簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算-橋面板

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1、簡(jiǎn) 支 梁 橋 計(jì) 算5-3 行 車 道 板 計(jì) 算 主 要 內(nèi) 容 ： 概 述 行 車 道 板 的 計(jì) 算 荷 載 橫 向 分 布 計(jì) 算 主 梁 內(nèi) 力 計(jì) 算橫 隔 梁 內(nèi) 力 計(jì) 算重 點(diǎn) ： 行 車 道 板 的 計(jì) 算 ； 主 梁 內(nèi) 力 計(jì) 算難 點(diǎn) ： 荷 載 有 效 分 布 寬 度 簡(jiǎn) 支 梁 橋 的 計(jì) 算 橋 梁 工 程 計(jì) 算 的 內(nèi) 容1.內(nèi) 力 計(jì) 算 : 橋 梁 工 程 、 基 礎(chǔ) 工 程 課 程 解 決2.變 形 計(jì) 算 :3.截 面 計(jì) 算 : 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 課 程 解 決 簡(jiǎn) 支 梁 橋 的 計(jì) 算 構(gòu) 件 1.上 部 結(jié) 構(gòu) : 主 梁 、 橫 梁

2、 、 橋 面 板 (本 章 ) 2.支 座 : (第 六 章 ) 3.下 部 結(jié) 構(gòu) : 橋 墩 、 橋 臺(tái) (第 八 章 )； 基 礎(chǔ) (基 礎(chǔ) 工 程 )(通 常 是 上 述 計(jì) 算 構(gòu) 件 依 次 進(jìn) 行 計(jì) 算 )一 、 概 述 計(jì) 算 過(guò) 程 內(nèi) 力 計(jì) 算截 面 配 筋 驗(yàn) 算開 始擬 定 尺 寸 是 否 通 過(guò)計(jì) 算 結(jié) 束 否 是 上 部 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 作 用 （ 荷 載 ）結(jié) 構(gòu) 重 力預(yù) 應(yīng) 力活 載日 照 溫 差 二 、 行 車 道 板 計(jì) 算1、 行 車 道 板 的 類 型 行 車 道 板 : 在 公 路 橋 梁 中 ， 橋 面 板 直 接 承 受 輪 壓 荷載

3、和 環(huán) 境 荷 載 ， 把 荷 載 傳 遞 給 主 梁 。 是 受 超 載 、 腐蝕 、 疲 勞 等 不 利 因 素 影 響 最 直 接 的 構(gòu) 件 。分 類 單 向 板 （ ） 雙 向 板 （ ） 少 用 懸 臂 板 （ 的 裝 配 式 T梁 ,當(dāng) 翼 板 的 端 邊 是自 由 邊 ） 鉸 接 板 （ 的 裝 配 式 T梁 ,當(dāng) 相 鄰 翼 板 在 端部 互 相 做 成 鉸 接 接 縫 的 情 況 ）2/ ba ll 2/ ba ll 2/ ba ll 2/ ba ll 圖 1 梁 格 系 構(gòu) 造 和 橋 面 板 的 支 承 形 式 2、 車 輪 荷 載 在 板 上 的 分 布 車 輪 荷

4、載 近 似 為 a2b2(縱 、 橫 )的 分 布 荷 載 （ a2、 b2的 值 見(jiàn) 表 1）對(duì) 于 水 泥 、 瀝 青 混 凝 土 面 層 ， 荷 載 近 似 地 成 45 擴(kuò) 散 。作 用 在 橋 面 板 頂 面 的 矩 形 荷 載 壓 力 面 的 邊 長(zhǎng) :作 用 在 橋 面 板 上 的 輪 壓 注 : P-后 軸 的 軸 重 （ 140KN ）Haa 2 21 Hbb 221 112 baPp 表 1 車 輛 荷 載 的 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 項(xiàng) 目 單位 技 術(shù) 指 標(biāo) 項(xiàng) 目 單位 技 術(shù)指 標(biāo)車 輛 重 力標(biāo) 準(zhǔn) 值 kN 550 輪 距 m 1.8前 軸 重 力標(biāo) 準(zhǔn) 值

5、kN 30 前 輪 著 地 寬 度及 長(zhǎng) 度 m 0.3 0.2中 軸 重 力標(biāo) 準(zhǔn) 值 kN 2 120 中 、 后 輪 著 地寬 度 及 長(zhǎng) 度 m 0.6 0.2后 軸 重 力標(biāo) 準(zhǔn) 值 kN 2 140 車 輛 外 形 尺 寸(長(zhǎng) 寬 ) m 15 2.5軸 距 m 3+1.4+7+1.4 圖 3 車 輛 荷 載 在 板 面 上 的 分 布 3、 有 效 工 作 寬 度 （ 荷 載 有 效 分 布 寬 度 ） （ 1） 單 向 板 1） 計(jì) 算 原 理 外 荷 載 產(chǎn) 生 的 分 布 彎 矩 mx 外 荷 載 產(chǎn) 生 的 總 彎 矩 分 布 彎 矩 的 最 大 值 mxmax dymM

6、 x 圖 4 行 車 道 板 的 受 力 狀 態(tài) 設(shè) 板 的 有 效 工 作 寬 度 為 a 假 設(shè)可 得 maxxx madymM maxxmMa 有 效 工 作 寬 度 假 設(shè) 保 證 了 兩 點(diǎn) ：a） 總 體 荷 載 與 外 荷 載 相 同b） 局 部 最 大 彎 矩 與 實(shí) 際 分 布 相 同 通 過(guò) 有 效 工 作 寬 度 假 設(shè) 將 空 間 分 布 彎 矩 轉(zhuǎn) 化 為 矩形 彎 矩 分 布需 要 解 決 的 問(wèn) 題 ： mxmax的 計(jì) 算 影 響 mxmax的 因 素 ：1） 支 承 條 件 ： 雙 向 板 、 單 向 板 、 懸 臂 板2） 荷 載 長(zhǎng) 度 ： 單 個(gè) 車 輪

7、 、 多 個(gè) 車 輪 作 用3） 荷 載 到 支 承 邊 的 距 離 圖 5 根 據(jù) 最 大 彎 矩 按 矩 形 換 算 的 有 效 工 作 寬 度 2） （ 彈 性 固 結(jié) 支 承 的 ） 單 向 板 的 荷 載 有 效 寬 度 a的規(guī) 定a） 荷 載 位 于 板 的 中 央 地 帶 單 個(gè) 荷 載 作 用 （ 如 圖 6a ) 多 相 鄰 靠 近 的 荷 載 作 用 （ 如 圖 6b )注 意 : P值 的 選 用 l板 的 計(jì) 算 跨 徑 d最 外 兩 個(gè) 荷 載 的 中 心 距 離 32323 21 llHalaa 32323 21 lldHaldaa 圖 6 荷 載 有 效 分 布

8、寬 度 b） 荷 載 位 于 支 承 邊 處 t板 的 厚 度c） 荷 載 靠 近 支 承 邊 處 （ 如 圖 6c ) ax = a+2x x荷 載 離 制 成 邊 緣 的 距 離 3221 ltHataa 圖 6 荷 載 有 效 分 布 寬 度 （ 2） 懸 臂 板 （ 如 圖 7） 當(dāng) 板 端 作 用 集 中 力 P時(shí) ， 受 載 板 條 的 最 大 彎 矩 ： mxmax -0.465P 而 荷 載 引 起 的 總 彎 矩 為 M 0= - P lo 取 a=2l0 00max0 15.2465.0 lPPlMMa x 圖 7 懸 臂 板 受 力 狀 態(tài) 規(guī) 范 規(guī) 定 懸 臂 板 的

9、 活 載 有 效 分 布 寬 度 為 ： a = a1+2b a2+2H+2b （ 分 布 荷 載 p作 用 在 板 邊 時(shí) a = a1+2l0） b為 承 重 板 上 荷 載 壓 力 面 外 側(cè) 邊 緣 至 懸 臂 根 部 的 距 離 。圖 8 懸 臂 板 的 有 效 工 作 寬 度 圖 10 主 梁 扭 轉(zhuǎn) 對(duì) 行 車 道 板 受 力 的 影 響4、 橋 面 板 內(nèi) 力 計(jì) 算 （ 1） 多 跨 連 續(xù) 單 向 板 的 內(nèi) 力固 端 梁 連 續(xù) 梁彈 性 固 結(jié) 1） 彎 矩 計(jì) 算 模 式 假 定圖 11 彎 矩 計(jì) 算 模 式 實(shí) 際 受 力 狀 態(tài) ： 彈 性 支 承 連 續(xù) 梁

10、簡(jiǎn) 化 計(jì) 算 公 式 ： 當(dāng) t/h1/4時(shí) ：跨 中 彎 矩 Mc = +0.5M0支 點(diǎn) 彎 矩 Ms = -0.7M0 當(dāng) t/h1/4時(shí) ：跨 中 彎 矩 Mc = +0.7M0 支 點(diǎn) 彎 矩 M s = -0.7M0M0按 簡(jiǎn) 支 梁 計(jì) 算 的 跨 中 彎 矩 (見(jiàn) 下 一 頁(yè) )0qi0gGi0 MMM Q Gi第 i個(gè) 永 久 作 用 效 應(yīng) 的 分 項(xiàng) 系 數(shù) ， 應(yīng) 按 表 4.1.6的 規(guī)定 采 用 ； Q1汽 車 荷 載 效 應(yīng) (含 汽 車 沖 擊 力 、 離 心 力 )的 分 項(xiàng) 系 數(shù) ，取 Q1=1.4。 Qj在 作 用 效 應(yīng) 組 合 中 除 汽 車 荷

11、載 效 應(yīng) (含 汽 車 沖 擊 力 、離 心 力 )、 風(fēng) 荷 載 外 的 其 他 第 j個(gè) 可 變 作 用 效 應(yīng) 的 分 項(xiàng) 系 數(shù) ，取 Qj =1.4， 但 風(fēng) 荷 載 的 分 項(xiàng) 系 數(shù) 取 Qj =1.1； mi 1 nj 20Sud 0（ G iSG iK Q 1SQ 1K yc Q jSQ jK）基 本 組 合 表5.1 永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)編號(hào)作用類別永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有利時(shí)1混凝土和圬工結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力) 1.2 1.0鋼結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力) 1.1或1.22預(yù)加力1.2 1.03土的重力1.2 1.04混凝土的

12、收縮及徐變作用1.0 1.05土側(cè)壓力1.4 1.06水的浮力1.0 1.0 7基礎(chǔ)變位作用混凝土和圬工結(jié)構(gòu)0.5 0.5鋼結(jié)構(gòu)1.0 1.0注：本表編號(hào)1中，當(dāng)鋼橋采用鋼橋面板時(shí)，永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.1；當(dāng)采用混凝土橋面板時(shí)，取1.2。 2） 考 慮 有 效 工 作 寬 度 后 的 跨 中 彎 矩 （ 如 圖 12a） 活 載 彎 矩恒 載 彎 矩 注 ： l的 取 值 。3） 考 慮 有 效 工 作 寬 度 后 的 支 點(diǎn) 剪 力 （ 如 圖 12b）不 考 慮 板 和 主 梁 的 彈 性 固 結(jié) 作 用 車 輪 布 置 在 支 承 附 近 20 81 glM g )(1(2 221

13、10 yAyAglQs 圖 12 單 向 板 內(nèi) 力 計(jì) 算 圖 式a）b） （ 2） 懸 臂 板 的 內(nèi) 力1） 計(jì) 算 模 式 假 定鉸 接 懸 臂 板 車 輪 作 用 在 鉸 縫 上懸 臂 板 車 輪 作 用 在 懸 臂 端 2） 鉸 接 懸 臂 板 活 載恒 載注 ： 此 處 的 l0為 鉸 接 雙 懸 臂 板 的 凈 跨 徑 。)4(4)1( 10 blaPMsp 2021 glMsg 3） 懸 臂 板 活 載或 恒 載 )(),2(2)1()2()1( )(,4)1(21)1( 0110101 0120120 時(shí)時(shí) lbblaPblpbM lblabPplMspsp 2021 gl

14、M sg 例 題 5-1計(jì) 算 如 圖 所 示 鉸 接 懸 臂 板 的 彎 矩 。荷 載 為 汽 車 -20級(jí) 。 橋 面 鋪 裝 為 10cm的 瀝 青 混 凝 土面 層 的 容 重 為 26KN/m3。 T梁 板 的 容 重 為 26KN/m3。凈 跨 徑 為 140cm。 試 計(jì) 算 行 車 道 板 根 部 的 恒 載 彎 矩與 活 載 彎 矩 。注 ： 由 橋 規(guī) 2.3.1條 得 汽 車 -20級(jí) 后 輪 著 地 長(zhǎng) 度a1=0.20m ,寬 度 b1=0.60m， 沖 擊 系 數(shù) =0.3 b=16 瀝 青 混 凝 土 橋 面 鋪 裝 （ 10cm）2L0=140L=156尺 寸

15、單 位 ： cm 2） 鉸 接 懸 臂 板 活 載恒 載注 ： 此 處 的 l0為 鉸 接 雙 懸 臂 板 的 凈 跨 徑 。2021 glMsg b 2 20(1 ) ( )4 4Ap bPM La （ 一 ） 汽 車 荷 載 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 力 ：荷 載 對(duì) 懸 臂 根 部 有 效 分 布 寬 度 ：沖 擊 系 數(shù) ：作 用 于 每 米 寬 板 條 上 的 彎 矩 ： m4.02.02.0H2aa 12 m8.02.06.0H2bb 12 (1 ) 1.3 2 02 0.4 1.4 1.8a a L m 2 0 130 0.8(1 ) ( ) 1.3 (0.7 ) 11.74 4 4 1.8 4Ap bPM La KN.m （ 二 ） 恒 載 及 其 內(nèi) 力1.每 延 米 板 上 的 恒 載 ： 瀝 青 混 凝 土 面 層 ：T梁 翼 板 自 重 ：合 計(jì) ：2.每 米 寬 板 條 的 恒 載 內(nèi) 力 ：彎 矩 ： 6.2260.11.0 KN/m0.08 0.22 1.0 2.6 3.9 /2 KN m 5.6gg i KN/m21 6.5 0.7 1.592AGM KN.m