行車道板計(jì)算例題

1、例一：一個(gè)前軸車輪作用下橋面板的內(nèi)力計(jì)算條件:（1）橋主梁跨徑為19.5m,橋墩中心距20 m,橫隔梁間距4.85m,橋?qū)挒?X1.6+2X0.75=9.5 m，主梁為5片。鋪裝層由瀝青面層（0.03 m，容重 23kN/m3 ）和混凝土墊層（0.09m，容重 24kN/m3）組成。板厚120mm，主梁寬180 mm,肋高1300 mm （容重25kN/m3）。（2）橋面荷載。公路I級(jí)。要求：確定板內(nèi)彎矩答案:（1）板類型判別行車道平面尺寸：順橋向L = 4850mm，橫橋向L = 1600mm，見圖1。圖1L /七=4850/1600 = 3.03 2根據(jù)規(guī)范JTG D622004第4.1.

2、1條的規(guī)定行車道板為單向板，可取單位寬度來(lái)計(jì)算。1 / 12（2）計(jì)算跨度根據(jù)規(guī)范JTG D622004第4.1.2條的規(guī)定計(jì)算彎矩時(shí) l = L0 +1 = （1600-180 +120） = 1540mm，此處 t = 120mm 為 板厚，bb=180mm為梁肋寬，梁肋高勺=1300mm間力計(jì)算時(shí) l = L = 1600 180 = 1420mm（3）每延米板上恒載&瀝青混凝土面層 g 10.03 x1.0 x 23 = 0.69kN / m25 號(hào)混凝土墊層 g20.09x1.0 x 24 = 2.16kN/m25 號(hào)混凝土橋面板 g30.12x1.0 x 25 = 3.0kN/mg

3、 =Z g = 5.85kN/mi（4）間支條件下每延米寬度上恒載產(chǎn)生的板內(nèi)力M = 8 gl 2 = 1 x 5.85 x 1.542 = 1.73kN - m（5）輪壓區(qū)域尺寸，根據(jù)規(guī)范JTG D622004表4.3.1-2條的規(guī)定汽車前輪的著地長(zhǎng)度 =0.20m， 寬度2 =0.30m， 見圖1。前軸 上的壓力30kN，此時(shí)橋面板上的輪壓區(qū)域?yàn)椋贺?% + 2h = 0.2 + 2 x 0.12 = 0.44 m-=b2 + 2h = 0.3 + 2 x 0.12 = 0.54 m此處h為鋪裝層，由瀝青混凝土面層和混凝土墊層組成h = 0.03 + 0.09 = 0.12m（6）橋面板荷

4、載的有效分布寬度a4.3.1-2）a = a + 2h + - = 0.44 +1.54/3 = 0.953m 2 = 1.027m，應(yīng)取 1.027m。2332）車輪在板跨邊端時(shí)，應(yīng)用規(guī)范JTG D622004，式（3.1.4-4）a = a2 + 2h +1 = 0.44 + 0.12 = 0.56m，應(yīng)取 0.56m。因車輛最小輪距為1.3m，而橋主梁間距為1.6m，因此每一跨板內(nèi) 僅只作用有一個(gè)車輪，故板內(nèi)的車輪荷載為尸/2。有效分布寬度見圖 2。圖2（7）車輛荷載在橋面板中產(chǎn)生的內(nèi)力根據(jù)通用規(guī)范第4.3.2條第6款汽車荷載的局部加載的沖擊系 數(shù)采用1.3。所以車輪考慮沖擊影響的增大系

5、數(shù)1 + =1.3。P b300.54M = （1+r）8- （/ -艾）=1.3 x 8 1 027（L54 ）= 6.03kN - m（8）最終內(nèi)力由土 =些=0.0923 2根據(jù)規(guī)范JTG D622004第4.1.1條的規(guī)定行車道板為單向 板，可取單位寬度來(lái)計(jì)算。計(jì)算跨度根據(jù)規(guī)范JTG D622004第4.1.2條的規(guī)定計(jì)算彎矩時(shí) l = L0 +1 = (1600-180 +120) = 1540mm，此處 t = 120mm 為 板厚，bb = 180mm為梁肋寬，梁肋高h(yuǎn)b = 1300mm間力計(jì)算時(shí) l = L = 1600 180 = 1420mm每延米板上恒載&瀝青混凝土面層

6、 g 10.03 x1.0 x 23 = 0.69kN / m25 號(hào)混凝土墊層 g20.09x1.0 x 24 = 2.16kN/m25 號(hào)混凝土橋面板 g30.12x1.0 x 25 = 3.0kN/mg =Z g = 5.85kN/mi（4）簡(jiǎn)支條件下每延米寬度上恒載產(chǎn)生的板內(nèi)力M = 1 gl 2 = 8 X 5.85 X 1.542 = .73kN m(5)輪壓區(qū)域尺寸，根據(jù)規(guī)范JTG D622004表4.3.1-2條的規(guī)定選取荷載：根據(jù)軸距、軸重以及板縱向跨度，可取用兩后軸或 兩中軸加前軸，考慮應(yīng)以重軸為主。單個(gè)車輪居于板跨中時(shí)，汽車后輪的著地長(zhǎng)度= 0.20m，寬度 b2 = 0

7、.60m，見圖1。后軸上的壓力140kN，此時(shí)橋面板上的輪壓區(qū)域 為：a1 = a2 + 2h = 0.2 + 2 x 0.12 = 0.44 mb1= b2 + 2h = 0.6 + 2 x 0.12 = 0.84 m此處h為鋪裝層，由瀝青混凝土面層和混凝土墊層組成h = 0.03 + 0.09 = 0.12m（6）橋面板荷載的有效分布寬度a1）車輪在板跨中部時(shí)，應(yīng)用規(guī)范JTG D622004，式（4.3.1-2） a = a + 2h + - = 0.44 +1.54/3 = 0.953m 2 = 1.027m，應(yīng)取 1.027m。2332）車輪在板跨邊端時(shí)，應(yīng)用規(guī)范JTG D622004

8、，式（3.1.4-4）a = a2 + 2h +1 = 0.44 + 0.12 = 0.56m，應(yīng)取 0.56m。因車輛橫向最小輪距為1.3m，而橋主梁間距為1.6m，因此每一 跨板內(nèi)沿橫向僅只作用有一個(gè)車輪；a = 1.027mb1= 0.84m，所以計(jì)算跨中彎矩時(shí)， 車輪荷載集度為常數(shù)，采用跨中有效分布寬度.計(jì)算。根據(jù)通用規(guī)范第4.3.2條第6款汽車荷載的局部加載的沖擊系 數(shù)采用1.3。所以車輪考慮沖擊影響的增大系數(shù)1 + L1.3。P r b1400.84、M = （1+ h）8 （1 - 刁）=1.3 x （1.54一 2 ） = 24.81S - m（8）最終內(nèi)力由土 =些=0.09

9、23 2根據(jù)規(guī)范JTG D622004第4.1.1條的規(guī)定行車道板為單向板，可取單位寬度來(lái)計(jì)算。（2）計(jì)算跨度根據(jù)規(guī)范JTG D622004第4.1.2條的規(guī)定板的平均厚度：t = 0.15 xL + .5 x 0.4 x 0.05 = 0.16m1.0計(jì)算彎矩時(shí)l = L +1 = （2200 -200 +160） = 2160mm （此處t = 160mm 為板厚，bb = 200mm為梁肋寬），不大于主梁肋中距2.2 m，故計(jì)算跨 度 l = 2.16m。簡(jiǎn)力計(jì)算時(shí) l = L0 = 2200 - 200 = 2000mm（3）每延米板上恒載集度g鋪裝層自重g 10.08 x1.0 x

10、24混凝土橋面板自重g 20.16 x1.0 x 25恒載集度gg =Z g =5.92kN/mi（4）簡(jiǎn)支條件下每延米寬度上恒載產(chǎn)生的板內(nèi)力M = 8 gl 2 =1 x 5.92 x 2.162 = 3.45kN - m（5）車輛荷載的輪壓區(qū)域尺寸選取荷載：根據(jù)軸距、軸重以及板縱向跨度，可取用兩后軸或 兩中軸加前軸，考慮應(yīng)以重軸（后軸）為主。輪載分布：輪壓區(qū)域尺寸，根據(jù)規(guī)范JTG D622004表4.3.1-2條的規(guī)定，汽車后輪的著地長(zhǎng)度 =0.20m， 寬度氣=0.60 m。此時(shí)橋面板上的輪壓區(qū)域?yàn)?a1 = a2 + 2h = 0.2 + 2 x 0.08 = 0.36mb1= b2

11、+ 2h = 0.6 + 2 x 0.08 = 0.76m此處h為鋪裝層厚，h = 0.08m（6）橋面板荷載的有效分布寬度a因車輛橫向輪距為i.8m，而橋主梁間距為2.2m，考慮荷載不利 布置，因此每一跨板內(nèi)沿橫橋向僅只作用有一個(gè)車輪（布置在橫橋向 跨中）。1）車輪在板跨中部時(shí)A、單個(gè)車輪居于板跨中時(shí)，應(yīng)用規(guī)范JTG D622004, 式（4.3.1-2）a = a2 + 2h + - = 0.36 + 2.16/3 = 1.08m 2 = 1.44m，應(yīng)取 1.44m。車輛荷載的軸距如圖2所示，分析表明，兩中軸、兩后軸各自的 有效分布寬度發(fā)生重疊，應(yīng)取兩后軸車輪居于板跨中進(jìn)行計(jì)算。B、2個(gè)

12、車輪居于板跨中時(shí)，應(yīng)用規(guī)范JTG D622004, 式（4.3.1-2）a = a + 2h + d + - = 0.36 +1.4 + 2.16/3 = 2.48m 2 + d = 2.84m ， 應(yīng) 取2332.84m。車輛荷載的軸距如圖2所示，分析表明，兩中軸、兩后軸各自的 有效分布寬度發(fā)生重疊，應(yīng)取兩后軸車輪居于板跨中進(jìn)行計(jì)算。一，項(xiàng)c c I / I7 Cli d |. 、7_.-圖22）車輪在板跨邊端時(shí)，單個(gè)車輪時(shí)，應(yīng)用規(guī)范JTG D622004，式（3.1.4-4）a = a2 + 2h +1 = 0.36 + 0.16 = 0.52m，應(yīng)取 0.52m。因a = 0.52m b廣0.76m，所以計(jì)算跨中彎矩時(shí)， 車輪荷載集度為常數(shù)，采用跨中有效分布寬度.計(jì)算。根據(jù)通用規(guī)范第4.3.2條第6款汽車荷載的局部加載的沖擊系 數(shù)采用1.3。所以車輪考慮沖擊影響的增大系數(shù)1 + =1.3。M = (1+R) (l -給=1.3 x 140 x 2 (2.16 - 076) = 28.52kN - m op8a28 x 2.842最終內(nèi)力由土 = O.16 故主梁抗扭能力較大。根據(jù)通用規(guī)范4.1.2 hb 1.5 - 0.16 4條得板面板跨中彎矩 M