橋面板的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-212.2 橋面板的設(shè)計(jì)與計(jì)算 n2.2.1 橋面板的分類n2.2.2 車輛在板上的分布n2.2.3 橋面板的有效工作寬度n2.2.4 橋面板的內(nèi)力計(jì)算第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-222.2.1 橋面板的分類n行車道板：直接承受車輛輪壓，與主梁梁肋和橫隔梁聯(lián)結(jié)，保證梁的整體作用并將活載傳給主梁。n行車道板從結(jié)構(gòu)形式上看都是周邊支承的板。第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-23梁格系構(gòu)造和橋面板的支承形式 橫隔板內(nèi)縱板橫截面橫梁縱梁梁格仰視圖a)翼緣板自由鍵鉸接鍵第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-24n結(jié)構(gòu)形式：具有主梁和橫隔梁的簡(jiǎn)單梁格系(圖a) ，具有主梁、橫梁和內(nèi)縱梁的復(fù)雜梁格系(圖b)，其橋面板實(shí)

2、際上都是周邊支承的板。 n荷載的雙向傳遞：周邊支承的板，若長(zhǎng)邊/短邊大于2，荷載即往短邊傳遞。第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-25荷載的雙向傳遞 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-26n單向板：把邊長(zhǎng)或長(zhǎng)寬比大于等于2的周邊支承板看作單由短跨承受荷載的單向受力板來設(shè)計(jì)，在長(zhǎng)跨方向僅布置分布鋼筋。n雙向板：邊長(zhǎng)或長(zhǎng)寬比小于2的周邊支承板，需按兩個(gè)方向的內(nèi)力分別配置受力鋼筋。n工程實(shí)踐中最常見的行車道板受力圖式：?jiǎn)蜗虬?，懸臂板，鉸接懸臂板第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-272.2.2 車輛在板上的分布n作用在橋面上的車輪壓力，通過橋面鋪裝層擴(kuò)散分布在鋼筋混凝土板面上，計(jì)算時(shí)應(yīng)較精確地將輪壓作為分布荷載來處理，既避免了較大的計(jì)算誤

3、差，又能節(jié)約橋面板的材料用量。 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-28車輛荷載在板面上的分布 行車方向第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-29n將輪壓作為均布荷載a2車輪沿行車方向的著地長(zhǎng)度b2車輪的寬度n矩形荷載壓力面的邊長(zhǎng)沿縱向a1=a2+2H 沿橫向b1=b2+2Hn一個(gè)加重車后輪（軸重為P）作用于橋面板上的局部分布荷載為112baPp 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-2102.2.3 橋面板的有效工作寬度n單向板跨中彎矩mx呈曲線，車輪荷載產(chǎn)生的跨中總彎矩為：a為板的有效工作寬度maxxxmadymMmaxxmMa 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-211橋面板的受力狀態(tài) 截面彎矩圖第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-212根據(jù)最大彎矩按矩形換算

4、的有效工作寬度aa)簡(jiǎn)支板，跨中單個(gè)荷載b)固結(jié)板，跨中單個(gè)荷載c)簡(jiǎn)支板，全跨窄條荷載d)簡(jiǎn)支板，14跨徑處單個(gè)荷載第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-214n有效工作寬度與支承條件、荷載性質(zhì)及有效工作寬度與支承條件、荷載性質(zhì)及位置的關(guān)系位置的關(guān)系兩邊固結(jié)的板的有效寬度比簡(jiǎn)支的小，滿布條形荷載比局部分布荷載的小，荷載越接近支承邊時(shí)越小。荷載有效分布寬度 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-216橋規(guī)對(duì)單向板荷載有效工作寬度的規(guī)定（a）荷載在跨徑中間n單獨(dú)一個(gè)荷載 n幾個(gè)相鄰荷載llHalaa323232132321ldHaldaa第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-217（b）荷載在板的支承處（c）荷載靠近板的支承處3221ltHa

5、taaxaax2第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-218懸臂板受力狀態(tài) 懸臂根部彎矩圖自由邊自由邊第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-219n懸臂板有效工作寬度n可見，懸臂板的有效工作寬度接近于二倍懸臂長(zhǎng)度，荷載可近似按450角向懸臂板支承處分布。00max015. 2465. 0lPPlmMax第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-220懸臂板的有效工作寬度 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-221n橋規(guī)對(duì)懸臂板的活載有效工作寬度的規(guī)定：n分布荷載靠近板邊為最不利，故n履帶荷載，跨中和支點(diǎn)均取一米板寬板條按實(shí)際荷載強(qiáng)度 p 進(jìn)行計(jì)算。12222babHaa01laa第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-222履帶荷載的分布寬度a）單向板 b）懸臂板 自由邊a)

6、b)第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-2232.2.4 橋面板的內(nèi)力計(jì)算n實(shí)體矩形截面橋面板：由彎矩控制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)以每米寬的板條進(jìn)行計(jì)算。第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-224n梁式單向板或懸臂板：由板的有效工作寬度得到作用在每米寬板條上的荷載和其引起的彎矩。n雙向板：按彈性理論進(jìn)行分析。在工程實(shí)踐中常用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法或現(xiàn)成的圖表來計(jì)算。第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-225多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力n行車道板和主梁梁肋的支承條件，不是固端也不是鉸支而是彈性固結(jié)。板的受力如多跨連續(xù)梁。第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-226n用簡(jiǎn)支梁的跨中彎矩加以修正：nt / h = 1/4 時(shí)， M中= + 0.7 M0 ， M支= - 0.7 M0n

7、M0 = M0p + M0gna）求跨中彎矩nb）求支點(diǎn)剪力n圖2-2-10 單向板的內(nèi)力計(jì)算圖式 )2(8)1 (10blaPMP2081glMg)(1 (222110yAyAglQ支aPA21212)(8aabaaPA第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-229懸臂板計(jì)算圖式 a）鉸接懸臂板 b）懸臂板第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-230懸臂板的內(nèi)力 （b1= l0時(shí)） （b1 l0時(shí)） （荷載組合系數(shù)） 2014)1 (labPMAP)2(2)1 (10blaPMAP2021glMAgAgApAMMM第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-231鉸接懸臂板的內(nèi)力T形梁翼緣板常用鉸接方式連接 （荷載組合系數(shù)）)4(4)1 (10b

8、laPMAP2021glMAgAgApAMMM第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-232橋面板的計(jì)算示例n計(jì)算如圖所示T梁翼板所構(gòu)成鉸接懸臂板的設(shè)計(jì)內(nèi)力。n荷載：汽車一20級(jí)，掛車一100n橋面鋪裝為 2 cm厚的瀝青混凝土面層（容重為21KN/m3）、平均厚9cm的C25混凝土面層（容重為23 kNm3）nT梁翼板鋼筋混凝土的容重為25 kNm3 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-233鉸接懸臂行車道板（單位：cm） 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-234懸臂上的荷載圖式 第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-235掛車-100的計(jì)算圖式（尺寸：m） l0=71 l0=71120a1a1b1a1a2p/445c90p/4b2b1H=11第二章

9、 簡(jiǎn)支板、梁橋-236 汽車-20級(jí)的計(jì)算圖式（尺寸：m） l0=71 l0=71140a1a1b1aa1a2p/2p/445beb1第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-237作業(yè)n題目同 P211 例題 2-3-1n荷載改為汽車-15級(jí)和掛車-80n平均厚11cm的C25混凝土面層第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-2382.3 簡(jiǎn)支梁橋內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支梁橋內(nèi)力計(jì)算 n2.3.1 主梁內(nèi)力計(jì)算n2.3.2 荷載橫向分布計(jì)算n2.3.3 結(jié)構(gòu)撓度與預(yù)拱度計(jì)算n2.3.4 斜交板橋的受力性能第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-2392.3.1 主梁內(nèi)力計(jì)算n小跨徑簡(jiǎn)支梁：計(jì)算跨中截面的最大彎矩、支點(diǎn)截面和跨中截面的剪力。剪力：支點(diǎn)、跨中按直

10、線變化彎矩：二次拋物線n大跨徑簡(jiǎn)支梁，還應(yīng)計(jì)算l/4截面、截面變化處等的彎矩和剪力。)(42maxxlxlMMx第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-240恒載內(nèi)力計(jì)算n等截面梁橋，恒載為均布荷載：橫隔梁、鋪裝層、人行道、欄桿等均攤給各主梁。n組合式梁橋，分階段計(jì)算恒載內(nèi)力。n預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支梁橋，恒載分為先期恒載和后期恒載。n確定恒載g之后，按材力公式計(jì)算彎矩M和剪力Q。第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-241活載內(nèi)力計(jì)算n截面內(nèi)力計(jì)算的一般公式：n簡(jiǎn)支梁計(jì)算截面最大彎矩和跨中最大剪力時(shí)，可近似采用不變的跨中mc，并可利用等代荷載計(jì)算iiiyPmS)1 (kmSc)1 (第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-242n簡(jiǎn)支梁計(jì)算支點(diǎn)截面剪力

11、時(shí)，應(yīng)計(jì)入m0、mc的變化n計(jì)算分兩種情況：車輪荷載AAAQQQaiiciAyPmmQ0)()1 (輪式荷載支點(diǎn)剪力計(jì)算圖 a)橋上荷載；b)m分布圖； c)梁上荷載；d)QA影響線 c)mck(mi-mc)PiPid)yi1a)AB0mcab)m第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-244均布荷載人群荷載：履帶荷載：ypmmaQrcA00)(2ypmmaQlcA)(20均布荷載支點(diǎn)剪力計(jì)算圖 a)橋上荷載；b)m分布圖； c)梁上荷載；d)QA影響線ccmam或cmm0cm()或)(cm0ma/32a/3y1a)b)c)d)(人群荷載)(履帶車荷載）AB0m第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-246主梁內(nèi)力組合和包絡(luò)圖n

12、為了按各種極限狀態(tài)來設(shè)計(jì)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土梁，就需要確定主梁沿橋跨方向各個(gè)截面的計(jì)算內(nèi)力（ ）n計(jì)算內(nèi)力:將各類荷載引起的最不利內(nèi)力分別乘以相應(yīng)的荷載安全系數(shù)后，按規(guī)定的荷載組合而得到的內(nèi)力值。 jSn 、 荷載組合I、III 相應(yīng)的計(jì)算內(nèi)力（彎矩或剪力）；n 永久荷載中結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的內(nèi)力（彎矩或剪力）；n 基本可變荷載中汽車（包括沖擊力）、人群產(chǎn)生的內(nèi)力；n 基本可變荷載中平板掛車或履帶車產(chǎn)生的內(nèi)力。IjSIIIjSGS1QS 1QS第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-248按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載組合和荷載安全系數(shù)的規(guī)定 n恒載與活載產(chǎn)生同號(hào)內(nèi)力荷載組合 I 荷載組合III n恒載與活載產(chǎn)生異號(hào)內(nèi)力荷載組合I 荷載組合III 4 . 12 . 1QIGIjSSS 11 . 12 . 1QGIIIjSSS4 . 19 . 0QIGIjSSS 11 . 19 . 0QGIIIjSSS第二章 簡(jiǎn)支板、梁橋-249荷載系數(shù)提高的規(guī)定n ：汽車荷載效應(yīng)占總荷載效應(yīng)5及以上時(shí)，提高5；33及以上時(shí)，提高3；50及以上時(shí)，不再提高