行车道板的计算

1、第一节第一节 行车道板的计算行车道板的计算一、行车道板的类型一、行车道板的类型二、车轮荷载在板上的分布二、车轮荷载在板上的分布三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度四、行车道板的内力计算四、行车道板的内力计算一、行车道板的类型一、行车道板的类型lblblalalalalblblb2(a)(b)(c)(d)横截面内纵梁横隔梁主梁翼缘板自由边铰接缝图 梁格构造和桥面板的支承形式PP已知：四边支承的板，承受均布荷载已知：四边支承的板，承受均布荷载 ，长边分配的均布荷载为长边分配的均布荷载为 ，短边分配的均，短边分配的均布荷载为布荷载为 ， 和和 分别为长边和短边分别为长边和短边的计算跨径。的计算跨

2、径。 为板的抗弯刚度。为板的抗弯刚度。qaqbqalblPPa2P2Pa2Pb2lb,Ila,IwawbwPbP Pa图 荷 载 的 双 向 传 递b长边跨中挠度：长边跨中挠度： 短边跨中挠度：短边跨中挠度：根据：根据：可得：可得：当当故长边跨分配的荷载小于短边跨分配的荷载。故长边跨分配的荷载小于短边跨分配的荷载。EIlqkwaaa4 EIlqkwbbb4 babaqqqww ,qlllqbaba444 qlllqbaab444 时，时，2 ballbaqq161 EI一、行车道板的类型一、行车道板的类型1. 单向板单向板：一块四边支承的矩形板，当长边与短边之比大于和等于：一块四边支承的矩形板

3、，当长边与短边之比大于和等于2时，荷时，荷载的绝大部分沿短跨方向传递，此时可将其视为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单由短跨承受荷载的单向的单向受力板（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。要适当配置一些分布钢筋即可。2. 双向板双向板：对于长短边之比小于：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。跨两方向传递，称双向板。设计需按两个方向的内力分别

4、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。由于用钢量稍大，构造较复杂，目前已很少采用。3. 悬臂板悬臂板：对于常见的长边与短边之比大于和等于：对于常见的长边与短边之比大于和等于2的装配式的装配式T 形梁桥，当翼形梁桥，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。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. 铰接悬臂板铰接悬臂板：对于常见的长边与短边之比大于和等于：对于常见的长边与短边之比大于和等于2的装配式的装配式

5、T 形梁桥，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。端铰接的铰接悬臂板进行计算。一、行车道板的类型一、行车道板的类型 分布荷载分布荷载：由于板的计算跨径：由于板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说不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是很大，故在计算中应将轮压作为分布荷载来处理，以免造作为分布荷载来处理，以免造成较大的计算误差，节约桥面成较大的计算误差，节约桥面板的材料用量板的材料用量 近似地把车轮与桥面的接触面近似地把车轮与桥面的接触面看作矩形；荷载在铺装

6、层内的看作矩形；荷载在铺装层内的扩散按扩散按45 作用与砼桥面板顶面的矩形荷作用与砼桥面板顶面的矩形荷载压力的边长为载压力的边长为hbbhaa221212 沿沿横横向向：沿沿纵纵向向：二、车轮荷载在板上的分布二、车轮荷载在板上的分布bbhaa4 5o45o图 车 辆 荷 载 在 桥 面 板 上 的 分 布行车方向ba122221h）车车轮轮的的宽宽度度（）长长度度（车车轮轮沿沿行行车车方方向向的的着着地地铺铺装装层层的的厚厚度度图图中中：m6 . 0m2 . 011bah 当车辆荷载作用于桥面板上的当车辆荷载作用于桥面板上的局部分布荷载为：局部分布荷载为： （对于车辆荷载，（对于车辆荷载，P取

7、后轴轴载取后轴轴载140kN）222baPp 二、车轮荷载在板上的分布二、车轮荷载在板上的分布22baPp轮轮 bbhaa4 5o45o图 车 辆 荷 载 在 桥 面 板 上 的 分 布行车方向ba122221h120301.47.01.415.03.02.51.8120140140 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。参与工作。三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度yxxxya22blad

8、ymxmxmaxwxl2awxwyp(a)(b)图 桥面板的受力状态截面弯矩图2Mdymmamaxxx maxmax即有：即有：形，形，代替实际的曲线分布图代替实际的曲线分布图设想以矩形：设想以矩形：1. 单向板单向板得：弯矩图形的换算宽度为：得：弯矩图形的换算宽度为： a 的大小与板的的大小与板的支承条件、荷载性质支承条件、荷载性质以及以及荷载作用位置荷载作用位置有关有关弯弯矩矩值值荷荷载载中中心心处处的的最最大大单单宽宽弯弯矩矩车车轮轮荷荷载载产产生生的的跨跨中中总总maxxmMmaxxmMa 求，又方便计算。求，又方便计算。矩最大值的要矩最大值的要生的总弯矩，既满足弯生的总弯矩，既满足弯

9、受车轮荷载产受车轮荷载产效分布宽度，以此板承效分布宽度，以此板承或荷载有或荷载有板的有效工作宽度，板的有效工作宽度，ayxxxyladymxmx m a xwxl2wxwyp(a )(b )图 桥 面 板 的 受 力 状 态截 面 弯 矩 图2ab22a三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度 1. 单向板单向板 荷载有效分布宽度特点：荷载有效分布宽度特点： 两边固结板的有效工作宽度比简支板小两边固结板的有效工作宽度比简支板小（30%40%）全跨满布条形荷载的有效分布宽度比局全跨满布条形荷载的有效分布宽度比局部分布荷载小部分布荷载小荷载愈靠近支承边，有效工作宽度愈小荷载愈靠近支承边，有效工作宽

10、度愈小 桥规（桥规（D62）4.1.3 计算整体单向板时，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：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：）平行于板的跨径方向的荷载分布宽度：三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度hbb21 a+2h+tbaaadlllta=a+2h+t+2xa=aa=132l3x( a )( b )( c )ba图 荷 载 有 效 分 布 宽 度板 的 计 算 跨 径d :相 邻 车 轮 间 的 净 距板 的 厚 度222211+2h+1b （2）垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：）垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：1）单个

11、车轮在板的跨径中部：）单个车轮在板的跨径中部：2）多个相同车轮在板的跨径中部，当）多个相同车轮在板的跨径中部，当 各单个车轮按上式计算的荷载分布各单个车轮按上式计算的荷载分布 宽度有重叠时：宽度有重叠时：3）车轮在板的支承处：）车轮在板的支承处：4）车轮在板的支承附近（距离为）车轮在板的支承附近（距离为）：）： 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，有效分布宽度可以近似地按45线过渡。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。注：按以上公式计算的所有分布宽度，均

12、不得大于板的全宽。llhaa32321 且且dlldhaa 32321thaa 21xthaax221 三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度 1. 单向板单向板 a+2h+tbaaadlllta=a+2h+t+2xa=aa=132l3x(a)(b)(c)ba图 荷载有效分布宽度板的计算跨径d:相邻车轮间的净距板的厚度222211+2h+1三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度bb2. 悬臂板：悬臂板：弯矩等效矩形的换算宽度为：弯矩等效矩形的换算宽度为：即，悬臂板的有效工作宽度接近于即，悬臂板的有效工作宽度接近于2倍悬臂长度，即荷载可近似倍悬臂长度，即荷载可近似地按地按45向悬臂板支承处分

13、布。向悬臂板支承处分布。maxxmMa 00PlM 荷荷载载引引起起总总弯弯矩矩：大大负负荷荷载载中中心心处处悬悬臂臂根根部部最最00max15. 2465. 0lPPlmMaxo ylawxmxmxm axx45o45o0 x02l0 x0ywxwy(b)(a)P图 悬 臂 板 受 力 状 态自 由 边自 由 边b22a三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度Pmx465. 0max 弯矩：弯矩：2. 悬臂板：悬臂板：D624.1.5： 垂直于悬臂板跨径垂直于悬臂板跨径方向的车轮荷载分布宽度，可按下方向的车轮荷载分布宽度，可按下式进行计算：当式进行计算：当C2.5m时时分布荷载靠近板边的最不

14、利情况：分布荷载靠近板边的最不利情况：于是：于是：chaa2)2(1 线线至至腹腹板板外外边边缘缘的的距距离离分分布布线线的的外外边边的的外外缘缘，通通过过铺铺装装层层轮轮着着地地尺尺寸寸平平行行于于悬悬臂臂板板跨跨径径的的车车045cP2a1+2h+2ca=a2c = lohP2P21b1aa1+ 2 hP2b2a24 5oCa1+2h+2Ca=b1+ 2 ha1+2h4 5o1b1a(b )(a )图 悬 臂 板 的 荷 载 分 布 宽 度三、板的有效工作宽度三、板的有效工作宽度012)2(lhaa 0lc等等于于悬悬臂臂板板的的跨跨径径3. 悬臂板悬臂板 最大弯矩：车轮荷载靠板的边缘布置最大弯矩：车轮荷载靠板的边缘布