教学课件：第六章-行车道板计算.ppt

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1、桥梁工程,第五章 混凝土简支梁桥第三节 混凝土简支梁桥的计算,第三节 混凝土简支梁桥的计算,设计计算步骤：,1 初步拟定结构物各构件的截面形式和细部尺寸,2 确定作用在各构件上的荷载,3 计算结构各部分可能产生的最不利内力,4 强度刚度稳定性验算,一、概述,第三节 混凝土简支梁桥的计算,第三节 混凝土简支梁桥的设计,计算项目：,主梁横隔梁行车道板支座,第三节 混凝土简支梁桥的设计,计算内容：,恒载内力计算活载内力计算作用效应组合结构设计计算强度、刚度、稳定性局部承压计算预应力混凝土的锚下混凝土施工验算吊装、落架,（一）桥面板的分类,整体式T型梁桥行车道板的实际状态：,二、桥面板的计算,整体式T

2、型梁桥行车道板的简化模型：,简化结果：沿短边方向支承的单向板简化条件：长：宽2简化理由：沿长边方向传递的荷载不足6%，可以忽略,装配式T型梁桥行车道板的实际状态：,三边支承，第四边自由或铰接,装配式T型梁桥行车道板的简化模型：,简化条件：长：宽2简化结果：沿短边方向支承的悬臂板或铰接悬臂版,小结：,整体式T型梁桥,单向板,装配式T型梁桥,悬臂板,铰接悬臂板,1车辆荷载在板上的分布,将轮压作为分布荷载处理 将车轮与桥面的接触面看作 a2b2的矩形面积。对混凝土或沥青面层，荷载偏安全地假定呈 45 角扩散。,纵向,横向,车轮分布荷载：,车轮荷载轴重,（二）桥面板的内力分析,2 板的有效工作宽度（荷

3、载的有效分布宽度）,问题的提出：局部荷载作用，板在多大范围内参与受力。,a 弯矩图形的换算宽度，定义为板的有效工作宽度，或荷载有效分布宽度。,考虑有效分布宽度的荷载集度：,（1）板的有效工作宽度的定义,数值分析的结果板有效工作宽度与三个因素有关：板的支撑条件；荷载性质；荷载位置。,1）单向板（a）荷载在跨径中间,l为板的计算跨径，计算弯矩时，l=l0+t且不超过l0+b计算剪力时，l=l0,（2）钢筋混凝土桥规规定：,且不小于2l/3。,对于单独一个荷载,当多个荷载作用于板跨中时,且不小于,1）单向板（a）荷载在跨径中间,1)单向板（b）荷载在板的支承处时,1)单向板（c）当荷载作用于靠近板支

4、承处时,1)单向板,悬臂板的有效工作宽度近似等于悬臂长度的2倍，即荷载可近似按 45角向悬臂板支承处分布,2)悬臂板,2)悬臂板,刚度极大，近于固结,实际，弹性固结,刚度极小，近于铰支座,若主梁的抗扭刚度很大，板的行为就接近于固端梁。,若主梁的抗扭刚度极小，板与梁肋的连接就接近于自由转动的铰接，板的受力就类似多跨连续梁体系。,实际上，行车道板和主梁梁肋的连接情况，既不是固接，也不是铰接，而应是考虑为弹性固接。,（三）行车道板的内力计算,1 多跨连续单向板的内力,构造上，行车道板与主梁梁肋整体连结，板与主梁共同作用，板是弹性固结的多跨连续体系。目前在桥梁设计中通常采用规范提供的简便近似方法进行计

5、算。,实体矩形行车道板由弯矩控制设计，习惯取 1 米宽板条进行计算。,（1）跨中最大弯矩计算：,首先计算出跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩 M0，再乘以相应的修正系数，得支点、跨中截面的设计弯矩，弯矩修正系数可根据板厚t和梁肋高度h的比值来选用。,采用简化的计算方法,弯矩的简化计算方法：,弯矩M0的计算方法：,对汽车荷载（单独一个轮载）：,对恒载：,(1+)车辆荷载的冲击系数，对于行车道板取1.3。,（2）支点剪力的计算：,最不利荷载位置：尽量靠近梁肋边缘,恒载剪力：,跨内作用一个车轮荷载的剪力：,其中：,2 铰接悬臂板的内力,（1）弯矩（MAP）：,最不利荷载位置：车轮荷载对中布

6、置于铰接处，铰内的剪力为零，两相邻悬臂板各承受半个车轮荷载。,活载弯矩：,恒载弯矩：,作用一个轮载的情况,2 铰接悬臂板的内力,（2）剪力（VAP）：,作用一个轮载的情况,活载剪力：,恒载剪力：,3 悬臂板的内力,（1）弯矩（MAP）：,最不利荷载位置：车轮荷载靠板的边缘布置（b1=b2 h）,作用一个轮载的情况,活载弯矩：,3 悬臂板的内力,（1）弯矩：,活载弯矩：,3 悬臂板的内力,（1）弯矩：,恒载弯矩：,3 悬臂板的内力,（1）弯矩（MAP）：,（2）剪力（VAP）：,（四）作用效应组合,承载能力极限状态设计基本组合：,正常使用极限状态设计短期效应组合：,正常使用极限状态设计长期效应组

7、合：,典型例题分析：,例5-1：计算图示T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力。桥面铺装为30mm沥青混凝土面层（重度为23kN/m3）和平均厚90mm混凝土垫层（重度为24kN/m3），T型梁翼板的重度为25 kN/m3。采用车辆荷载进行计算。,六、练习,计算图示T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力。设计荷载：公路级。桥面铺装为5cm沥青混凝土面层（重度为21kN/m3）和15cm防水混凝土垫层（重度为25kN/m3）。,计算图示T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力。设计荷载：公路级。桥面铺装为5cm沥青混凝土面层（重度为21kN/m3）和15cm防水混凝土垫层（重度为25kN/m3）。,解：（一）恒载内力（以纵向1m宽的板进行计算）1每米板上的恒载集度,解：（二）公路级车辆荷载产生的内力,铺装层总厚H=0.05+0.15=0.20m，则板上荷载压力面的边长为,由图可知：重车后轴两轮的有效分布宽度重叠，则铰缝处纵向两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度,解：（二）公路级车辆荷载产生的内力,冲击系数取1.3 作用于每米宽板条上的弯矩为：,相应于每米宽板条活载最大弯矩时的每米宽板条上的剪力为：,解：（三）荷载组合,基本组合：,短期效应组合：,长期效应组合：,练习,T型梁桥的行车道板的计算模型有几种？各对应于哪种实际桥梁结构？什么是行车道板的有效工作宽度？如何确定？,