：kN V d 9.53509.53500.1=⨯=⋅ογKNA f otd 5.1.7001)282744251.74520000(43.125.11050.01050.0323=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯--α其中：2α— 预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件为1.0；td f — 混凝土抗拉强度设计值；1.25—板式受弯构件提高系数；结论：可不进行斜截面抗剪承载力的验算。
六、板梁的正常使用极限状态验算： （一）、板梁的施工阶段应力复核：由于采取整体现浇法施工，无需吊装，不用进行施工阶段应力复核。
（二）、板梁的最大裂缝宽度验算:据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004第6.4.3条，最大裂缝宽度计算公式:)1028.030(321ρσ⋅++⋅⋅⋅⋅=dE C C C W sssfk1C—钢筋表面形状系数，带肋钢筋，取1.0； 2C — 作用（或荷载）长期效应影响系数，43845.19.120683.105835.015.012=⨯+=+=s l N N C 其中：短期效应组合：m KN N s ⋅=⨯+⨯+=9.120688.9360.138.12.42487.02.8977长期效应组合:mKN N l ⋅=⨯+⨯+=3.105838.9364.038.12.42484.02.89773C —与构件受力有关的系数，钢筋混凝土板式受弯构件取1.15；ss σ—钢筋应力,按《桥规》JTJ D62—2004第6.4.4条计算;2876.205)93.54800(1.9069687.0109.1206887.06=-⨯⨯⨯==os s ss h A M σd —钢筋换算直径;596.23)2225(104)2225(104222=+⨯+⨯==∑∑ii i dn d n d i据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ D62—2004第6.4.2条，钢筋混凝土构件容许最大裂缝宽度： =0.20mm)01158.01028.01630(100.22876.20515.143845.10.15⨯++⨯⨯⨯⨯⨯=fk W =0.197mm< []mm W 2.0=结论：板梁的最大裂缝宽度满足规范要求。