行车道板的计算分解
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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)
已知:四边支承的板,承受均布荷载 q , 长边分配的均布荷载为 qa ,短边分配的均 l a 和 lb 分别为长边和短边 布荷载为 qb , 的计算跨径。EI 为板的抗弯刚度。
长边跨中挠度: 短边跨中挠度:
l a ,I l b ,I
Pb
2
P
Pb
2
Pa
2
ql wa k EI
可得:
4 a a
ql wb k EI
y
mx
l0
自由边
y P
0
M a m x max
荷载引起总弯矩: M 0 Pl0
2l0
0
45
o
a
a2
x
45
o
b2
wx wy
自由边
x
荷载中心处悬臂根部最 大负
m xmax
弯矩: m x max 0.465 P
wx
x
Mo Pl0 a 2.15l0 m x max 0.465 P
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
b2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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:
P p p a2b2 2a2 b2
P轮
b1
45
b2
30 120 120 140 140
行 车 方 向
h
o
h
b2
45
a2
a2
1.8
2.5
3.0
1.4 15.0
7.0
1.4
图 车辆荷载在桥面板上的分布
a1
o
三、板的有效工作宽度
计算原因:板在局部分布荷载作用下,不仅直接承压部分(宽度 a2 )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。
(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。
x p x
b2 l
x
wx
图 桥面板的受力状态
a 的大小与板的支承条件、荷载性质以及荷载作用位置有关
(a)
y
l 截面弯矩图 2
dy
(b)
y
mx m xmax
设想以矩形: a m x max
x
a2
p x
wx
图 桥面板的受力状态
a mx y w max m x dy M
a2
x
b2 l
a
代替实际的曲线分布图 形, 即有: w x
三、板的有效工作宽度
1. 单向板
M —车轮荷载产生的跨中总 弯矩 m x max — 荷载中心处的最大单宽 弯矩值
一、行车道板的类型
1. 单向板:一块四边支承的矩形板,当长边与短边之比大于和等于2时,荷 载的绝大部分沿短跨方向传递,此时可将其视为单由短跨承受荷载的单向 受力板(简称单向板)。设计时,在短跨方向配受力筋,而在长跨方向只 要适当配置一些分布钢筋即可。
2. 双向板:对于长短边之比小于2的四边支承的矩形板,荷载将沿短跨和长 跨两方向传递,称双向板。设计需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。 由于用钢量稍大,构造较复杂,目前已很少采用。
宽度有重叠时:
3)车轮在板的支承处: 4)车轮在板的支承附近(距离为χ):
a a1 2h t
a x a1 2h t 2 x
但不大于车轮在板的跨径中部的分布宽度。即荷载由支点向跨中移动时 ,有效分布宽度可以近似地按45º 线过渡。
注:按以上公式计算的所有分布宽度,均不得大于板的全宽。
3. 悬臂板:对于常见的长边与短边之比大于和等于2的装配式T 形梁桥,当翼 缘板的端边为自由边(实际是三边支承的板)时,可以像边梁外侧的翼缘 板一样,作为沿短跨一端嵌固而另一端为自由端的悬臂板来分析。 4. 铰接悬臂板:对于常见的长边与短边之比大于和等于2的装配式T 形梁桥, 当相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝时,可将行车道板视作一端嵌固一 端铰接的铰接悬臂板进行计算。
4 b b
根据: wa wb , q qa qb
4 lb qa 4 4 q la l b 4 la qb 4 4 q la l b
w wa wb
Pa P b P
Pa
2
图
1 当 la qb 2时,qa 16 lb
故长边跨分配的荷载小于短边跨分配的荷载。
荷载的双向传递
第一节
行车道板的计算
一、行车道板的类型 二、车轮荷载在板上的分布 三、板的有效工作宽度 四、行车道板的内力计算
一、行车道板的类型
P
横截面
P
lb
lb
lb
内纵梁
lb lb 2
la
横隔梁 翼缘板 自由边 主梁
la
(a)
( b)
(c)
(d )
图 梁格构造和桥面板的支承形式
la
la
铰接缝
一、行车道板的类型
二、车轮荷载在板上的分布
分布荷载:由于板的计算跨径 相对于轮压的分布宽度来说不 是很大,故在计算中应将轮压 作为分布荷载来处理,以免造 成较大的计算误差,节约桥面 板的材料用量 近似地把车轮与桥面的接触面 看作矩形;荷载在铺装层内的 扩散按45º
图中:h — 铺装层的厚度 a1 — 车轮沿行车方向的着地长度( 0.2m) b1 — 车轮的宽度( 0.6m) b1
三、板的有效工作宽度
1. 单向板
d:相邻车轮间的净距 l
板的计算跨径 板的厚度
l
b
b
a= a1+2h+t+2x
x
t
l
2l a=a1+2h+ 1 < 3 3
b2
a= a1 +2h+t
b2
a2
a
a
d
a2
(a)
(b)
(c)
图
荷载有效分布宽度
三、板的有效工作宽度
2. 悬臂板: 弯矩等效矩形的换算宽度为:
(a)
b b1 2h
a
a2
全跨满布条形荷载的有效分布宽度比局
三、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
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)
已知:四边支承的板,承受均布荷载 q , 长边分配的均布荷载为 qa ,短边分配的均 l a 和 lb 分别为长边和短边 布荷载为 qb , 的计算跨径。EI 为板的抗弯刚度。
长边跨中挠度: 短边跨中挠度:
l a ,I l b ,I
Pb
2
P
Pb
2
Pa
2
ql wa k EI
可得:
4 a a
ql wb k EI
y
mx
l0
自由边
y P
0
M a m x max
荷载引起总弯矩: M 0 Pl0
2l0
0
45
o
a
a2
x
45
o
b2
wx wy
自由边
x
荷载中心处悬臂根部最 大负
m xmax
弯矩: m x max 0.465 P
wx
x
Mo Pl0 a 2.15l0 m x max 0.465 P
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
b2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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:
P p p a2b2 2a2 b2
P轮
b1
45
b2
30 120 120 140 140
行 车 方 向
h
o
h
b2
45
a2
a2
1.8
2.5
3.0
1.4 15.0
7.0
1.4
图 车辆荷载在桥面板上的分布
a1
o
三、板的有效工作宽度
计算原因:板在局部分布荷载作用下,不仅直接承压部分(宽度 a2 )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。
(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。
x p x
b2 l
x
wx
图 桥面板的受力状态
a 的大小与板的支承条件、荷载性质以及荷载作用位置有关
(a)
y
l 截面弯矩图 2
dy
(b)
y
mx m xmax
设想以矩形: a m x max
x
a2
p x
wx
图 桥面板的受力状态
a mx y w max m x dy M
a2
x
b2 l
a
代替实际的曲线分布图 形, 即有: w x
三、板的有效工作宽度
1. 单向板
M —车轮荷载产生的跨中总 弯矩 m x max — 荷载中心处的最大单宽 弯矩值
一、行车道板的类型
1. 单向板:一块四边支承的矩形板,当长边与短边之比大于和等于2时,荷 载的绝大部分沿短跨方向传递,此时可将其视为单由短跨承受荷载的单向 受力板(简称单向板)。设计时,在短跨方向配受力筋,而在长跨方向只 要适当配置一些分布钢筋即可。
2. 双向板:对于长短边之比小于2的四边支承的矩形板,荷载将沿短跨和长 跨两方向传递,称双向板。设计需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。 由于用钢量稍大,构造较复杂,目前已很少采用。
宽度有重叠时:
3)车轮在板的支承处: 4)车轮在板的支承附近(距离为χ):
a a1 2h t
a x a1 2h t 2 x
但不大于车轮在板的跨径中部的分布宽度。即荷载由支点向跨中移动时 ,有效分布宽度可以近似地按45º 线过渡。
注:按以上公式计算的所有分布宽度,均不得大于板的全宽。
3. 悬臂板:对于常见的长边与短边之比大于和等于2的装配式T 形梁桥,当翼 缘板的端边为自由边(实际是三边支承的板)时,可以像边梁外侧的翼缘 板一样,作为沿短跨一端嵌固而另一端为自由端的悬臂板来分析。 4. 铰接悬臂板:对于常见的长边与短边之比大于和等于2的装配式T 形梁桥, 当相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝时,可将行车道板视作一端嵌固一 端铰接的铰接悬臂板进行计算。
4 b b
根据: wa wb , q qa qb
4 lb qa 4 4 q la l b 4 la qb 4 4 q la l b
w wa wb
Pa P b P
Pa
2
图
1 当 la qb 2时,qa 16 lb
故长边跨分配的荷载小于短边跨分配的荷载。
荷载的双向传递
第一节
行车道板的计算
一、行车道板的类型 二、车轮荷载在板上的分布 三、板的有效工作宽度 四、行车道板的内力计算
一、行车道板的类型
P
横截面
P
lb
lb
lb
内纵梁
lb lb 2
la
横隔梁 翼缘板 自由边 主梁
la
(a)
( b)
(c)
(d )
图 梁格构造和桥面板的支承形式
la
la
铰接缝
一、行车道板的类型
二、车轮荷载在板上的分布
分布荷载:由于板的计算跨径 相对于轮压的分布宽度来说不 是很大,故在计算中应将轮压 作为分布荷载来处理,以免造 成较大的计算误差,节约桥面 板的材料用量 近似地把车轮与桥面的接触面 看作矩形;荷载在铺装层内的 扩散按45º
图中:h — 铺装层的厚度 a1 — 车轮沿行车方向的着地长度( 0.2m) b1 — 车轮的宽度( 0.6m) b1
三、板的有效工作宽度
1. 单向板
d:相邻车轮间的净距 l
板的计算跨径 板的厚度
l
b
b
a= a1+2h+t+2x
x
t
l
2l a=a1+2h+ 1 < 3 3
b2
a= a1 +2h+t
b2
a2
a
a
d
a2
(a)
(b)
(c)
图
荷载有效分布宽度
三、板的有效工作宽度
2. 悬臂板: 弯矩等效矩形的换算宽度为:
(a)
b b1 2h
a
a2
全跨满布条形荷载的有效分布宽度比局
三、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