整体式钢筋混凝土简支板桥设计计算书

整体式钢筋混凝土简支板桥设计

一、 设计标准

1、 公路等级：二级公路 2、 设计速度：60km/h 3、 路基横断面 1）车道宽度：3.5m 2）车道数：双向2车道 3）右侧硬路肩宽：0.75m 4）左侧硬路肩宽度：0.75m 5）土路肩：0.75m 4、 汽车荷载：公路Ⅱ级 5、 标准跨径：Lk6m

6、 桥梁横断面

护轮安全带宽0.25m+硬路肩0.75m+2个行车道7m（20.35m）+ 硬路肩0.75m+护轮安全带宽0.25m

7、 桥面铺装为厚H0.07m水泥混凝土铺装。

二、 基本资料

1、 安全等级：本桥为小桥，安全等级为三级，结构重要性系数为00.9； 2、 环境条件：Ⅰ类，最小混凝土保护层厚度30mm； 3、 材料

1） 混凝土：C25

fck16.7MPa，fcd11.5MPa，ftk1.78MPa，ftd1.23MPa， Ec2.8104MPa；

2） 钢筋

受力主筋：HRB335，fsd280MPa，Es2.0105MPa，b0.56 分布钢筋：R235，直径10mm。

三、 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）

3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

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4、许光辉，胡明义. 公路桥涵设计手册. 梁桥(上册). 人民交通出版社，2000年7月

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四、 主要尺寸拟定

1、 支承宽度：b00.29m 2、 伸缩缝宽度：0.01m 3、 板长：5.98m=6-20.01

4、 计算跨径：l5.982(0.29/2)5.69m 5、 净跨径：l05.9820.295.40m 6、 行车道板厚：h0.32m 7、 护轮安全带高度：0.28m 详细尺寸见板桥的一般构造图。

五、 作用及作用效应计算

（一） 永久作用及其作用效应

本桥考虑的永久作用为结构的自重（即板的自重）与桥面铺装的附加重力。 1、 每米宽板带的延米重力

g111h25kN/m31m0.32m=8kN/m;

其中：1为钢筋混凝土板的容重，由《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）条文说明永久作用部分取25kN/m3。 2、 每米宽板带的桥面铺装延米重力

g221h24kN/m31m0.07m=1.68kN/m;

其中：2为水泥混凝土路面的容重，由《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）条文说明永久作用部分取24kN/m。 3、 安全带自重分配到每米宽板带的延米重力

g3110.250.282/(8.50.252)2510.250.282/9=0.39kN/m;3

4、 每米宽板带的永久作用总集度

gg1+g2+g3=8+1.68+0.39=10.07kN/m;

5、 每米宽板带的永久作用效应

1) 跨中弯矩：M12,G121gl10.075.69240.76kNm； 88

2) 支点剪力：Q0,G11gl010.075.427.19kN。22

单位：cm

（二） 可变作用及其作用效应

本桥涵考虑的可变作用为汽车荷载与汽车冲击力。 1、 汽车荷载的冲击系数

1） 每米宽板带的截面惯性矩

I111h310.3230.0027307m4 12122） 每米宽板带的延米质量

mcg11039.8181039.81815.5kg/m 3） 每米宽板带的基频

f2l2EcImc25.69214.8484Hz4）

2.810100.0027307 815.5根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），则汽车冲击系数0.45

5） 动力系数取值：1.3

2、 车道折减系数：

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），双车道不折减

1

3、 板的有效工作宽度

1）车辆荷载后轮着地长度a20.20m，宽度b20.60m，则

a1a22H0.2020.070.34m； b1b22H0.6020.070.74m。

2）车轮作用在跨径中间的有效分布宽度计算

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简支板桥横桥向设计车道数为2，布置双列车辆荷载，四个车轮，车轮间距有1.8m和1.3m两种情况。

由于

1.8m-0.74m<(l35.6931.897m) 1.3m-0.74m<(l35.6931.897m)

则横桥向各车轮的有效分布宽度均已重叠。

A）按中载时（如图所示）

114bb1dl0.74(1.81.31.8)5.697.54m33

2ld(3.794.98.69m)3则4b8.69m。

平均到单个车轮，则有效工作宽度为 b8.69/42.17m。

B）按偏载时（如图所示）

114bb1d0.5l0.74(1.81.31.8)0.55.697.09m66

2ld(3.794.98.69m)3 则4b8.69m。

平均到单个车轮，则有效工作宽度为b8.69/42.17m。

C）板的有效工作宽度取为b2.17m

bb行车方向行车方向

3）车轮作用在板的支承处的有效工作宽度

b'b1h0.740.321.06m 6） 车轮靠近板的支承处的有效工作宽度

bxb'2x

7） 板的有效宽度沿跨长方向的变化情况如下图：

行车方向

4、 汽车荷载效应计算 1） 车道荷载

均布荷载：qk0.7510.57.875kN/m

集中荷载：pk180(5.695)/(505)*(360180)182.76kN 2） 每米宽条上的车道荷载

有了板的有效工作宽度以后，将布于沿跨径方向的车道荷载除以相应位

置的有效工作宽度，作为每米宽简支板上分配的车道荷载来计算板的内力。（注意：一个车道荷载相当于一个车队，在横向布置两列车轮）

qk7.8751.81kN/m 2b22.17P182.76 P=k42.05kN

2b22.17q7.875支点部分： q'k'3.17kN/m

2b21.06P182.76 P'=k'103.45kN。

2b21.06跨中部分： q3） 汽车荷载效应（不考虑冲击系数）

跨中弯矩：

11l1M12,qql22(q'q)xxP6428115.69111.815.6922(3.711.81)0.560.5642.05642867.24kNm 支点剪力：

1'Q0,qP'ql02(qq)x/2/221 1103.451.815.42(3.711.81)0.56/2/2

2108.87kN（三） 每米宽板带作用效应组合

1、 承载能力极限状态作用效应组合

基本组合为

M12,ud1.2M12,G1.4(1)M12,q1.240.751.4(10.45)67.24 185.40kNmQ0,ud1.2Q0,G1.4(1)Q0,q

1.227.191.4(10.45)108.87 253.63kN2、 正常使用极限状态作用效应组合

短期效应组合为

M12,sdM12,G0.7M12,q

40.750.767.24 87.82kNmQ0,sdQ0,G0.7Q0,q27.190.7108.87 103.39kN长期效应组合为

M12,ldM12,G0.4M12,q

40.750.467.24 67.646kNmQ0,ldQ0,G0.4Q0,q27.190.4108.87 70.73kN六、 截面设计与验算

（一） 持久状况承载能力极限状态设计—正截面承载力计算

1、 控制截面：跨中截面； 2、 截面设计

1） 本桥为I类环境条件，绑扎钢筋骨架，假设as25mm，则截面有效

高度为

h0has32025295mm

2） 求受压区高度x

xh0h0220M12,udfcdb b为单位板宽,为1m20.9185.40100011.5100054.15mm<bh00.56295165.2mm2952952

3） 求钢筋面积

Asfcdbx11.5100054.152224.22mm2fsd280

4） 选择并配置钢筋

构造要求：受力主钢筋的直径不宜小于10mm，间距不大于200mm，一般也不宜小于70mm。

选择HRB335钢筋：公称直径d20mm，外径d22.7mm 钢筋间距选为125mm，则根据《结构设计原理》（叶见曙主编）附表1-7可知，每米宽板内实际钢筋面积为As2513mm2。

d20mm钢筋的混凝土保护层厚度C=max30mm

规范规定最小值：30mm实际 asC+d23022.7241.35mm，取as45mm 实际h0has32045275mm 配筋率为

As25130.9134%bh01000275 满足要求。 0.2%minminftd0.2%1450.198%f100sd3、 截面复核

1） 求实际受压区高度x

xfsdAs280251361.186mm<bh00.56275154mm fcdb11.510002） 求极限弯矩

Mufcdbxh0x211.5100027561.1862=171.97KNm0Mud0.9185.4166.86KNm

满足要求。

4、 边缘板带跨中钢筋的布置

构造要求：边缘板带主钢筋数量较中间板带（板宽2/3范围内）增加15%。

钢筋截面积为：2513(115%)2889.95mm2

根据《结构设计原理》（叶见曙主编）附表1-7，边缘板带主钢筋间距取

110mm，每米宽板内实际钢筋面积为2855mm2，与2889.95mm2相差在5%以内，满足要求。 5、 安全带宽度内钢筋的布置

由于安全带宽度内，自重较大，则主钢筋间距取70mm，主钢筋与板边缘的间距为40mm，边缘钢筋混凝土保护层厚度为40-22.7/2=28.65mm。 6、 板内跨中截面钢筋布置见钢筋构造图。

（二） 持久状况承载能力极限状态设计—斜截面承载力计算

按构造进行配筋设计即可满足。

构造要求：主钢筋可在跨径的1/4~1/6处按450或300弯起，但通过支点不弯起的主钢筋每米板宽内应不少于3根，并不少于主钢筋面积的1/4。 针对本桥，41根主筋通过支点截面，36根主筋弯起，具体情况见图纸。

（三） 持久状况正常使用极限状态设计 1、 缝宽度验算

1）钢筋表面影响系数：主筋为HRB335带肋钢筋，C11.0 2）作用长期效应影响系数：C210.5M12,sdM12,ld10.587.821.649

67.6463）与构件受力性质有关的系数：本桥为板式受弯构件，C31.15 4）纵向受拉钢筋配筋率：本桥截面无受拉翼缘，hf0

As25130.9134%0.02，取0.9134%

bh0(bfb)hf10002755）由作用短期效应组合引起的开裂截面纵向受拉钢筋在使用荷载作用

Msd87.82106下的应力：ss146.066MPa

0.87Ash00.8725132756）纵向受拉钢筋的直径：本桥截面纵向受拉钢筋均为同一直径，

d20mm 7）最大裂缝宽度计算

WfkC1C2C3Es0.2810146.06630201.01.6461.15

2.01050.28100.0091340.187mm<Wfk=0.2mmss30d满足要求。

2、 变形验算

1）开裂截面的截面特性

Es2.0105（1） 截面换算系数：Es7.143

Ec2.8104（2） 开裂截面换算截面受压区高度

2bh0x11bEsAs7.14325132100027511

10007.143251383.02mmsEAs（3） 开裂截面换算截面惯性矩

12Icrbx3EsAsh0x312100083.0237.143251327583.02 3190733479.87661584182.68.523108mm4（4） 开裂截面抗弯刚度

BcrEcIcr2.81048.5231082.38641013Nmm2

2）全截面换算截面的截面特性

（1） 全截面换算截面面积

A0bhEs1As10003207.14312513 335437.36mm2（2） 全截面换算截面受压区高度



12bhEs1Ash02xA01100032027.14312513275 2335437.36512000004245273.725335437.36165.29mm（3） 全截面换算截面惯性矩

121I0bh3bhhxEs1Ash0x122211100032031000320320165.29122 7.14312513275165.292.925109mm4（4） 全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩

I02.925109W01.89107mm3

hx320165.2922

2730666666.78954912185808438.7（5） 全截面换算截面的面积矩

11S0bx21000165.2921.366107mm3

22（6） 全截面抗弯刚度

B00.95EcI00.952.81042.9251097.781013Nmm2

（7） 塑性影响系数

2S021.3661071.4455 7W01.89103）开裂弯矩

McrftkW01.44551.781.891074.863107Nmm=48.63KNm

4）开裂构件的抗弯刚度

BB022McrMcrB01MMBsdsdcr7.781013 221348.6348.637.781011387.822.38641087.823.031013Nmm25）挠度长期增长系数

本桥采用的混凝土为C25，故θ1.65 6）构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值

5Msdl2lθ48B587.82105.6910483.03101316.13mm6321.65

7）构件在结构自重作用下跨中截面的长期挠度值

5MGl2Gθ48B5487.484mm87.8240.751065.691033.03101321.65

8）按可变作用频遇值计算的长期挠度值

l5.69103QlG16.137.4848.646mm<9.483mm

600600满足要求 9）预拱度设值

l5.69103l16.13mm>3.556mm ，故跨中截面不设预拱度。

16001600（四） 短暂状况构件应力验算

本桥为现场整体浇筑，无需进行短暂状况构件应力验算。

七、 分布钢筋构造布置

构造要求：

1、 直径不小于8mm； 2、 间距不应大于200mm；

3、 截面面积不宜小于板截面面积的0.1%； 4、 在所有主钢筋的弯折处均应设置。 对于本桥，分布钢筋的具体布置见钢筋构造图。

附件：图纸 需进一步的工作： 1、 图的绘制；

2、 图形的绘制 1） 一般构造图 2） 钢筋图

3、 4、 5、

友情提示：方案范本是经验性极强的领域，本范文无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用。

6、 7、 8、

1）