桥面板的设计与计算
桥面板课程设计
桥面板课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握桥面板的基本概念、结构形式和设计原理，能够运用相关知识分析和解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：–了解桥面板的定义、作用和分类；–掌握桥面板的主要结构形式和受力特点；–理解桥面板的设计原理和计算方法。
2.技能目标：–能够运用桥面板的基本原理分析实际工程案例；–具备桥面板结构设计的初步能力；–学会使用相关设计软件进行桥面板的结构分析与设计。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的工程意识，提高对桥梁工程的兴趣；–培养学生严谨治学、勇于创新的精神；–增强学生对国家基础设施建设的责任感使命感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括桥面板的基本概念、结构形式、设计原理和计算方法。
具体安排如下：1.桥面板的基本概念：介绍桥面板的定义、作用和分类；2.桥面板的结构形式：讲解桥面板的主要结构形式和受力特点；3.桥面板的设计原理：阐述桥面板的设计原理和计算方法；4.桥面板的计算实例：分析实际工程案例，引导学生运用所学知识解决问题。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行：1.讲授法：讲解桥面板的基本概念、结构形式、设计原理和计算方法；2.案例分析法：分析实际工程案例，引导学生运用所学知识解决问题；3.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和经验；4.实验法：安排课后实验，让学生动手实践，巩固所学知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的桥梁工程教材作为主要教学资源；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识视野；3.多媒体资料：制作精美的PPT、动画等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性；4.实验设备：准备桥梁工程实验设备，让学生动手实践，提高实际操作能力。
五、教学评估本节课的评估方式将采用多元化、全过程的评价体系，以全面、客观、公正地反映学生的学习成果。
箱梁桥面板计算
连续梁桥跨径布置为70+100+70 (m),主跨分别在梁端及跨中设横隔板，板厚40cm , 双车道设计，人行道宽1.5m。
桥面铺装层容重23 kN /m3，人行道构件容重24kN/m3，主梁容重25kN /m3。
求：1、悬臂板最小负弯矩及最大剪力；2、中间板跨中最大正弯矩、支点最小负弯矩、支点最大剪力。
解：一、悬臂板内力计算0.2+ 0.4g人二0.2 1 24 = 4.8kN / m g板 1 25 = 7.5kN/mg 铺=0.1 1 23 = 2.3kN / m q「=2.75 1 =2.75kN /m1、悬臂根部最小负弯矩计算 结构自重产生的悬臂根部弯矩:1 5M 支g - -[4.8 1.5 (3-0.75) 2.3 1.5 7.52.5人群荷载产生的悬臂根部弯矩：M 支-2.75 1.5 (3 -0.75) = -9.3kN m汽车荷载产生的悬臂根部弯矩：6 = a 2 2H =0.2 2 0.1 = 0.4m b 1 = b2 ■ 2H = 0.6 ■ 2 0.1 = 0.8m单个车轮作用下板的有效工作宽度：a =印 2b = 0.4 2 (1.5 - 0.1) = 3.2m 1.4m有重叠。
故：a = 3.2 1.4 二 4.6mp 」址=38kN/m ab 1 4.6 0.8M支p内力组合：二―1.3 38 0.8 1 =—39.5kN m基本组合：M ud =1.2 (-42.2) 1.4 (-39.5) 0.8 1.4 (-9.3) = -116.4kN m短期效应组合： M S d=-42.2 0.7 (-39.5)亠1.3 1.0 (-9.3) = -72.8kN m2、悬臂根部最大剪力计算结构自重产生的悬臂根部剪力：Q 支 g =4.8 1.5 2.3 1.5 7.5 2.5 =29.4kN人群荷载产生的悬臂根部剪力：Q 支 r =2.75 1.5 =4.1kN汽车荷载产生的悬臂根部剪力：Q 支p =1.3 38 0.8 =39.5kN内力组合：基本组合：Q ud =1.2 29.4 1.4 39.5 0.8 1.4 4.1 =95.2kN 短期效应组合：Q sd =29.40.7 39.5“1.3 1.04.1=54.8kN、中间桥面板内力计算竺]= -42.2kN m20.5m100l a50m l b =4m2= 50• 2 故按单向板计算内力lb 4把承托面积平摊到桥面板上：0.6 0.2t』0.2 0.23m4g铺=2.3kN /m1、跨中弯矩计算：g板=0.23 1 25 = 5.8kN / m g = 2.3 5.8 二8.1kN /m l = I0 t = 4 0.2 = 4.2m ：：：10 b =4.35m单个车轮作用下板的有效工作宽度:故:la =印32l」a d34.2 2=0.4 1.8m l = 2.8m3 3= 2.8m 1.4 4.2ma 二a1 t = 0.4 0.2 二0.6m 无重叠P1140P2P3P42a b1 2 0.6 0.8P 140ab1 2 0.8P 1404 0.8=145.8kN / m二87.5kN / m= 43.8kN /mP 140ab1 4.2 0.8=41.7kN / mP5 亠上・=58.3kN/m ab13 0.8P6 二旦=^^"2.5kN/m2ab1 2 1.4 0.8M og 」8.1 4.22=17.9kN m81.4m 有重叠1.3 ./.8■1l = 4.2m145.858.3J2.5hr-87.5 43・8 . 7583ffin 羽4!一■!| I'|:0.4■< •0.7 1 0.80.95M op =1.3 [1 (145.8 -87.5) 0.7 0.11758.3 0.8 0.4] =64.1kN m t 201 1- —, , — , —h 一310 一 15.5 4M 中二 0.5 111.2 =55.6kN m M 支二-0.7 111.2 =-77.8kN m2、支点剪力计算：a a 1 -0.41 2 3 4=1.7^：-l = 2.7m 1.4m 33 32l故：ad =4.1m3a 二 0.6m1Q 支 g 8.1 4=16.2kN111 (54.7 -42.7) 0.45 0.638 42.7 0.8 0.575(109.4 - 72.9) 0.8 0.0922272.9 0.8 0.125] =145.6kN内力组合：基本组合：Q ud =1.2 16.2 1.4 145.6 =223.3kN 短期效应组合：Q sd -16.2 0.7 145.6 “1.3 =94.6kN88 0.7 0.175 41.7 0.4 0.95 21(62.5—58.3) 0.8 0.333M 0=1.2 17.9 1.4 64.1 =111.2kN mQ支p=1.3 [ (145.8 -79.5) 0.8 0.933 79.5 0.8 0.9昇「3/JS^ ---------- 1--------I 二 4m145.8___________________ 0“°.8H 5尸5》1”.8加0.350.19.5 54.7 42.7 72.9109.42.9<TI t m 0.50.9。
GFRP桥面板的设计和计算
ＧＦＲＰ桥面板的横断面有两种基本形式：ａ）先 用ＧＦＲＰ材料制成各种形状的空心小单元构件．然 后把它们互相粘结在一起。形成蜂窝状构造．再在 它们的顶面和底面各贴一层ＧＦＲＰ板．形成“三明 治”构造：ｂ）用ＧＦＲＰ制成相互嵌锁的小单元。不进 行粘结就可以锁牢．
弯矩横向分布系数是一个重要的设计参数．用 以确定每片主梁分担的最大弯矩。主梁应能承担自 身的和相邻的梁传来的荷载。也就是说．桥面上的 车轮荷载会按一定比例分配给每条主梁。
精确地计算弯矩分配系数是桥梁设计中的关键 步骤。在采用ＧＦＲＰ桥面板时，只有确定了各主梁 的分布系数，才能使各条梁的受力符合实际。
中图分类号：Ｕ４４８．２５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－－４７８６（２００８）０８－０１ １２—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｅｌｆ－ａｎｃｈｏｒｅｄ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｂｒｉｄｇｅ
ＺＨＥＮＧ Ｗｅｉ—ｈｕａ
（Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｊｉｎｇ－Ｈｕ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃａｎ铲ｈｏｕ ０６ｌｏｏｌ，Ｃｈｉｎａ）
是受压翼缘的有效宽度和横向分布系数。为安全计，现阶段可不考虑ＧＦＲＰ桥面板与主粱的组合作用；横向分布系数可按杠
杆法计算．但这两项都是偏于保守的建议，仅供参考。
关键词：Ｇｎ口；桥面板；设计
中图分类号：Ｕ４４３．３１
文献标识码：Ａ
文章缩号：１００２－４７８６（２００８）０８－０１１０．－０２
【手算】桥面板计算(按照最新18规范)
1.基本信息沥青混凝土厚：0.10m ，防撞墙碰撞力P：520.0KN ，混凝土厚：0.08m ，作用点距护栏顶：50mm ，跨中处板厚：0.16m ，该力沿护栏纵向均布范围：5m 跨中处板长：0.50m ，拟定板宽b：1000mm ，支点处板厚：0.25m ，混凝土强度f cd ：22.4MPa ，支点处板长：0.60m ，普通钢筋抗拉强度f sd ：330.0MPa ，边梁护栏集度：9.10KN/m ，支点截面钢筋距边缘a s ：33mm ，护栏宽度b 护栏：0.50m ，支点截面有效高度h 0：217mm ，悬臂的长度： 1.10m ，混凝土抗拉强度f td ： 1.83MPa ，防撞墙高度：1100mm 钢筋弹性模量E s ：200000MPa ，主梁混凝土：C50，最外侧受拉筋保护层厚：30mm。
2.判断是否为单向受力板跨中横隔板的间距为l a =7.2m，梁肋间距为l b =2.4m，是否为单向受力板：（根据JTG 3362-2018中4.2.1条的规定）l a /l b =3＞2，按跨径为lb的单向受力板。
3.荷载标准值计算3.1荷载内力计算（以纵向1m宽的板条进行计算）3.1.1每延米板上的恒载g 沥青混凝土面层g 1：0.1x1.0x24= 2.40KN/m ,混凝土厚g 2：0.08x1.0x26= 2.08KN/m ,桥面板自重g 3：0.185x1.0x26=4.80KN/m ,合计g：9.28KN/m 。
另增加边梁护栏集度P：9.10KN/m x1.0=9.10KN。
3.1.2每米宽板条的恒载内力（内翼缘板根部）取L m =0.5+0.6= 1.10m L Q =0.5+0.6= 1.10m 弯矩：=- 5.61-7.74=-13.35KN/m 剪力：Q GK =gL Q +P=9.28x1.1+9.1=19.31KN/m3.2活载内力计算根据JTG D60-2015中第4.3.1-5条规定的车辆荷载布置形式，后轮重140kN，着地宽度b 1与长度a 1为b 1为平行于板跨方向：0.60m a 1为垂直于板跨方向：0.20m作用于桥面板上的区域为b 2=b 1+2h：0.96m a 2=a 1+2h：0.56m边梁外翼缘车辆荷载计算如图：3.2.1活载产生的单位板宽内力根据JTG 3362-2018中第4.2.5条的规定：当l c ≤ 2.50m 时，悬臂板垂直于其跨径方向的车轮荷载分部宽度可按下列规定计算：a c =（a 1+2h）+2l c =0.56+2x 0.48= 1.52m其中l c 为平行于悬臂板跨径车轮着地尺寸外缘，通过铺装层45°分布线的外边缘至腹板外边缘的距离，即：l c =0.48m ≤ 2.50m ，满足规范要求。
桥面板计算
248桥面板的计算248.1主梁桥面板按单向板计算根据《公桥规》4.1.1条规定，因长边与短边之比为60/6.6=9.09>2故按单向板计算。
人行道及栏杆重量为 8.5kN/m.1、恒载及其内力的计算每延米板的恒载g：防水混凝土少：0.08 1 25 2.0kN /m沥青混凝土磨耗层g2：0.02 1 25 0.5kN / m将承托的面积平摊于桥面板上,则：t 30 30 60/660 32.7cm桥面板g3：0.327 1.0 25=8.仃5k N / m横载合计为：g g1 g2+g310.915kN /m（1）计算M og计算跨径：丨min （I o t,l o b）l o+t=6.2+0.327=6.527 l°+b=6.2+0.4=6.6 取l=6.527m1 21 2M ag glo 10.915 6.2252.45kN mg 8 8（2）计算Q支gl0=6.2m，作用于每米宽板条上的剪力为：1 1Q 支g=3gl°=3 10.915 6.2=33.84kN2、活载内力公路-II级车辆荷载后轮轴重P=140kN,由《桥规》查得，车辆荷载的后轮着地长度为0.20m,宽度为0.60m。
板上荷载分布为：心2+2H=0.2+2 0.1=0.4mb1=b2+2H=0.6+2 0.1=0.8m有效分布宽度计算：a=a1+L 3=0.4+6.527 , 3=2.58 1.4m （两后轮轴距）两后轮有效分布宽度发生重叠，应一起计算其有效分布宽度。
纵向2个车轮对于单向板跨中与支点的有效分布宽度分别为：ap+d 1. 3 0.4 1.4 6.527 3 3.98mS2l 3+d2l：3 d 2 6.527 3+1.4=5.75m所以：a=5.75a'=a1 +t=0.4+0.327=0.727m<1.4 m,说明支点处有效分布宽度并无重叠。
可得板的有效分布宽度图，在影响线上进行最不利情况的加载，利用结构力学计算得出简支单向板的内力。
桥面板计算(2)
桥面板计算(2)简支梁桥桥面板计算, 桥面板作用:直接承受车轮荷载，把荷载传递给主梁，同时，它又能构成主梁截面的组成部分，并保证了主梁的整体作用。
, 桥面板分类:单向板、双向板;悬臂板、铰接板。
, 车轮荷载的分布:作用在桥面上的车轮压力，通过桥面铺装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，荷载在o铺装层内的扩散程度，对于混凝土或沥青面层，荷载可以偏安全地假定呈45角扩散。
, 有效工作宽度:板在局部分布荷载p的作用下，不仅直接承压部分的板带参加工作，与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参与工作。
因此，在桥面板的计算中，就需要确定所谓板的有效工作宽度，, 桥面板内力计算:对于梁式单向板或悬臂板，只要借助板的有效工作宽度，就不难得到作用在每米宽板条上的荷载和其引起的弯矩。
对于双向板，除可按弹性理论进行分析外，在工程实践中常用简化的计算方法或现成的图表来计算。
桥面板的作用钢筋混凝土和预应力混凝土肋梁桥的桥面板(也称行车道板)，是直接承受车辆轮压的承重结构，在构造上它通常与主梁的梁肋和横隔梁(或横隔板)整体相连，这样既能将车辆活载传给主梁，又能构成主梁截面的组成部分，并保证了主梁的整体作用。
桥面板一般用钢筋混凝土制造，对于跨度较大的桥面板也可施加横向预应力，做成预应力混凝土板。
从结构形式上看，对于具有主梁和横隔梁的简单梁格系(图a)以及具有主梁、横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b)，桥面板实际上都是周边支承的板。
桥面板的分类, 桥面板的受力特性:ll/laab 板的长边与短边之比值愈大，向跨度方向传递的荷载就愈少。
, 单向板:长宽比等于和大于2的周边支承板。
, 双向板:长宽比小于2的周边支承板。
, 悬臂板:l/l,2ab 的T形梁桥，翼缘板的端边为自由边。
, 铰接悬臂板:l/l,2ab 的T形梁桥，相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝的构造。
车轮荷载的分布作用在桥面上的车轮压力，通过桥面铺装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，由于板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说不是相差很大，故计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理，这样做既避免了较大的计算误差，并且能节约桥面板的材料用量。
装配式预应力混凝土连续箱梁桥面板计算分析
b1=0.6m ；铺装层厚度 h=0.23m，板厚度 t=0.16m。
平行于板的跨径方向的荷载分布宽度 ：b1 ＝ b2 ＋
2h ＝ 1.06(m)。
车 轮 在 顶 板 的 跨 中 处 时：
a=a1+2h+L/3=1.232m>2/3L=1.145m ；
a=1.232<1.4m( 不需要考虑车轮分布有重叠 )。
剪力 ：1.2Vsg ＋ 1.8Vsp ＝ 110.17(kN) ；跨中断面弯矩 ：
1.2Mcg ＋ 1.8Mcp ＝ 21.71(kN·m)。
三、截面设计、配筋与承载力验算 1. 基本组合 （1）腹板顶截面
183
JIAN SHE YAN JIU
①截面配筋计算
悬臂板及连续板支点采用相同的抗弯钢筋，故只需按
矩 ：M sp ＝ -15.34(kN·m)， 支 点 断 面 剪 力 ：Vsp ＝
55.74(kN) ；跨中断面弯矩 ：Mcp ＝ 10.96(kN·m)。
2.3 作用效应组合
承载能力极限状态作用效应基本组合如下，支点断面
弯矩 ：1.2Msg ＋ 1.8 Msp ＝ -30.83(kN·m) ；支点断面
桥面板可看成 38.9cm 长的悬臂单向板。
连续板恒载效应如下 ：
支点断面弯矩为 ：Msg ＝ -2.682(kN·m) ；支点断
面剪力为 ：Vsg ＝ 8.198(kN) ；跨中断面弯矩为 ：Mcg ＝
1.654(kN·m)．
2. 可变作用
桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载。后
轮着地宽度 b1 及长度 a1 为 ：车轮着地长度 a1=0.2m，
二、连续板荷载效应计算 对于梁肋间的行车道板，由于支承点并非完全固结， 行车道板为支承在一系列弹性支承上的多跨连续板，受力 很复杂。通常采用较简便的近似方法进行计算，弯矩计算 跨径取净跨径加板厚，但不大于支承点中距。
第6讲 简支梁计算 第一部分桥面板计算
3. 桥面板计算中何时需要考虑多个车轮作用？（横向 和纵向问题）；
4.桥面板内力计算中实际结构简化为力学计算模式时存 在哪些误差？
5.桥面板计算的主要步骤
桥梁工程
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40
第四次作业，请于3月26日前提交
根据以下桥例基本资料，进行该桥行车道板设计内力 计算：
1. 桥梁跨径及桥宽：标准跨径40m （墩中心距离），主梁全长 39.96m；计算跨径39.00m; 桥面净空：14m+2×1. 75m=17. 5m。
-1 μ p
l
0
-
b
1
4a 4
140 2
0.82
-1.3
0.71 -
4 3.24
4
-14.18kN m
作用于每米宽板条上的剪力为：
3.内力组合
Q Ap 1 μ p
140 2 1.3
28.09kN
4a
4 3.24
（1）承载能力极限状态内力组合计算
Mud 1.2M Ag 1.4M Ac 1.2(1.35)1.4(14.18)21.47kN m
桥梁工程
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第三章 第一节 桥面板的计算
2.汽车车辆荷载产生的内力
将汽车荷载后轮作用于铰缝轴线上，
后轴作用力为P=140kN，轮压分布宽
度如图所示。车辆荷载后轮着地长
度为a2=0.20m，宽度为b2=0.60m，则
a a 2H 0.20 20.11 0.42m
1
2
b b 2H 0.60 20.11 0.82m
（c）荷载靠近板的支承处
= + 2 ≤ （8）
*注意：算得有效分布宽度 不能大于板的全宽
桥面板计算及预应力筋估算(学习建筑)
第3章 桥梁纵向分孔及横截面尺寸拟定3.1桥梁纵向分孔3.1.1变截面连续梁桥构造特点连续孔数一般不超过5跨，多于3跨的连续梁桥，除边跨外，其中间各跨一般采用等跨布置，以方便悬臂施工。
多于两跨的连续梁桥，其边跨一般为中跨的0.6～0.8倍左右，当采用箱形截面，边孔跨径其至可减少至中孔的0.5～0.7倍。
有时为了满足城市桥梁或跨线桥的交通要求而需增大中跨跨径时，可将边跨跨径设计成仅为中跨的0.5倍以下，此时，端支点上将出现较大的负反力，故必需在该位置设置能抵抗拉力的支座或压重以消除负反力。
3.1.2本设纵向分孔计本设计纵向分孔设置为：（3×50）预应力混凝土简支T 梁+(56+2×86+56)变截面箱型连续梁+（3×40）预应力混凝土简支T 梁，全长550米。
变截面连续梁段：边跨56m 中跨86m,边跨为中跨的0.651倍符合要求。
3.2桥横截面尺寸拟定本设计横截面尺寸拟定如表3-1，示意图如图3-1。
表3-1 横截面拟定跨径布置(m) 结构 边中跨比 截面（cm ） 梁高（m ）形式 顶板厚 腹板厚 底板厚 根部 跨中 56+2×86+56连续梁0.651单箱单室3030→60 28→605.42.8高跨比梁宽(m) 悬臂厚度（cm ）梗腋形式（cm ×cm ）根部跨中顶底 根部 端部顶板与腹板 腹板与底板 1/15.92 1/30.714.0 8.06520120×3060×30图3-1 横截面尺寸拟定示意图(cm)图5-2 支点截面尺寸示意图3.3箱型截面尺寸的拟定依据拟定依据参考文献：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG_D62-2004）。
3.3.1顶板、底板、悬臂板长度拟定箱梁顶板宽度一般接近桥面总宽度，本设计中顶板长度为14m。
顶板两侧悬臂板的长度对活载弯矩数值的影响不大，但恒载及人群荷载弯矩随悬臂长度几乎成平方关系增加，故悬臂板长度一般不大5m,当长度超过3m后，宜布置横向预应力束筋。
简述预制I型梁桥面板模板设计与验算
Construction & Decoration
简述预制 I 型梁桥面板模板设计与验算
郑术锋 中国电建市政建设集团有限公司 天津 300384
摘 要 本文结合巴基斯坦PKM公路项目预制I型梁桥面板模板施工，建立以预制梁马蹄处为支点、钢管支架为核 心的“井”字形模板体系，并进行验算，验算依据规范建立公式进行，验证该方案的技术可行性，以保证模板体系 符合规范并满足施工安全要求。 关键词 I型梁；桥面板；设计；验算
×1.5×26.84=60.399>[N]=30kN 不满足承重要求，故横向间
距调整为1.25m（取中间间距最大值），纵向间距为0.6m，
N=0.6×1.25×26.84=20.13<[N]=30kN，满足要求。 [N]=30kN是依据《建筑施工脚手架实用手册》[3]，步距为
1.2m 时，立杆允许荷载Pmax=30kN/根。 （1）梁体纵横向方木的强度和刚度验算
3 模板验算 桥面板模板荷载主要为钢筋混凝土自重，不同跨径I型梁其
上部结构是一样的，可以认为荷载是等值的，而不同跨径预制
梁净距不同。其中20米梁为1.85m，为最大净距，即最不利荷载 20米预制梁进行验算。
3.1 荷载分类及组合
静载：静载主要为梁段混凝土和钢筋自重，以及模板支架
自重，活载：施工荷载，不考虑风荷载影响。 根据路桥施工计算手册要求[1]，在梁段自重上增加的荷载
有：砼单位体积的重量26KN/m3，倾倒砼产生的荷载4.0KN/m2， 振捣砼产生的荷载2.0KN/m2，模板和支架产生的荷载2.0KN/m2， 施工人员及施工机具运输或堆放荷载2.5KN/m2。按《建筑施工 扣件式钢管脚手架安全技术规范》[2]5.1.2荷载分项系数取值： 钢筋砼自重1.2、模板及支架自重1.2，其他荷载取1.4。20米半 幅一跨桥面板钢筋20t，混凝土72m3，假定重量全部均匀分布在 支架模板上，梁长按20m计算，宽度1.85米，则模板单位面积荷 载为(72m3×26kN/m)/20m/1.85m/5=10.12kN/m2，面积对应纵向 每延米重量为10.12/1.85=5.47kN/m。
钢桥设计基本知识II-桥面结构
钢桥桥面铺装：主要有水泥混凝土和沥青混凝土两种形式。
水泥混凝土铺装：刚性大、造价低、耐磨性能好；易开裂、摩擦系数小 、修补麻烦。适于重载交通的小跨径桥梁。
沥青混凝土铺装：造价高、易老化、易变形；摩擦系数大、重量轻、柔 性好、振动小、维修养护方便。适于较大跨径桥梁。
主梁外侧或梁端的钢筋混凝土桥面板悬臂部分，荷载作用下板的上缘 受拉下缘受压，桥面板近似按悬臂板设计。
2021/3/10
讲解：XX
钢筋混凝土桥面板的两种简化计算方法
荷载作用下，由于主梁或纵梁的变形，桥面板的受力特性为弹性支承 的连续板。钢桥的钢筋混凝土桥面板的设计必须考虑主梁和纵梁刚度 的影响。
假设钢筋混凝土桥面板为刚性支承于主梁或纵梁上，同时利用“荷 载有效分布宽度的概念”把桥面板进一步简化为梁计算，然后考虑 主梁的约束作用对计算结果进行修正。我国《公路钢筋混凝土及预 应力混凝土桥涵设计规范》中采用了此方法。
(1)桥面板直接承受车轮荷载作用和车轮荷载的冲击作用，桥面板的活载 占总设计荷载的比例较大，容易产生疲劳破坏； (2)钢桥的刚度一般比钢筋混凝土桥梁小，桥面板的受力较复杂。特别是 为了减小桥面板跨径在主梁与主梁之间设置刚度较小的纵梁时，主梁与 纵梁刚度差别较大，使桥面板受力不均匀； (3)桥面板厚度与钢筋混凝土主梁梁高相比很小，截面尺寸的误差对桥面 板承载能力的影响较大； (4)桥面板直接承受超重车辆的车轮集中荷载，使得桥面板承受的实际荷 载大于设计荷载；
1 概述
内容
2 钢筋混凝土桥面
桥面分类 公路钢桥桥面 铁路钢桥桥面 桥面系梁格
桥面的构造 桥面板的受力特性 桥面板设计计算方法
2021/3/10
桥面板有效分布宽度
总结词
桥面板的有效分布宽度与跨度有关，不 同跨度下需要采用不同的计算方法。
VS
详细描述
在计算桥面板的有效分布宽度时，需要考 虑跨度的影响。对于不同跨度的桥梁，需 要采用不同的计算方法和公式来计算有效 分布宽度。此外，跨度的大小也会影响载 荷的分布和桥面板的应力分布等因素。因 此，在计算桥面板的有效分布宽度时，需 要综合考虑跨度和载荷的特性。
对未来研究的展望
跨领域合作
桥面板有效分布宽度的研究需要结合多个学科领域的知识，如结构工 程、材料科学和数值计算等，未来研究应加强跨领域合作。
新材料、新工艺的应用
随着新材料和新技术的发展，未来研究可探索将这些新材料、新工艺 应用于桥面板设计中，以提高桥面板的有效分布宽度。
考虑环境因素
在未来的研究中，应更加关注环境因素对桥面板有效分布宽度的影响， 如温度、湿度和荷载等。
分析。
桥面板的材料和结构
桥面板的材料类型和强度对其有效分 布宽度有重要影响。
桥面板的结构形式也会影响其有效分 布宽度，如连续梁和简支梁的结构形 式对载荷的分布有不同的影响。
例如，高强度钢材能够承受更大的载 荷，因此可以适当减小有效分布宽度。
在设计桥面板时，应充分考虑其材料 和结构特点，以确保安全性和经济性。
04
桥面板有效分布宽度的应用
桥梁设计
桥面板有效分布宽度是桥梁设计的重要参数，它影响着桥梁的承载能力和稳定性 。在桥梁设计中，需要考虑桥面板的有效分布宽度，以确保桥梁的结构安全和稳 定性。
在设计过程中，需要根据桥面板的有效分布宽度来选择合适的材料和结构形式， 以满足桥梁的承载能力和耐久性要求。
桥梁安全评估
复杂载荷作用下的有效分布宽度
总结词
桥面板的设计和计算
荷载旳双向传递
5
单向板：把边长或长宽比不小于等于2旳周围
支承板看作单由短跨承受荷载旳单向受力板来 设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。
双向板：边长或长宽比不不小于2旳周围支承
板，需按两个方向旳内力分别配置受力钢筋。
工程实践中最常见旳行车道板受力图式： 单向板，悬臂板，铰接悬臂板
6
2.2.2 车辆在板上旳分布
B
m0
b)
mc
a
c)
(mi-mc)Pi
mck
yi
1
d) Ω
43
✓ 均布荷载
➢
人群荷载：QA
a 2
(m0
mc
)
p0r
y
➢
履带荷载：QA
a 2 (m0 mc ) pl y
44
均布荷载支点剪力计算图 a)桥上荷载；b)m分布图； c)梁上荷载；d)QA影响线
a) A
(履带车荷载） (人群荷载)
B
b)
作用在桥面上旳车轮压力，经过桥面铺 装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，计 算时应较精确地将轮压作为分布荷载来 处理，既防止了较大旳计算误差，又能 节省桥面板旳材料用量。
7
车辆荷载在板面上旳分布
行 车 方 向
8
将轮压作为均布荷载
a2——车轮沿行车方向旳着地长度 b2——车轮旳宽度 矩形荷载压力面旳边长
30
铰接悬臂板旳内力
T形梁翼缘板常用铰接方式连接
M
AP
(1
)
P 4a
(l0
b1 ) 4
M Ag
1 2
gl02
M A M Ap M Ag （荷载组合系数）
31
桥面板旳计算示例
桥面板的设计与计算
可持续性发展
考虑桥面板的可持续性发展，采 用环保材料和制造工艺，降低对 环境的影响，同时实现经济和环 境的双重效益。
06
桥面板设计实例分析
某大桥的桥面板设计
桥面跨度与荷载
该大桥的桥面板跨度较大，需要承受的车辆和人群荷载也相应较大， 因此设计时需要充分考虑其承载能力。
材料选择
为了确保桥面板的耐久性和稳定性，该大桥的桥面板采用了高强度 钢材作为主要材料，并采用了防腐涂层以提高其耐久性。
能力；同时，CFRP材料的抗拉强度高，能够满足大跨度桥梁的设计要
求。
03
结构设计要点
在使用CFRP材料进行桥面板设计时，需要充分考虑材料的力学性能和
环境因素对其性能的影响，并进行相应的结构分析和优化设计。
新型桥面板结构的研究与展望
新型结构形式
为了满足现代桥梁工程对大跨度、轻质、高强等要求，研究者们不断探索新型的桥面板结 构形式。例如，采用新型的梁格体系、采用组合结构等。
钢材
钢材具有强度高、重量轻、 承载能力强等优点，但耐 腐蚀性较差，需要采取防 锈措施。
复合材料
复合材料由两种或多种材 料组成，具有多种材料的 优点，如强度高、重量轻、 耐腐蚀性好等。
02
桥面板的结构设计
结构设计要素
跨度与荷载
根据桥梁的跨度和荷载要求，确 定桥面板的尺寸和厚度。
材料选择
根据桥梁的使用环境和功能要求， 选择合适的材料，如钢材、混凝土 等。
连接方式
确定桥面板与其他结构部分的连接 方式，以确保整体结构的稳定性。
受力分析
静载分析
计算桥面板在静载作用下的受力 情况，包括垂直压力和水平推力。
活载分析
考虑车辆、人群等动态荷载对桥 面板的影响，进行受力分析。
混凝土桥面板的计算
混凝土桥面板的计算--kg
桥面板活载计算 4）垂直于跨径钢箱的荷载分布宽度 相对于85预应力规范，新规范中只在 桥面板跨中处考虑车轮重叠后的分布 跨度，支点及支点附近由于接近刚性 支撑不考虑车轮重叠的影响。 横向单向板与纵向ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ向板 两种结构类型的车轮重叠 是不相同的，横向单向板 车轮重叠是同一辆车前后 轮的重叠，d=1.4m，纵向 单向板车轮重叠是左右两辆 车车轮的重叠，d=1.3m。
纵向单向板
根据桥面板的安装方案及受力情况，主要进行以下检算： •预制板起吊状态有别于制造及安装状态，对这一状态分别进行正截面抗弯 强度，斜截面抗剪强度及裂缝宽度进行检算。 •连续状态检算：预制桥面板安装且湿接缝现浇后，其受力状态为连续板状 态，对这一状态分别进行截面强度、斜截面抗剪、裂缝宽度检算。 •两个体系叠加验算,因为两个体系都是纵向正应力，区别于横向单向板。
•大跨度箱梁断面，箱室宽度应该 增大一点减小悬臂长度
混凝土桥面板的计算--kg
断面中箱室的布置
4）景观的考虑，悬臂长度要与箱室宽度通过景观断面协调，一般在 箱室宽度达到2.5倍时耐看。
不同的箱室宽度悬臂比值，不同
的断面景观效果，显而易见，中
间箱室相对较美观，满足2.4倍。 现浇箱梁结构由于是整体固结断
混凝土桥面板的计算--kg
混凝土检算—纵向单向板 总体计算结果，第一系统桥面板最大拉应力为2.18Mpa，对应钢筋应力为： σss1=2.18*1000*200/2/2534.3=104.1Mpa。 运营状态裂缝计算考虑第一系统钢筋应力。
第一系统钢筋应力对应裂缝宽度为0.093mm，第二系统钢筋应力对应裂缝宽度为 0.07mm，合计为0.163mm。桥址所在场地属于I类环境地区，裂缝限制为0.2mm， 裂缝检算符合要求 同时考虑局部轮载（第二系统）和全桥整体计算（第一系统）荷载作用，则在全桥 桥面板上缘的最大压应力为：7.0+3.45=10.45Mpa<19.25Mpa，满足规范要求，桥 面板下缘最大压应力为：5.5+2.43=7.93Mpa<19.25Mpa，满足规范要求。
桥面板计算(增加配重计算完整最终版)2015.1.30(1)
宁夏永宁黄河桥公路大桥桥面板计算书2013-11-14工程名称: 宁夏永宁黄河公路大桥施工图设计桥面板计算一、概况与基本数据1.1概况宁夏永宁黄河桥公路大桥宽度36.5 m。
桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土，30cm桥面板，护栏采用钢防撞护栏。
1.2技术规范《公路工程技术标准》JTG B01－2003；《公路斜拉桥设计细则》JTG/T D65-01-2004；《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004。
1.3重要性系数结构重要性系数为1.1。
2．计算相关参数2.1 材料和荷载①主要材料混凝土：主梁采用C55高性能混凝土，弹性模量E=3.60x104MPa，容重γ=26.0KN/m3；HRB400普通钢筋：弹性模量E=2.0x105MPa，fsd=300MPa;桥面铺装：沥青混凝土容重γ=24.0KN/m3；铁砂混凝土容重：γ=35.0KN/m3②计算荷载恒载作用：结构自重；桥面铺装；护栏自重活载作用：公路-Ⅰ级二、主梁桥面板计算（箱梁内翼缘）跨中横隔板的间距是l a=6.0m，梁肋板间距为l b=16.4m，根据JTG D62-2004中4.1.1条的规定，l b/l a=16.4/6.0=2.73>2，故桥面板可按跨径为l a的单向板进行计算。
（尺寸如下图）2.1荷载标准值计算（1）横载内力计算（以纵向1m板条进行计算）①每延米板上的恒载g沥青混凝土面层g 1 : 0.1⨯1.0⨯24=2.4（kN/m ） 桥面板自重g 2 ：0.3⨯1.0⨯26=7.8（kN/m ）护栏自重g 3 ：3.74⨯6⨯2/6/5.87⨯1.0=1.28（kN/m ） 合计g :11.48（kN/m ） ②每延米板上的恒载内力先计算简支板的跨中和支点剪力，根据JTG D62-2004中4.1.2条，横隔板间的计算跨径按下列规定采用。
第四章 简支梁(板)桥设计计算
对于人群均布荷载情况，在荷载横向分布系数变 化区段内所产生的三角形荷载对内力的影响，可 用下式计算：
a ΔQ A = (m0 − mc ) ⋅ qr ⋅ y 2
计算弯矩，Pk = 0.75 × [180 +
360 − 180 (19.5 − 5)] = 178.5 kN 50 − 5
qk = 7.875 kN / m
§4.2
荷载横向分布计算
４.2.1 荷载横向分布计算原理 荷载横向分布计算所针对的荷载主要是活 载，因此又叫做活载横向分布计算。 梁桥作用荷载P时，结构的刚性使P在x、y方 向内同时传布，所有主梁都以不同程度参与工作。 可类似单梁计算内力影响线的方法，截面的内力 值用内力影响面双值函数表示，即
485
2
160
160
160 横剖面
160
16
14 130
15 485 485 1996 485
纵剖面
解：（1） 永久作用集度 主梁：
0.08 + 0.14 g1 = [0.18 × 1.30 + ( )(1.60 − 0.18)] × 25.0 = 9.76 kN / m 2
横隔梁：边主梁横隔板：
附加剪力由式（4-5）计算：
a ′ ΔQ0 q = (1 + μ ) ⋅ ξ ⋅ (m0 − mc ) ⋅ qk ⋅ y 2 = 1.296 × 1 × (0.438 − 0.538) × 7.875 × 0.916 = −2.29 kN
由式（4-4），公路－II级作用下，边主梁支点 的最大剪力为：
485
250号混凝土垫层（6～12cm)
中主梁横隔板：
g = 2 × 0.063 = 1.26 kN / m
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' QI '' Q1
48
S
III j
0.9SG 1.1S
第二章 简支板、梁桥-2
荷载系数提高的规定
S
I j
：汽车荷载效应占总荷载效应5％及以
上时，提高5％；33％及以上时，提高3％；50 ％及以上时，不再提高。
S III ：挂车或履带车荷载效应占总荷载效应 j
100％及以下时，提高3％；60％及以下时，提 高2％；45％及以下时，不再提高。
第二章 简支板、梁桥-2
21
履带荷载的分布宽度 a）单向板 b）悬臂板
自由边
a)
b)
第二章 简支板、梁桥-2 22
2.2.4 桥面板的内力计算
实体矩形截面桥面板：由弯矩控制
设计，设计时以每米宽的板条进行
计算。
第二章 简支板、梁桥-2
23
梁式单向板或悬臂板：由板的有效工作宽度得 到作用在每米宽板条上的荷载和其引起的弯矩。
(履带车荷载） (人群荷载) a) A B
b)
m0
c)
(m 0 mc) 或 (m 0 mc)
a m c 或 mc
2a/3 d) a/3 y
1
mc
主梁内力组合和包络图
为了按各种极限状态来设计钢筋混凝土
及预应力混凝土梁，就需要确定主梁沿
桥跨方向各个截面的计算内力（ S j ）
计算内力:将各类荷载引起的最不利内力 分别乘以相应的荷载安全系数后，按规 定的荷载组合而得到的内力值。
单向板 跨中弯矩mx呈曲线， 车轮荷载产生的跨中总弯矩为：
M m x dy a m x max
a为板的有效工作宽度
M a mx max
第二章 简支板、梁桥-2 10
桥面板的受力状态
截面弯矩图
第二章 简支板、梁桥-2
11
根据最大弯矩按矩形换算的有效工作宽度a
a)简支板，跨中单个荷载
板支承处分布。
第二章 简支板、梁桥-2 19
悬臂板的有效工作宽度
第二章 简支板、梁桥-2
20
《桥规》对悬臂板的活载有效工作宽度的规定：
a a2 2H 2b a1 2b
'
'
分布荷载靠近板边为最不利，故
a a1 l0
履带荷载，跨中和支点均取一米板宽板条按实 际荷载强度 p 进行计算。
按承载能力极限状态设计时，荷载组 合和荷载安全系数的规定
恒载与活载产生同号内力
荷载组合 I
' S I 1.2SG 1.4SQI j
'' S III 1.2SG 1.1SQ1 j
荷载组合III
恒载与活载产生异号内力
荷载组合I
荷载组合III
S 0.9SG 1.4S
≮
≮
《桥规》对单向板荷载有效工作宽度的规定
（a）荷载在跨径中间
单独一个荷载
l l 2 a a1 a2 2 H l 3 3 3
几个相邻荷载
l l a a1 d a2 2 H d 3 3
第二章 简支板、梁桥-2 16
（b）荷载在板的支承处
l a a1 t a2 2 H t 3
'
（c）荷载靠近板的支承处
ax a 2 x
'
第二章 简支板、梁桥-2 17
悬臂板受力状态
悬臂根部 弯矩图 自由边 自由边
≈
第二章 简支板、梁桥-2
18
悬臂板有效工作宽度
M0 Pl0 a 2.15l0 mx max 0.465P
可见，悬臂板的有效工作宽度接近于二
倍悬臂长度，荷载可近似按450角向悬臂
M支= - 0.7 M0
t / h >= 1/4 时， M中= + 0.7 M0 ，
M支= - 0.7 M0
M0 = M0p + M0g
第二章 简支板、梁桥-2 26
)
a）求跨中弯矩 b）求支点剪力
图2-2-10 单向板 的内力计算图式
M 0P
P b1 (1 ) (l ) 8a 2
8
将轮压作为均布荷载 a2——车轮沿行车方向的着地长度 b2——车轮的宽度 矩形荷载压力面的边长 沿纵向a1=a2+2H 沿横向b1=b2+2H 一个加重车后轮（轴重为P）作用于桥面 板上的局部分布荷载为
P p 2a1b1
第二章 简支板、梁桥-2 9
2.2.3 桥面板的有效工作宽度
2.3.1 主梁内力计算
2.3.2 荷载横向分布计算
2.3.3 结构挠度与预拱度计算
2.3.4 斜交板桥的受力性能
第二章 简支板、梁桥-2
38
2.3.1 主梁内力计算
小跨径简支梁：计算跨中截面的最大弯 矩、支点截面和跨中截面的剪力。 剪力：支点、跨中按直线变化 弯矩：二次抛物线 M 4M max x(l x)
（b1>= l0时）
（b1< l0时）
M AP
P b1 (1 ) (l0 ) 2a 2
M Ag 1 2 gl0 2
（荷载组合系数）
M A M Ap M Ag
第二章 简支板、梁桥-2 30
铰接悬臂板的内力
T形梁翼缘板常用铰接方式连接
M AP P b1 (1 ) (l0 ) 4a 4 M Ag 1 2 gl0 2
M A M Ap M Ag （荷载组合系数）
第二章 简支板、梁桥-2 31
桥面板的计算示例
计算如图所示T梁翼板所构成铰接悬臂板 的设计内力。 荷载：汽车一20级，挂车一100 桥面铺装为 2 cm厚的沥青混凝土面层 （容重为21KN/m3）、平均厚9cm的C25混 凝土面层（容重为23 kN／m3） T梁翼板钢筋混凝土的容重为25 kN／m3
简支梁计算支点截面剪力时，应计入m0、mc 的变化
QA Q QA
' A
计算分两种情况： 车轮荷载
QA (1 ) (mi mc ) Pi yi
0 a
第二章 简支板、梁桥-2
42
轮式荷载支点剪力计算图 a)桥上荷载；b)m分布图； c)梁上荷载；d)QA影响线
x
l2
大跨径简支梁，还应计算l/4截面、截面 变化处等的弯矩和剪力。
第二章 简支板、梁桥-2 39
恒载内力计算
等截面梁桥，恒载为均布荷载：横隔梁、铺装 层、人行道、栏杆等均摊给各主梁。
组合式梁桥，分阶段计算恒载内力。 预应力砼简支梁桥，恒载分为先期恒载和后期 恒载。
确定恒载g之后，按材力公式计算弯矩M和剪力 Q。
b)固结板，跨中单个荷载
c)简支板，全跨窄条荷载
d)简支板，1／4跨径处单个荷载
第二章 简支板、梁桥-2
12
有效工作宽度与支承条件、荷载性质及 位置的关系
两边固结的板的有效宽度比简支的小， 满布条形荷载比局部分布荷载的小， 荷载越接近支承边时越小。
第二章 简支板、梁桥-2
14
荷载有效分布宽度
M 0g 1 2 gl 8
gl0 Q支 (1 )( A1 y1 A2 y2 ) 2
P A1 2a
P A2 (a a ' ) 2 8aa'b1
悬臂板计算图式 a）铰接悬臂板 b）悬臂板
第二章 简支板、梁桥-2
29
悬臂板的内力
M AP P 2 (1 ) l0 4ab1
第二章 简支板、梁桥-2 40
活载内力计算
截面内力计算的一般公式：
S (1 ) mi P yi i
简支梁计算截面最大弯矩和跨中最大剪 力时，可近似采用不变的跨中mc，并可 利用等代荷载计算
S (1 ) mc k
第二章 简支板、梁桥-2 41
51
§2.2 桥面板的设计与计算
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4
桥面板的分类 车辆在板上的分布 桥面板的有效工作宽度 桥面板的内力计算
第二章 简支板、梁桥-2
1
2.2.1 桥面板的分类
行车道板：直接承受车辆轮压，与主梁
梁肋和横隔梁联结，保证梁的整体作用
并将活载传给主梁。
行车道板从结构形式上看都是周边支承 的板。
第二章 简支板、梁桥-2 6
2.2.2 车辆在板上的分布
作用在桥面上的车轮压力，通过桥面铺
装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，计
算时应较精确地将轮压作为分布荷载来
处理，既避免了较大的计算误差，又能
节约桥面板的材料用量。
第二章 简支板、梁桥-2
7
车辆荷载在板面上的分布
行 车 方 向
第二章 简支板、梁桥-2
第二章 简支板、梁桥-249内力包络图0 /4 /2 3 /4
弯矩包络图 Qmax Mmax 剪力包络图 Qmin
第二章 简支板、梁桥-2
50
内力包络图的作用
确定内力包络图之后，就可按钢筋
混凝土或预应力混凝土结构设计原
理和方法来设计整根梁内纵向主筋、
斜筋和箍筋，并进行各种验算。