行车道板计算例题

例一：一个前轴车轮作用下桥面板的内力计算

条件：（1）桥主梁跨径为19.5m ，桥墩中心距20 m ，横隔梁间距4.85 m ，桥宽为5×1.6+2×0.75=9.5 m ，主梁为5片。铺装层由沥青面层（0.03 m ，容重323/kN m ）和混凝土垫层（0.09m ，容重324/kN m ）组成。板厚120mm ，主梁宽180 mm ，肋高1300 mm （容重325/kN m ）。

（2）桥面荷载。公路Ⅰ级。

要求：确定板内弯矩

答案：（1）板类型判别

行车道平面尺寸：顺桥向4850a L mm =，横桥向1600b L mm =，见图1。

图1

/4850/1600 3.032a b L L ==>

根据《规范》JTG D62——2004第4.1.1条的规定行车道板为单向板，可取单位宽度来计算。

（2）计算跨度根据《规范》JTG D62——2004第4.1.2条的规定 计算弯矩时0(1600180120)1540l L t mm =+=-+=，此处120t mm =为板厚，180b b mm =为梁肋宽，梁肋高1300b h mm =

简力计算时016001801420l L mm ==-=

（3）每延米板上恒载g

沥青混凝土面层1g 0.03 1.0230.69/kN m ⨯⨯=

25号混凝土垫层2g 0.09 1.024 2.16/kN m ⨯⨯=

25号混凝土桥面板3g 0.12 1.025 3.0/kN m ⨯⨯=

5.85/i g g kN m ==∑

（4）简支条件下每延米宽度上恒载产生的板内力

2211 5.85 1.54 1.7388

og M gl kN m ==⨯⨯=⋅

（5）轮压区域尺寸，根据《规范》JTG D62——2004表4.3.1-2条的规定

汽车前轮的着地长度20.20a m =，宽度20.30b m =，见图1。前轴上的压力30kN ，此时桥面板上的轮压区域为：

1220.220.120.44a a h m =+=+⨯=

1220.320.120.54b b h m =+=+⨯=

此处h 为铺装层，由沥青混凝土面层和混凝土垫层组成

0.030.090.12h m =+=

（6）桥面板荷载的有效分布宽度a

1）车轮在板跨中部时，应用《规范》JTG D62——2004，式（4.3.1-2） 2220.44 1.54/30.953 1.02733l

l a a h m m =++=+=<=，应取1.027m 。 2）车轮在板跨边端时，应用《规范》JTG D62——2004，式（3.1.4-4）

220.440.120.56a a h t m '=++=+=，应取0.56m 。

因车辆最小轮距为1.3m ，而桥主梁间距为1.6m ，因此每一跨板内仅只作用有一个车轮，故板内的车轮荷载为/2P 。有效分布宽度见图2。

图2

（7）车辆荷载在桥面板中产生的内力

根据《通用规范》第4.3.2条第6款汽车荷载的局部加载的冲击系数采用1.3。所以车轮考虑冲击影响的增大系数1 1.3μ+=。

1300.54(1)() 1.3(1.54) 6.03828 1.0272

op b P M l kN m a μ=+-=⨯-=⋅⨯ （8）最终内力 由0.1210.09231.34

b t h ==<，故主梁抗扭能力较大。根据《通用规范》4.1.2条得

板面板跨中弯矩 0.5o M M =中

板面板支座弯矩 0.7o M M =-支

根据《通用规范》4.1.6条得

0.51.2 1.73 1.4 6.03) 5.26/M kN m =⨯+⨯=中（

0.71.2 1.73 1.4 6.03)7.36/M kN m =-⨯+⨯=-支（

由于板内可不核算剪力，故Q 的计算从略。

例二：单向车道桥面板的内力计算

条件：（1）桥主梁跨径为19.5m ，桥墩中心距20 m ，横隔梁间距4.85 m ，桥宽为5×1.6+2×0.75=9.5 m ，主梁为5片。铺装层由沥青面层（0.03 m ，容重323/kN m ）和混凝土垫层（0.09m ，容重324/kN m ）组成。板厚120mm ，主梁宽180 mm ，肋高1300 mm （容重325/kN m ）。

（2）桥面荷载。公路Ⅰ级。

要求：确定板内弯矩

答案：（1）板类型判别

行车道平面尺寸：顺桥向4850a L mm =，横桥向1600b L mm =，见图1。

图1

/4850/1600 3.032a b L L ==>

根据《规范》JTG D62——2004第4.1.1条的规定行车道板为单向板，可取单位宽度来计算。

（2）计算跨度根据《规范》JTG D62——2004第4.1.2条的规定 计算弯矩时0(1600180120)1540l L t mm =+=-+=，此处120t mm =为板厚，180b b mm =为梁肋宽，梁肋高1300b h mm =

简力计算时016001801420l L mm ==-=

（3）每延米板上恒载g

沥青混凝土面层1g 0.03 1.0230.69/kN m ⨯⨯=

25号混凝土垫层2g 0.09 1.024 2.16/kN m ⨯⨯=

25号混凝土桥面板3g 0.12 1.025 3.0/kN m ⨯⨯=

5.85/i g g kN m ==∑

（4）简支条件下每延米宽度上恒载产生的板内力

2211 5.85 1.54 1.7388og M gl kN m ==⨯⨯=⋅

（5）轮压区域尺寸，根据《规范》JTG D62——2004表4.3.1-2条的规定

选取荷载：根据轴距、轴重以及板纵向跨度，可取用两后轴或两中轴加前轴，考虑应以重轴为主。

单个车轮居于板跨中时，汽车后轮的着地长度20.20a m =，宽度20.60b m =，见图1。后轴上的压力140kN ，此时桥面板上的轮压区域为：