桥面板的设计及计算

p/4
a2
b1
a1
l0=71 l0=71
a1
45° b1
a
140
a1
h
36
作业
题目同 P211 例题 2-3-1 荷载改为汽车-15级和挂车-80 平均厚11cm的C25混凝土面层
h
37
§2.3 简支梁桥内力计算
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
a a 2 2 H 2 b ' a 1 2 b '
分布荷载靠近板边为最a不利a，1故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。
h
21
履带荷载的分布宽度 a）单向板 b）悬臂板
a)
h
自由边
b)
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。
t / h < 1/4 时，
M中= + 0.5 M0 ， M支= - 0.7 M0
t / h >= 1/4 时， M中= + 0.7 M0 ，
M支= - 0.7 M0
M0 = M0p + M0g
h
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(1)8 P a(lb 2 1)
M0g
1 gl2 8
Q 支 g 2 0 l(1 )A (1y 1 A 2y 2)
A1
P 2a
A2 8aPa'b1 (aa')2
悬臂板计算图式 a）铰接悬臂板 b）悬臂板
h
29
悬臂板的内力
（b1>= l0时）
MAP(1)4a P1 bl02
M AP (1 )2 P a(l0b 2 1)
（b1< l0时）
h
10
桥面板的受力状态
截面弯矩图
h
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
➢ 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
h
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。
h
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
h
14
荷载有效分布宽度
≮ ≮
《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
几个相邻荷载
aa 13 la 22H 3 l3 2l
aa 1d3 la 22 H d3 l
h
16
（b）荷载在板的支承处
（c）荷载靠近板的支a 承处' a1ta22Ht3 l
ax a' 2x
h
➢ 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
2 a1b1
h
9
2.2.3 桥面板的有效工作宽度
单向板 ➢ 跨中弯矩mx呈曲线， ➢ 车轮荷载产生的跨中总弯矩为：
➢ a为板的有M 效工作宽 度 m xd ya m xmax
M a
m x max
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。
h
7
车辆荷载在板面上的分布
行 车 方 向
h
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
h
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。
双向板：按弹性理论进行分析。在工程实践中常用简化的计算 方法或现成的图表来计算。
h
24
多跨连续单向板的内力
行车道板和主梁梁肋的支承条件，不是固端也不是铰支而是弹性固结。板的受力如多跨连续梁。
h
25
用简支梁的跨中弯矩加以修正：
§2.2 桥面板的设计与计算
2.2.1 桥面板的分类 2.2.2 车辆在板上的分布 2.2.3 桥面板的有效工作宽度 2.2.4 桥面板的内力计算
h
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。
MAg
1 2
g
l02
MAMApMAg
（荷载组合系数）
h
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 (1 )4 P a(l0b 4 1)
M（A荷g载组合系12数）g l02
MAMApMAg
h
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
h
4
荷载的双向传递
h
5
单向板：把边长或长宽比大于等于2的周边支承板看作单由短跨承 受荷载的单向受力板来设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。
双向板：边长或长宽比小于2的周边支承板，需按两个方向的内力 分别配置受力钢筋。
工程实践中最常见的行车道板受力图式：单向板，悬臂板，铰接悬臂板
h
6
2.2.2 车辆在板上的分布
h
2
梁格系构造和桥面板的支承形式
横隔板 a)
横截面 内纵板
横梁 纵梁
梁格仰视图
h
翼缘板自由键 铰接键
3
结构形式：具有主梁和横隔梁的简单梁格系(图a) ，具有主梁、 横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b)，其桥面板实际上都是周边支 承的板。
荷载的双向传递：周边支承的板，若长边/短边大于2，荷载即 往短边传递。
／m3） T梁翼板钢筋混凝土的容重为25 kN／m3
h
32
铰接悬臂行车道板（单位：cm）
h
33
悬臂上的荷载图式
h
34
挂车-100的计算图式（尺寸：m）
p/4 90 b2
p/4
H=11
a2
b1
a1
l0=71 l0=71
45°
b1
a1
120
a1
c
h
35
汽车-20级的计算图式（尺寸：m）
p/2
be
17
▪悬臂板受力状态
悬臂根部 弯矩图
自由边≈Leabharlann h自由边18
悬臂板有效工作宽度
可见，悬臂板的a 有 效工m 作M 宽x度m 0 接近a于 x 二倍 悬0 臂 长.4 P 度，0 荷6 lP 载可5 近 似2 按.451 0角向l5 0 悬臂板支承处分布。
h
19
悬臂板的有效工作宽度
h
20
《桥规》对悬臂板的活载有效工作宽度的规定：