行车道板计算及配筋指导书
第五章-行车道板设计计算
1)支承处1m宽板的弯矩为:
2)活载产生的剪力
M sp
P b1 (1 ) (l0 ) 4a 4
M sg
1 2 gl 0 2
P Q (1 ) 4a
式中:Ms=1.2Msg +1.4Msp
(2)悬臂板的内力计算 对于沿缝不相连的悬臂板,计算梁肋处最大弯矩时,应 将汽车车轮靠板的边缘布置,此时 b1=b2+h(无人行道一侧)或 b1=b2+2h(有人行道一侧)
l l 2 a a2 d a1 2h d l d 3 3 3
d——最外两个荷载的中心距离。 如果只有两个相邻的和在一起计算时,d 为车辆荷载的轴距。
图6.3.5
单向板板的有效工作宽度
3)车轮在板的支承处时
a a2 t a1 2h t
'
t —— 板的厚度。
1) 1m宽简支板条的跨中恒载弯矩为:
b1 P b1 M sp (1 ) pb1 (l0 ) (1 ) (l0 ), (b1l0时) 2 2a 2 M sp (1 ) 1 2 P 2 pl0 (1 ) l0 , (b1 l0时) 2 4ab1
对于常见的la/lb ≥ 2的装配式 T 形梁桥,板的支承有两种 情况: (A)对翼缘板的端边是自由边,另三边由主梁及横隔梁 支承的板,可以像边梁外侧的翼缘板一样视为沿短跨一端嵌 固而另一端为自由的悬臂板来分析。 (B)对相邻翼缘板在端部相互形成铰接缝的情况,则行 车道板应按一端嵌固另一端铰接的悬臂板进行计算。 总之,按受力情况,实际工程中最常见的行车道板可以 分为:单向板、悬臂板、铰接悬臂板.
mx表示出了跨中沿 y 方向板条所分担弯矩礼的分布图形。
第五章行车道板计算
P——车轮后轴轴重。
三、有效工作宽度 a——板的有效工作宽度,或称为荷载有效分布宽度。
板的有效工作宽度
单向板的例子 有效工作宽度的概念
y 跨中截面弯矩图
mxmax
M a mxmax
x a1
b1
l
mxmax
amxmax mxdy M
a
有效工作宽度假设保证了两点: 1)总体荷载与外荷载相同 2)局部最大弯矩与实际分布相同
简支梁桥的计算
设计过程回顾
简支装配式RC、PC梁桥的设计 拟定尺寸 荷载计算 内力分析 配筋计算 绘制施工图
桥梁工程
桥面板,主梁,横隔梁的计算
结构设计原理
Ⅰ. 行车道板的计算 一、计算模型 桥面板是周边支承于主梁梁 肋、横隔板或内纵梁上的周边支承 板。
例:四周支承板的受力分析
梁a和梁b承担的荷载不同,短跨承担的多,长跨承担 的少。对于板梁来讲,力是沿着最短路经传递的。
铰接悬臂板:
二、车辆荷载在板上的分布 车辆荷载车轮着地面假定为a2Xb2的矩形。 车轮沿行车方向的着地长度a2,着地宽度b2。
沿 行 车 方 向a a 2 H 1 2 沿 横 向 b b 2 H 1 2
车轮荷载作用在桥面上时, 作用于桥面板上的局部分布 荷载: P p 2a1b1
篇章简支梁桥的计算
主要内容:简支梁桥主要受力构件的 受力特点、
最不利内力及其组合的计算方法。
Ⅰ、行车道板的计算 Ⅱ、荷载横向分布计算
Ⅲ、主梁内力计算
Ⅳ、横隔梁内力计算 Ⅴ、挠度、预拱度的计算
一、恒载内力 前期恒载内力SG1 (主要包括主梁自重) 计算与施工方法有密切关系, 分清荷载作用的结构 后期恒载内力SG2 (桥面铺装、人行道、栏杆、灯 柱〕
行车道板(悬臂板)计算书
行车道板(悬臂板)计算书计算复核2005年3月目录概况---------------------2 一恒载效应-----------------2 二活载效应-----------------3 三荷载组合-----------------4 四截面配筋计算---------------5 五截面复核-----------------6 六截面剪力验算---------------6 七裂缝宽度验算---------------7 八闽华护栏防撞计算-------------8 九结论――――――――――――――――――10概况:预应力混凝土连续T 梁定行图 跨 径: 35m荷 载: 公路一级桥面宽度: 0.5+12.0+0.5=13m最不利断面:梁肋间距为2.7m ,板净跨为2.5m 桥面铺装:9厘米沥青砼+8厘米C40砼 规 范:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62—2004》、《公路桥涵设计通用规范JTG D60—2004》T 梁上部结构断面图详见下图。
一、恒载效应 (1)成桥以后悬臂板支点剪力:Mo =212341()(0.25)2g g g L g L ⨯++⨯+⨯-悬臂板支点剪力:Qo =1234()g g g L g ++⨯+ g1:沥青层的自重g2:C40砼的自重g3:结构层的自重g4:栏杆的自重Mo =212341()(0.25)2g g g L g L ⨯++⨯+⨯-=212341()(0.25)2g g g L g L ⨯++⨯+⨯-=21(0.150.3)25(0.091240.08125)17.6(10.25)221+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯-⨯ =10.59KN*mQo =1234()g g g L g ++⨯+=(0.150.3)25(0.09240.0825)17.621+⨯⨯+⨯+⨯+⨯=17.39KN 悬臂板恒载效应如下:支点断面恒载弯矩为:010.59*sg M M KN m ==支点断面恒载剪力为:017.39sg Q Q KN ==二、活载效应公路一级产生的内力根据“通用规范”第4.3.1条,后轮的着地宽度2b 及长度2a 为: 20.2a m = 20.6b m =根据“公预规”第4.1.3条,计算整体单向板时,车轮传到板上的荷载分布宽度按下列规定计算。
第七讲-行车道板的计算
3
桥面板计算
横截面
(a)
P
(b)
力学模型
lb lb
P
(c)
lb
lb
梁格仰视图
横隔梁
l /2 1、周边支承板:单向受力板
b
对于其边长比或长宽比
横隔梁 桥面板 钢板
(la / lb)等于和大于2的板, 近似地按仅由短跨承受荷载的
la
主梁
la
来设计。
la la
适用:整体现浇的T梁桥
翼缘板自由缝
铰接缝
第七讲 行车道板的计算
对于跨径内只有一个汽车车轮荷载的情况, 考虑了相应的有效工作宽度后,每米板宽
h
承受的分布荷载如右图所示。则汽车引起 的支点剪力为:
a'
(a-a' )/2
a' x
其中:矩形部分荷载的合力为(以
b1
p' =P /2a'b1
p
P 代入):A1 p b1 P 三角形部 2ab1 2a
(b)
P 2
y
( b)
行 车 方 向
a1
x
x
a1
x wx
wx x
行 车 方 向
dy
l/2 截面弯矩图 y l/2 截面弯矩图 mx
dy
mx
m xmax
a
a1
b1
b1
m
a1
wy
wy
l
l
x
x
wx
wx
行车道板的受力状态
a
第七讲 行车道板的计算
9
规范关于 有效荷载 分布宽度
的规定
第七讲 行车道板的计算
(a) l (b) l
行车道板的计算
行车道板的计算1、荷载分布宽度的计算根据《桥规》4.1.3条的规定1、1 平行于板的跨径方向的荷载分布宽度b=b1+2h=0.6+2×0.2=1m1、2 垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度1)单个车轮在板的跨径中部时a=(a1+2h)+L/3=(0.2+2×0.2)+2/3=1.27m<2L/3=1.33m2)两个相同车轮在板的跨径中部时a=(a1+2h)+d+L/3=(0.2+2×0.2)+1.4+2/3=2.67m<2L/3+d=2.73m3)车轮在板的支承处时a=(a1+2h)+t=(0.2+2×0.2)+0.22=0.82m4)车轮在板的支承处时a=(a1+2h)+t+2x=(0.2+2×0.2)+0.22+2×x一、内力计算采用近似方法计算(参考《桥梁设计与计算邵旭东》),即先按相同跨径的简支板进行计算。
1、恒载内力(1)、每延米板上的恒载g混凝土桥面铺装 g1=0.2×2×24=9.6KN/mT梁翼缘板 g2=[0.3×0.16+(0.25+0.16)×0.6/0.2]×2×25=8.55 KN/m 每延米板宽恒载合计 g=g1+g2=18.15 KN/m(2)、恒载产生的内力弯矩Mg=1/8×g×Ll2=18.15×2×2/8=9.075KN.m剪力Qg=0.5×g×L=0.5×18.15×2=18.15KN2、活载产生的内力经过分析,汽车荷载作用在两翼板中间时为最不利位置根据《桥规》4.1.3条的规定2、1平行于板的跨径方向的荷载分布宽度b=b1+2h=0.6+2×0.2=1m2、2垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度单个车轮在板的跨径中部时a=(a1+2h)+L/3=(0.2+2×0.2)+2/3=1.27m<2L/3=1.33mMop=(1+u) ×P/4a×(L-b/4)=1.3×140/4/1.33×(1-1/4)=25.7KNmQop=(1+u) ×P/4a=1.3*140*2/4/1.33=68KN3、最不利荷载组合:承载能力极限状态下的基本组合M1=1.2Mg+1.4Mop=1.2×9.075+1.4*25.75=46.94KNmQ1=1.2Qg+1.4Qop=1.2×18.15+1.4*68=116.98KN此T梁板厚取25cm,梁高为170cm,25/175<1/4,所以跨中弯矩修正系数为0.5。
行车道板的计算
行车道板得计算 1边梁荷载效应计算 2中梁荷载效应计算根据自己设计,选定行车道板得力学模型,工程实践常用得得力学模型为:连续单向板、铰接悬臂板、悬臂板 主梁内力计算 1恒载内力计算主梁荷载自重=截面积×材料容重 横隔梁荷载均匀分摊给各个主梁承受,并转化为均布荷载 主梁上横隔梁数目×横隔梁体积×容重/主梁长 铺装层重沿(桥宽)铺装层截面积×材料容重/主梁根数 人行道及栏杆重每侧每米重×2/主梁根数2活载内力计算(支点荷载横向分布系数用杠杆原理法、跨中用刚性横梁法) 3主梁内力组合(基本组合、短期效应组合)4行车道板得计算由于本设计主梁采用钢板连接,故行车道板按两端悬臂板计算,但边梁与中梁得恒载与活载均不相同,应分别计算。
4、1边梁荷载效应计算由于行车道板宽跨比大于2,按单向板计算,悬臂长度为0、99m 。
4、1、1恒载效应 4、1、1、1刚架设完毕时桥面板可瞧成99cm 长得单向悬臂板,计算图示见4-1a 。
计算悬臂根部一期恒载内力为:弯矩 : 2211110.141250.990.11250.99 1.352232g M KN m =-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-⋅剪力: 110.141250.990.10.99251 4.60752g Q KN =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=4、1、1、2成桥后桥面现浇部分完成后,施工二期恒载,此时桥面板可瞧成净跨径为0、97m 得悬臂单向板(计算图示如图4-1c 所示)。
条件拟定:公路Ⅱ级,人群荷载3、0KN/m 2,每侧栏杆人行道重量得作用力为1、52KN/m 与3、6KN/m ,图中P=1、52KN 为人行栏杆得重量。
计算二期恒载内力如下:图4-1 悬臂板荷载计算图示(尺寸单位:cm )弯矩: 2 1.52(0.990.125) 1.2844g M KN m =-⨯-=-⋅剪力: 21.52g Q K N =4、1、1、3总恒载内力综上所述,悬臂根部恒载内力为弯矩: 1 2.39 1.2844 3.3234g M KN m =--=-⋅ 剪力: 4.6075 1.52 6.1275g Q KN =+= 4、1、2活载效应在边梁悬臂板处,只作用有人群荷载,计算图示为4-1d弯矩: 213.50.690.7142r M =-⨯⨯=-剪力: 3.50.69 2.415r Q KN =⨯= 4、1、3荷载组合恒+人: 1.2 1.4(1.2 3.3234 1.40.714) 4.9877j g r M M M KN m =+=-⨯+⨯=-⋅ 1.2 1.4 1.2 6.1275 1.4 2.14510.851j g r Q Q Q KN =+=⨯+⨯=4、2中梁荷载效应计算桥面板长宽比>2、在两主梁之间采用钢板连接,桥面板简化为悬臂板,以下分别计算恒载与活载效应。
桥梁8—行车道板计算
行车道板的计算一、概述行车道板是直接承受桥梁活载的钢筋混凝土板,它在构造上又与主梁梁肋和横隔板联接在一起(见图1),即保证了桥梁的整体作用,又可将活荷载传递给主梁。
从结构形式上看。
行车道板实际上是周边支承的板。
根据理论研究可知,对于周边支承的板如果其长边与短边之比l a /l b ≥2时,沿长边为跨度方向所传递的荷载不足6%,荷载的绝大部分从短边方向传递。
因此,可视为短边受荷的单向受力板来设计。
在实际工程中,最常遇到的行车道板受力图示为:单向板、悬臂板和铰接悬臂板三种。
图1梁格构造和行车道板支承方式二、板的有效工作宽度(一)单向板跨径为l 、宽度较大的行车道板的受力状态如图(2)。
当荷载以a 1×b 1的分布面积作用在板上时,板除了在计算跨径x方向产生挠曲变形w x 外,在沿垂直于计算跨径的y 方向同时发生挠曲变形w y (图2b )。
这说明在荷载作用下不仅直接承压的宽度为a 1的板条受力,其邻近其邻近的板也参与工作,共同图2 行车道板的受力状态承担车轮荷载所产生的弯矩,其沿y 方向的分布情况如图2a 中m x 所示。
可见,跨中弯矩m x 的实际图形是呈曲线形分布的。
假设,以a ×mx 的矩形来代替此曲线图形,即使得则:得到板的换算宽度为:Mdy m m a x x ==⨯⎰max maxx m M a =式中M ——车轮荷载沿跨径l 产生的总弯矩。
m xmam ——荷载中心处的最大单宽弯矩值,可按弹性板的理论计算。
上式中a 就是我们定义的板的有效工作宽度(或称有效分布宽度),以此板宽来承受车轮荷载产生的总弯矩,既满足了弯矩最大值的要求,计算起来也较方便。
为设计方便,《桥规》对于单向板的有效工作宽度偏安全地作了如下规定:(1)图3板桥的计算跨度为l,当一个集中车轮荷载作用在板中时,其折算为车轮荷载的有效分布宽度b为:a= a1+l / 3 (1)整体式简支板桥,当跨径l>3m时,车轮上两端轮子的有效分布宽度会出现重叠现象(图3),此时的有效分布宽度a为(见图4)a = a2+ 2H+d+l / 3 = a1+ d+l /3 (2)图3 板的有效分布宽度(2)当计算支点剪力时,以荷载位于支承处最为不利。
《行车道板的计算》课件
目录
CONTENTS
• 行车道板的基本概念 • 行车道板的设计计算 • 行车道板的施工与安装 • 行车道板的应用案例 • 行车道板的发展趋势与展望
01 行车道板的基本概念
CHAPTER
行车道板的定义
总结词
行车道板是道路结构中的重要组成部 分,用于承载车辆载荷并传递至基层 。
行车道板的抗疲劳计算
总结词
抗疲劳计算是为了评估车道板在不同载荷下的疲劳寿命,从而确定其在使用过程 中的可靠性。
详细描述
抗疲劳计算需要考虑多种因素,如载荷的类型、大小、频率和持续时间等。通过 疲劳试验和数据分析,可以评估出车道板的疲劳寿命,并为其设计优化提供依据 。
行车道板的优化设计
总结词
优化设计是为了提高车道板的性能和降低成本,通过改进设计参数和材料选择等方式实 现。
行车道板的分类
总结词
根据不同的分类标准,行车道板可以分为多种类型。
详细描述
根据行车道板的尺寸和规格,可以分为小型行车道板和大型行车道板;根据行车道板的施工方法,可以分为预制 行车道板和现浇行车道板;根据行车道板的材料,可以分为普通混凝土行车道板和高性能混凝土行车道板等。不 同类型的行车道板具有不同的特点和应用范围。
02 行车道板的设计计算
CHAPTER
行车道板的承载能力计算
总结词
承载能力计算是车道板设计中的重要环节,通过计算可以确 定车道板的承载能力,确保其能够承受车辆的重量和反复的 载荷。
详细描述
在承载能力计算中,需要考虑车道板的材料、尺寸、结构形 式等因素,通过力学分析计算出其承载能力。同时,还需要 考虑安全系数和疲劳寿命等因素,以确保车道板在使用过程 中能够保持稳定和安全。
行车道板计算及配筋指导书
10 行车道板计算考虑到主梁翼缘板内配筋是连续的,故行车道板可按悬臂板(边梁)和两端固结的连续板(中梁)两种情况来计算。
10.1 悬臂板荷载效应计算由于横隔梁宽跨比大于2,故悬臂板可按单向板计算[6],悬臂长度为1.15m ,计算时取悬臂板宽度为1.0 m 。
10.1.1 永久作用(1)主梁架设完毕时桥面板可看成80cm 长的单向悬臂板,计算图式见图10-1 b 。
计算悬臂根部一期永久作用效应为: 弯矩:22g1111M =0.121250.70.081250.7232-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯0.898=-(kN·m) 剪力:110.121250.70.081250.45 3.52g V =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=(kN·m) (2)成桥后桥面现浇部分完成后,施工二期永久作用,此桥面板可看成跨径为0.9m 的悬臂单向板,计算图式如图10-1c 、d 所示。
图中:g 1=0.12×1×25=3.0(kN/m ),为现浇部分自重;P =1.5kN ,为防撞栏重力。
计算二期永久作用效应如下:弯矩:2 3.00.20(0.90.2/2) 1.5g M =-⨯⨯--⨯(0.9-0.10)=-1.643(kN·m)剪力:V g2=3.0×0.20+1.5=2.1(kN)(3)总永久作用效应综上所述,悬臂根部永久作用效应为: 弯矩:M g =-0.898-1.643=-2.541(kN·m) 剪力:V g =3.5+2.1=5.6(kN)a)c)g 1b)d)'1q r=3.5kN/m图10-1 悬臂版计算图式(尺寸单位:mm )10.1.2 可变作用在边梁悬臂版处,只作用有人群,计算图式为10-1d 弯矩:M r =213.50.652-⨯⨯=-0.74(kN·m)剪力:V r =3.5×0.65=2.275(kN)10.1.3 承载能力极限状态作用基本组合按《桥规》4.1.6条:M d =1.2M g +1.4×0.8×Mr =-(1.2×2.541+1.4×0.8×0.74)=-3.878(kN·m)V d =1.2Vg+1.4×0.8×Vr =1.2×5.6+1.4×0.8×2.275=9.268(kN)10.2 连续板荷载效应计算对于梁肋间的行车道板,在桥面现浇部分完成后,行车道板实质上是一个支承在一系列弹性支承上的多跨连续板,实际受力很复杂。
简支梁桥施工—行车道板的计算
1. 荷载在跨径的中间
单向板
(1)对于单独一个荷载
= 1 +
=2 +2H+
3
3
≥
2
3
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D-2004)
对单向板的荷载有效分布宽度规定如下:
1. 荷载在跨径的中间
单向板
(2)对于几个靠近的相同荷载
= 1 +
板与梁
的连接
方式
1. 若主梁的抗扭刚度很大,板的行为接近于固端梁。
2. 若主梁的抗扭刚度极小,板与梁肋的连结接近于自由转动的
铰接,板的受力就类似于多跨连续梁。
板与梁
的连接
方式
3. 实际上,行车道板和主梁梁肋的连结情况,既不是固结,也不是
铰接,而应考虑为弹性固结。
主梁扭转对行车道板受力的影响
2
弯矩的简化计算方法
2
承受荷载的特点
承受
荷载
的特点
梁格仰视图
荷载的双向传递
3
行车道板的分类
1. 单向板:la/lb≥2
2. 双向板: la/lb<2
行车
道板
的分类
由于主梁间距lb往往比横
隔板间距la小得多,桥梁
设计中以单向板居多。
梁格仰视图
悬臂板
行车
道板
的分类
悬臂铰接板
悬臂板
铰接悬臂板
3. 悬臂板:
翼缘板
自由缝
la/lb≥2,有自由边,三边支承。
铰接缝
梁格仰视图
4. 悬臂铰接板
la/lb≥2,有铰接接缝。
课程总结
行车道板计算书
行车道板计算书桥梁横向计算之一行车道板(单向板)计算书计算:复核:2011年8月目录一、工程概况 (1)1. 技术标准和设计参数 (1)1.1 技术标准 (1)1.2 设计规范 (1)1.3 计算原理简介 (1)二、恒载效应 (3)三、活载效应 (4)四、荷载组合: (8)五、配筋计算 (8)六、截面复核 (10)七、剪力验算 (10)八、裂缝宽度验算 (11)九、结论 (13)一、工程概况1. 技术标准和设计参数1.1 技术标准1.1.1 车辆荷载等级:公路I级1.1.2 桥面纵坡:小于3%1.1.3 桥面横坡:2%(单幅单向坡)1.1.4 0.5栏杆+2m人行道+9.75车行道+0.5双黄线+9.75车行道+2m人行道+0.5栏杆=25m。
主梁间距1.65+3.1*3+1.65m+0.02m+1.65+3.1*3+1.65m =25.22m 湿接缝70cm。
1.1.5 桥面铺装:8厘米沥青砼+10厘米C40砼1.1.6 最不利断面:梁肋间距为1.7m,板净跨为1.5m1.2 设计规范1.2.1 《公路工程技术标准》(JTJ001-97)1.2.2 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)1.2.3 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)1.2.4 《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)1.2.5 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)1.2.6 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)1.3 计算原理简介桥面板(即行车道板)从材料上分为钢筋混凝土桥面板和预应力混凝土桥面板,具体的计算方法两者原理上大致相同,但是前者一般采用手算就可以很好地解决,而后者一般借用计算机来完成,本桥桥面板为钢筋混凝土,详细的计算过程已列出。
现简单介绍一下预应力桥面板的计算方法:首先把桥面板简化为横向框架按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算,沿主梁纵向取出1m宽度(根据实际计算的有效工作宽度也可以取其它值),将车轮荷载按有效分布宽度计算出作用在每延米桥面板的荷载值,在其实际作用范围按最不利加载。
行车道板的计算
行车道板的计算1边梁荷载效应计算2中梁荷载效应计算根据自己设计,选定行车道板的力学模型,工程实践常用的的力学模型为:连续单向板、铰接悬臂板、悬臂板主梁内力计算1恒载内力计算主梁荷载自重=截面积×材料容重横隔梁荷载均匀分摊给各个主梁承受,并转化为均布荷载主梁上横隔梁数目×横隔梁体积×容重/主梁长铺装层重沿(桥宽)铺装层截面积×材料容重/主梁根数人行道及栏杆重每侧每米重×2/主梁根数2活载内力计算(支点荷载横向分布系数用杠杆原理法、跨中用刚性横梁法)3主梁内力组合(基本组合、短期效应组合)4行车道板的计算由于本设计主梁采用钢板连接,故行车道板按两端悬臂板计算,但边梁与中梁的恒载和活载均不相同,应分别计算。
4.1边梁荷载效应计算由于行车道板宽跨比大于2,按单向板计算,悬臂长度为0.99m 。
4.1.1恒载效应 4.1.1.1刚架设完毕时桥面板可看成99cm 长的单向悬臂板,计算图示见4-1a 。
计算悬臂根部一期恒载内力为:弯矩 : 2211110.141250.990.11250.99 1.352232g M KN m =-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-⋅剪力: 110.141250.990.10.99251 4.60752g Q KN =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=4.1.1.2成桥后桥面现浇部分完成后,施工二期恒载,此时桥面板可看成净跨径为0.97m 的悬臂单向板(计算图示如图4-1c 所示)。
条件拟定:公路Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m 2,每侧栏杆人行道重量的作用力为1.52KN/m 和3.6KN/m ,图中P=1.52KN 为人行栏杆的重量。
计算二期恒载内力如下:图4-1 悬臂板荷载计算图示(尺寸单位:cm )弯矩: 2 1.52(0.990.125) 1.2844g M KN m =-⨯-=-⋅剪力: 21.52g Q K N =4.1.1.3总恒载内力综上所述,悬臂根部恒载内力为弯矩: 1 2.39 1.2844 3.3234g M KN m =--=-⋅ 剪力: 4.6075 1.52 6.1275g Q KN =+= 4.1.2活载效应在边梁悬臂板处,只作用有人群荷载,计算图示为4-1d弯矩: 213.50.690.7142r M =-⨯⨯=-剪力: 3.50.69 2.415r Q KN =⨯= 4.1.3荷载组合恒+人: 1.2 1.4(1.2 3.3234 1.40.714) 4.9877j g r M M M KN m =+=-⨯+⨯=-⋅ 1.2 1.4 1.2 6.1275 1.4 2.14510.851j g r Q Q Q KN =+=⨯+⨯=4.2中梁荷载效应计算桥面板长宽比>2.在两主梁之间采用钢板连接,桥面板简化为悬臂板,以下分别计算恒载和活载效应。
行车道板计算
(一) 行车道板计算考虑到主梁翼缘板接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固结和中间铰接的板计算。
1, 结构自重及内力(按纵向1m 宽的板条计算) (1)每延米板上的结构自重g桥面铺装层自重:g 1=217.0065.0+×1×25=2.9375(KN/M )T 梁翼板自重:g 2=222.012.0+×1×26=4.42(KM/M )g=∑g i =7.3575(KN/M) (2)每米宽板条的恒载内力M 恒=-21×7.3575×0.812=-2.41(KN/M )Q 恒=g ×l 0=7.3575×0.81=5.96(KN ) 2, 汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用域绞缝轴上,如图1-1,后轴作用力为P=140KN ,轮压分布宽度见图1-2,车辆荷载后轮着地长度为a 2=0.2m ,宽度为b 2=0.6m ,则: a 1=a 2+2H=0.200×0.11=0.42(m ) b 1=b 2+2H=0.6+2×0.11=0.82(m )荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:a=a 1+d+2l 0=0.42+1.4+2×0.81=3.44(m ) 犹豫这事汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上故冲击系数取1+υ=1.3 作用域每米宽板条上的弯矩为:M 活=-(1+υ)ap 42(l 0-4b1)=-(1.3×3.44×4140×2)(0.81-482.0)=-16.0012kn ·m作用与每米宽板条上的剪力为; Q 活=(1+υ)ap 42=1.3×3.44×4140×2=26.45kn3,内力组合承载能力极限内力组合计算: 基本组合:M 总=1.2M 恒+1.4M 活=1.2×(-2.41)+1.4×(16)=-25.29(kn ·m ) Q 总=1.2Q 恒+1.4Q 活=1.2×5.96+1.4×26.45=44.18(kn ) (二)主梁计算 1,恒载强度及内力假定桥面构造各部分重力平均分配给各跟主梁分担,以此计算作用于主梁的每延米恒载强度,计算见表1-3,1-4结构自重集度计算表1-33, 活载内力(1) 主梁的荷载横向分布系数 ① 荷载位于支点时,按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。
第五章-行车道板设计计算
沿横向
b1=b2+2h
式中:h——为铺装层厚度
取车辆荷载的最大轴重作为设计荷载,桥面板上的局部 分布荷载集度为:
P p 2a 2 b 2
p——车辆荷载后轴重量
3.板的有效工作宽度
1)单向板 现考察一块跨径为 l 、宽度较大的梁式行车道板的受力状 态 。当荷载以a2×b2的分布面积作用在板上时,板除了沿 计算跨径x方向产生挠曲变形wx外,在沿垂直于计算跨径的y 方向也必然发生挠曲变形wy。这说明在荷载作用下,不仅 承压宽度为 a2的板条直接受力,其邻近的板也参与工作,共 同承受车轮荷载所产生的弯矩。
恒载剪力
Q支 1 A1 y1 A 2 y 2
Q支
gl 0 2
P A1 pb 1 2a
P p 2ab1
l ' 1 P 2 a a 0 A2 p p a a 0 2 2 8aa 0 b1
p,p’——对应于有效分布宽度a和a0的荷载强度;
6.3.1
梁格构造和桥面板的支承方式
(1)公路汽车荷载
公路汽车车轮压力通过桥面铺状层扩散到钢筋混凝 土路桥面板,由于板的计算跨径相对于轮压分布宽度不 是很大,故在计算中将轮压作为分布荷载来处理。 为了方便计算,通常可近似的把车轮与桥面的接触面 看作是矩形面积。 荷载在铺状层内的扩散分布,根据试验研究,对混凝 土或沥青面层,可以偏安全的假定呈45°角扩散。因此作 用在钢筋混凝土桥面板顶面的矩形荷载压力面的边长为:
y,y’——对应于荷载合力A1和A2的支点剪力影响线竖标值;
(2)铰接悬臂板内力计算
构造上T形梁翼缘板往往采用铰接的方式连接, 其最大弯矩发生在悬臂板根部。根据计算分析可 知,计算悬臂板根部活载弯矩时,最不利荷载位 置是把车轮荷载对中布置在铰接处,这时铰内的 剪力为零,铰接悬臂板可简化为悬臂板,两相邻 悬臂板个承受半个车轮荷载,即P/4。如图所示。
行车道板截面强度及配筋计算[最新]
1、 行车道板截面强度及配筋计算0000拟采用混凝土的强度等级为C50,受力钢筋采用HRB335,查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 (以下简称《公预规》)第25页表5.2.1可知混凝土强度等级为C50、钢筋种类为HRB335时相对极限受压区高度0.56b ξ=。
0000查《公预规》表3.1.4和表3.2.3-1得000'22.4280280cd sd sd f MPaf MPa f MPa===查《公预规》第5.1.5条得0000 1.0γ=拟采用単筋矩形截面形式。
0000假设38s a mm =,则有效受压区高度01253887h mm =-=,根据《公预规》第25页5.2.2公式5.2.2-1000002d cd x M f bx h γ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭31.025.4281022.41872x x ⎛⎫⨯⨯≤⨯⨯- ⎪⎝⎭求得15x mm=000根据《公预规》第25页5.2.2公式5.2.2-2000sd s cd f A f bx =222.41000151200280cd s sd f bx A mm f ⨯⨯===选用HRB335φ14间距100mm ,2153.9101539s A mm =⨯=,取保护层厚度为30mm ,014125(30)882h mm =-+=000配筋验算如下:0000根据《公预规》第25页5.2.2公式5.2.2-2000sd s cd f A f bx =28015391922.41000sd s cd f A x mm f b ⨯===⨯02cd x f bx h ⎛⎫- ⎪⎝⎭=61922.4100019881033.4102MPa-⎛⎫⨯⨯⨯-⨯= ⎪⎝⎭000>0dM γ000=25.428MPa00000.56884919b h mm x mm ξ=⨯=>=满足《公预规》25页5.2.2条要求。
行车道板的计算
得 每米板宽的支点最大弯矩:
M s M sP M sg
(a)
b b1 2h
a
a2
全跨满布条形荷载的有效分布宽度比局
Байду номын сангаас、板的有效工作宽度
(2)垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度: 1)单个车轮在板的跨径中部:
l 2 a a1 2h 且 l 3 3
2)多个相同车轮在板的跨径中部,当
l 2 a a1 2h d l d 各单个车轮按上式计算的荷载分布 3 3
三、板的有效工作宽度
1. 单向板 荷载有效分布宽度特点:
d:相邻车
l
b
b2
两边固结板的有效工作宽度比简支板小
(30%~40%)
部分布荷载小
荷载愈靠近支承边,有效工作宽度愈小
《桥规》(D62)4.1.3 计算整体单向板时, 车轮在板上的分布宽度按下列规定采用: (1)平行于板的跨径方向的荷载分布宽度:
45
b2
行 车 方 向
h
o
h
b2
45
作用与砼桥面板顶面的矩形荷 载压力的边长为
沿纵向:a2 a1 2h 沿横向:b2 b1 2h
a2
a2
图 车辆荷载在桥面板上的分布
a1
o
二、车轮荷载在板上的分布
当车辆荷载作用于桥面板上的局部分布荷载为:
(对于车辆荷载,P取后轴轴载140kN)
(a)
y
l 截面弯矩图 2
dy
(
mx m xmax
a2
a
得:弯矩图形的换算宽度为:
M a m x max
a — —板的有效工作宽度, 或荷载有 效分布宽度,以此板承 受车轮荷载产 生的总弯矩,既满足弯 矩最大值的要 求,又方便计算。
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10 行车道板计算考虑到主梁翼缘板配筋是连续的,故行车道板可按悬臂板(边梁)和两端固结的连续板(中梁)两种情况来计算。
10.1 悬臂板荷载效应计算由于横隔梁宽跨比大于2,故悬臂板可按单向板计算[6],悬臂长度为1.15m ,计算时取悬臂板宽度为1.0 m 。
10.1.1 永久作用(1)主梁架设完毕时桥面板可看成80cm 长的单向悬臂板,计算图式见图10-1 b 。
计算悬臂根部一期永久作用效应为: 弯矩:22g1111M =0.121250.70.081250.7232-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯0.898=-(kN·m) 剪力:110.121250.70.081250.45 3.52g V =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=(kN·m) (2)成桥后桥面现浇部分完成后,施工二期永久作用,此桥面板可看成跨径为0.9m 的悬臂单向板,计算图式如图10-1c 、d 所示。
图中:g 1=0.12×1×25=3.0(kN/m ),为现浇部分自重;P =1.5kN ,为防撞栏重力。
计算二期永久作用效应如下:弯矩:2 3.00.20(0.90.2/2) 1.5g M =-⨯⨯--⨯(0.9-0.10)=-1.643(kN·m)剪力:V g2=3.0×0.20+1.5=2.1(kN)(3)总永久作用效应综上所述,悬臂根部永久作用效应为: 弯矩:M g =-0.898-1.643=-2.541(kN·m) 剪力:V g =3.5+2.1=5.6(kN)a)c)g 1b)d)'1q r=3.5kN/m图10-1 悬臂版计算图式(尺寸单位:mm )10.1.2 可变作用在边梁悬臂版处,只作用有人群,计算图式为10-1d 弯矩:M r =213.50.652-⨯⨯=-0.74(kN·m)剪力:V r =3.5×0.65=2.275(kN)10.1.3 承载能力极限状态作用基本组合按《桥规》4.1.6条:M d =1.2M g +1.4×0.8×Mr =-(1.2×2.541+1.4×0.8×0.74)=-3.878(kN·m)V d =1.2Vg+1.4×0.8×Vr =1.2×5.6+1.4×0.8×2.275=9.268(kN)10.2 连续板荷载效应计算对于梁肋间的行车道板,在桥面现浇部分完成后,行车道板实质上是一个支承在一系列弹性支承上的多跨连续板,实际受力很复杂。
目前,通常采用较简便的近似方法进行计算。
对于弯矩,先计算出一个跨度相同的简支板在永久作用和活载作用下的跨中弯矩M 0,再乘以偏安全的经验系数加以修正,以求得支点处和跨中截面的设计弯矩。
弯矩修正系数可视板厚t 与梁肋高度h 的比值来选用。
本设计121115813.1674t h ==<,即主梁抗扭能力较大,取跨中弯矩:M c=+0.5M0;支点弯矩M s=-0.7 M0。
对于剪力,下面分别计算连续板的跨中和支点作用效应值。
10.2.1 永久作用(1)主梁架设完毕时桥面板可看成80cm长的悬臂单向板,计算图式见图10-1b,其根部一期永久作用效应为:弯矩:M g1=-0.898(kN·m)剪力:V g1=3.5(kN)(2)成桥后:先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值。
根据《公预规》4.1.2条,梁肋间的板,其计算跨径按下列规定取用:计算弯矩时,l=l0+t,但不大于l=l0+b;本例l=1.8+0.12=1.92(m)计算剪力时,l=l0;本例l=1.8m。
式中:l——板的计算跨径;l0——板的净跨径;t——板的厚度;b——梁肋宽度。
计算图式见图10-2。
图10-2中:g1=3.0kN/m,为现浇部分桥面板的自重;g2=(0.02+0.113)×1/2×1×25+0.05×1×23=2.8125kN/m,是二期永久作用,包括混凝土垫层和沥青面层。
计算得到简支板跨中二期永久作用弯矩及支点二期永久作用剪力为:M g2=(0.38+0.48)×0.20×3.0+0.5×1.92×0.48×2.8125=1.812(kN·m)V g2=0.20×3.0+0.9×2.8125=3.13(kN)0.0.0.4现浇板2M图10-2 简支板二期永久作用计算图式(尺寸单位:mm )(3)总永久作用效应综上所述,支点断面永久作用弯矩为:M sg =-0.898-0.7×1.812=-2.166(kN·m); 支点断面永久作用剪力为:V sg =3.5+3.13=6.63(kN); 跨中断面永久作用弯矩为:M cg =0.5×1.812=0.906(kN·m).10.2.2 可变作用根据《桥规》4.3.1条,桥梁结构局部加载时,汽车荷载采用车辆荷载.根据《桥规》4.3.1-2,后轮着地宽度b 1及长度a 1为:a 1=0.25m ,b 1=0.6m平行于板的跨径方向的荷载分布宽度:b =b 1+2h =0.6+2×0.13=0.86(m)(1)车轮在板的跨径中部时垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度:1 1.92220.2520.13 1.15() 1.28()333l la a h m m =++=+⨯+=<=, 取a =1.28m ,此时两个后轮的有效分布宽度发生重叠,应求两个车轮荷载的有效分布宽度a =1.28+1.2=2.48(m),折合成一个荷载的有效分布宽度a =2.48/2=1.24(m)。
(2)车轮在板的跨径方向荷载的有效分布宽度:a =a 1+2h +t =0.25+2×0.13+0.12=0.63m(1) 车轮在板的支承附近,距支点距离为x 时垂直于板的跨径方向荷载的有效分布宽度:a=a1+2h+t+2x=0.63+2x(m) a的分布见图10-3。
Mp=P2abVy1y2y3y4P2ab图10-3 简支板可变作用(汽车)计算图式(尺寸单位:mm)将加重车后轮作用于板的中央,求得简支板跨中最大可变作用(汽车)的弯矩为:(1)()82opP bM laμ=+-1400.861.3(1.92)8 1.242=⨯⨯-⨯27.34=(kN·m)计算支点剪力时,可变作用必须尽量靠近梁肋边缘布置。
考虑了相应的有效工作宽度后,每米板宽承受的分布荷载如图10-3所示,支点剪力V sp的计算公式为:V sp=(1+μ)(A1y1+A2y2+A3y3+A4y4)其中:114056.45()22 1.24P A pb kN a ====⨯ 224211(')(')(')228'140(1.240.63)9.69()8 1.240.630.86P A A p p a a a a aa bkN ==-•-=-⨯-==⨯⨯⨯314074048.57()22 1.24860Pb A pb kN ab '⨯'====⨯⨯ 1 1.80.86/20.76111.8y -==2 1.80.305/30.94351.8y -==30.74/20.20561.8y == 40.305/20.05651.8y == 代入上式,得到V sp =1.3×(56.45×0.7611+9.69×0.9435+48.57×0.2056+9.69×0.0565)=62.64(kN) 综上所述,可得到连续板可变作用(汽车)效应如下:支点断面弯矩:M sp =-0.7×27.34=-19.14(kN·m) 支点断面剪力:V sp =62.64(kN);跨中断面弯矩:M cp =0.5×27.34=13.67(kN·m)。
10.2.3 作用效应组合按《桥规》4.1.6条进行承载能力极限状态作用效应基本组合。
支点断面弯矩:1.2M sp +1.4 M sg =-1.2×2.166-1.4×19.14=-29.4(kN·m)支点断面剪力:1.2V sg +1.4V sp =-1.2×6.63+1.4×62.64=95.65 (kN);跨中断面弯:1.2M cg +1.4M cp =1.2×0.906+1.4×13.67=20.23(kN·m)。
10.3 截面设计、配筋与承载力验算悬臂板及连续板支点采用相同的抗弯钢筋,故只需要按其最不利荷载效应配筋,即 Md =-29.4kN·m 。
其高度为h =20cm ,净保护层a =3cm 。
若选用φ12钢筋,则有效高度0h 为:00.200.030.006750.163()2dh h a m =--=--= 按《公桥规》5.2.2条:0d 0M ()2cd xf bx h γ≤-1.0×29.4≤22.4×103·x·(0.163-x/2)x =0.0083(m)验算:ξb h 0=0.40×0.163=0.0652(m)>x =0.0083(m) 按《公桥规》5.2.2 条:222.41000.836.64()280cd s sd f bx A cm f ⨯⨯=== 查有关板宽1m 钢筋截面与距离表,当选用φ12钢筋时,需要钢筋间距为17㎝,此时所提供的钢筋面积为:As =6.65cm 2>6.64cm 2。
由于此处钢筋保护层与试算值相同,实际配筋面积又大于计算面积,则其承载力肯定大于作用效应,故承载力验算可从略。
00.163,20.23d h m M ==跨中 kN·m00()2d cd xM f bx h γ≤-320.2322.410(0.163)2xx ≤⨯-,解得:x=0.0056 ∴As=222.41000.564.48()280s A cm ⨯⨯==所以,连续板跨中截面处需在板的下缘配置钢筋间距为24cm 的φ12钢筋。
为使施工简便,取板上下缘配筋相同,均为φ12170mm 。
配筋布置如图10-4。
按《公桥规》5.2.9 条规定,矩形截面受弯构件的截面尺寸要符合下列要求。
即:30095.650.51100.51101000163587.82()d V kN kN γ--=≤⨯=⨯⨯=满足抗截最小尺寸要求。
按《公桥规》5.2.10 条,30200.5010d td V f bh γα-≤⨯,即:0d V ≤0.50×10-3×1.25×1.83×1000×163=186.43kN时,不需要进行斜截面抗剪强度计算,仅按构造要求配置钢筋。