在现代桥梁工程中,整体现浇板桥因其结构整体性强、施工方便、耐久性好等优点,被广泛应用于城市道路、乡村公路以及轻型交通荷载的桥梁建设中。本文将围绕“整体现浇板桥”的设计与计算过程进行详细阐述,旨在为相关工程技术人员提供参考依据。
一、工程概况
本项目为一座跨径为12米的简支整体现浇板桥,桥面宽度为8米,采用C30混凝土浇筑,主筋为HRB400级钢筋。桥梁设计荷载为公路—Ⅱ级,桥面铺装采用沥青混凝土,桥台为重力式桥台,基础为扩大基础。该桥位于城市次干道上,交通流量适中,设计使用年限为50年。
二、结构布置与截面设计
1. 桥梁跨径布置
桥梁采用单跨简支结构,跨径为12米,两端设伸缩缝,以适应温度变化和车辆荷载引起的变形。
2. 板厚确定
根据规范要求及经验公式,结合荷载作用下的弯矩和挠度控制,确定板厚为250mm,满足强度和刚度要求。
3. 配筋设计
主梁纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,间距为150mm,布置于板底,确保抗弯能力。横向分布钢筋采用HPB300级钢筋,间距为200mm,用于分散局部荷载并增强结构整体性。
三、荷载计算
1. 恒载
- 板自重:按250mm厚计算,单位面积重量为6.25kN/m²
- 桥面铺装:沥青混凝土厚度为8cm,单位面积重量为2.4kN/m²
- 人行道及栏杆:按1.5kN/m考虑
合计恒载标准值为10.15kN/m²。
2. 活载
根据《公路桥涵设计通用规范》,公路—Ⅱ级车辆荷载作用下,汽车荷载标准值为32kN/m²,考虑冲击系数后取35kN/m²。
四、内力计算
采用弹性理论方法对板桥进行内力分析,计算主要考虑以下几种工况:
1. 恒载作用下的弯矩与剪力
弯矩最大值出现在跨中位置,约为120kN·m;剪力最大值出现在支座附近,约为60kN。
2. 活载作用下的弯矩与剪力
在最不利荷载组合下,跨中弯矩约为180kN·m,支座剪力约为90kN。
3. 组合内力
考虑恒载与活载的组合,跨中最大弯矩为300kN·m,支座最大剪力为150kN。
五、结构验算
1. 正截面承载力验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,计算截面抵抗矩,验证是否满足承载力要求。经计算,所选配筋满足正截面抗弯要求。
2. 斜截面抗剪验算
结合剪力值及混凝土抗剪强度,计算截面抗剪承载力,结果表明结构具备足够的抗剪能力。
3. 裂缝宽度验算
按照规范要求,控制裂缝宽度不超过0.2mm,通过合理配筋与混凝土保护层厚度的设计,确保结构安全与耐久性。
六、结论
通过对整体现浇板桥的结构设计、荷载计算、内力分析及结构验算,得出该桥在各项指标上均满足设计要求,能够安全、稳定地投入使用。在实际施工过程中,应严格按照设计图纸和规范要求进行施工,确保工程质量与使用寿命。
本计算书仅作为设计参考,具体实施时需结合现场地质条件、施工工艺等因素进行综合调整。