橋梁工程梁橋計算

1、橋梁工程橋梁工程Bridge Engineering主主 講：魏召蘭講：魏召蘭(2012-2013學年學年 第二學期第二學期)四川農(nóng)業(yè)大學城鄉(xiāng)建設(shè)學院四川農(nóng)業(yè)大學城鄉(xiāng)建設(shè)學院第三章第三章 梁橋計算梁橋計算第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算第三節(jié)第三節(jié) 預(yù)應(yīng)力束計算預(yù)應(yīng)力束計算第四節(jié)第四節(jié) 橋面板計算橋面板計算第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)撓度及預(yù)拱度計算結(jié)構(gòu)撓度及預(yù)拱度計算第六節(jié)第六節(jié) 牛腿計算牛腿計算變形、應(yīng)力及裂縫計算需掌握擬定結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造設(shè)計和布置(包括主梁的縱、橫截面布置)、各部分構(gòu)造的主要尺寸和細節(jié)處理以及橋梁施工的基本方法。 橋梁設(shè)計流程橋梁設(shè)計流程對擬定的

2、結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力計算根據(jù)內(nèi)力進行配筋計算對結(jié)構(gòu)進行強度和剛度驗算是否通過計算結(jié)束否是活載和恒載內(nèi)力計算方法需要掌握第二節(jié)第二節(jié) 主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 主梁的內(nèi)力計算，可分為主梁的內(nèi)力計算，可分為設(shè)計內(nèi)力計算設(shè)計內(nèi)力計算和和施施工內(nèi)力計算工內(nèi)力計算兩部分。兩部分。 主梁內(nèi)力包括恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)主梁內(nèi)力包括恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)力力(如風力或離心力引起的內(nèi)力如風力或離心力引起的內(nèi)力)。對于超靜定梁，。對于超靜定梁，還應(yīng)包括由于預(yù)加力，混凝土收縮徐變和溫度變還應(yīng)包括由于預(yù)加力，混凝土收縮徐變和溫度變化等引起的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。將它們按規(guī)范的規(guī)定進化等引起的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。將它們按規(guī)范的規(guī)

3、定進行組合，從中挑選出最大設(shè)計內(nèi)力，依此進行配行組合，從中挑選出最大設(shè)計內(nèi)力，依此進行配筋設(shè)計和應(yīng)力驗算。設(shè)計實踐表明，在這幾部分筋設(shè)計和應(yīng)力驗算。設(shè)計實踐表明，在這幾部分內(nèi)力中，恒、活載內(nèi)力是主要的，一般占整個設(shè)內(nèi)力中，恒、活載內(nèi)力是主要的，一般占整個設(shè)計最大內(nèi)力的計最大內(nèi)力的8090以上。以上。一、恒載內(nèi)力計算一、恒載內(nèi)力計算 主梁恒載內(nèi)力，包括主梁自重主梁恒載內(nèi)力，包括主梁自重(前期恒載前期恒載)引起引起的主梁自重內(nèi)力的主梁自重內(nèi)力SG1，和后期恒載，和后期恒載(如橋面鋪裝、如橋面鋪裝、人行道、欄桿、燈柱等人行道、欄桿、燈柱等)引起的主梁后期恒載內(nèi)力引起的主梁后期恒載內(nèi)力SG2 ，總稱為

4、主梁恒載內(nèi)力，總稱為主梁恒載內(nèi)力Sg。 主梁自重是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用于橋主梁自重是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用于橋上的，因而它的計算與施工方法有密切關(guān)系。特別上的，因而它的計算與施工方法有密切關(guān)系。特別在大、中跨預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定梁橋的施工中不斷在大、中跨預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定梁橋的施工中不斷有有體系轉(zhuǎn)換體系轉(zhuǎn)換過程，在計算上梁自重內(nèi)力時必須分階過程，在計算上梁自重內(nèi)力時必須分階段進行，有一定的復(fù)雜性。后期恒載作用于橋上時，段進行，有一定的復(fù)雜性。后期恒載作用于橋上時，主梁結(jié)構(gòu)已形成最終體系，這部分內(nèi)力可直接應(yīng)用主梁結(jié)構(gòu)已形成最終體系，這部分內(nèi)力可直接應(yīng)用結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線進行計算。主梁自重內(nèi)力

5、計算方法結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線進行計算。主梁自重內(nèi)力計算方法可歸納為兩大類：可歸納為兩大類：n 自重內(nèi)力需分階段計算：自重內(nèi)力需分階段計算： (1)(1)每階段受力體系不一樣；每階段受力體系不一樣； (2)(2)荷載作用的截面也不相同。荷載作用的截面也不相同。結(jié)構(gòu)重力的內(nèi)力計算主梁一期自重恒載SG1二期自重恒載SG2（如橫梁、橋面鋪裝、人行道、欄桿等）應(yīng)用成橋體系的內(nèi)力影響線進行內(nèi)力求解內(nèi)力計算與施工方法有關(guān)，尤其是超靜定梁橋需根據(jù)不同的施工體系進行分階段計算施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換在施工過程中結(jié)構(gòu)發(fā)生體系轉(zhuǎn)換 適用范圍：適用范圍：所有靜定結(jié)構(gòu)(簡支梁、懸臂梁、帶掛孔的T形剛構(gòu))及整體澆筑一次落架

6、的超靜定結(jié)構(gòu)，主梁一期自重作用于橋上時，結(jié)構(gòu)已是最終體系主梁一期恒載自重內(nèi)力主梁一期恒載自重內(nèi)力SG1精確計算公式：精確計算公式： 式中： 主梁自重內(nèi)力(彎矩或剪力)； 主梁一期自重集度； 相應(yīng)的主梁內(nèi)力影響線坐標。11( )( )GlSgxy x dx1GS1( )g x)(xy1. 主梁一期自重恒載主梁一期自重恒載SG1n簡支梁一期恒載自重內(nèi)力簡支梁一期恒載自重內(nèi)力SG1 近似計算公式：近似計算公式：任意截面的彎矩：g111M2g x lx任意截面的剪力：g111Q22glx為簡支梁的一期恒載平均集度為主梁的計算跨徑計算截面到支點的距離1glx( (一一) )在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換

7、在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換2. 二期恒載自重內(nèi)力計算二期恒載自重內(nèi)力計算SG2 n 受力體系：受力體系： 主梁在縱、橫向的連接已完成，二期恒載將作用在橋梁的最終成橋體系上。n 精確計算方法：精確計算方法： 考慮結(jié)構(gòu)的空間受力特點，將人行道、欄桿、燈柱和管道等重量像活載那樣，按荷載橫向分布的規(guī)律進行分配。n 近似的計算方法：近似的計算方法： 將分點作用的橫隔梁重量、橫向不等分布的鋪裝層重量、沿橋兩側(cè)作用的人行道、欄桿、燈柱和管道等重量均勻分攤給主梁均勻分攤給主梁。任意截面的彎矩：任意截面的剪力：g221M2g x lxg221Q22glxn簡支梁二期恒載自重內(nèi)力簡支梁二期恒載自重內(nèi)力SG2

8、近似計算公式：近似計算公式：計算舉例計算舉例 已知：五梁式橋，計算跨徑已知：五梁式橋，計算跨徑 19.5m ，由，由5片主梁組成片主梁組成的裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋。每側(cè)欄桿及人行道重的裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋。每側(cè)欄桿及人行道重 5kN/m 。鋼筋混凝土、瀝青混凝土和混凝土的重力密度。鋼筋混凝土、瀝青混凝土和混凝土的重力密度分別為分別為 25KN/m3、 23 KN/m3和和 24 KN/m3。求：邊主梁恒。求：邊主梁恒載內(nèi)力。載內(nèi)力。 步驟：步驟：1 1 、恒載集度（均布荷載）、恒載集度（均布荷載）2 2 、恒載內(nèi)力（材料力學方法）、恒載內(nèi)力（材料力學方法）想一想：想一想：中梁與邊梁的恒載

9、計算有何區(qū)別？中梁與邊梁的恒載計算有何區(qū)別？( (二二) )在施工過程中結(jié)構(gòu)有體系轉(zhuǎn)換在施工過程中結(jié)構(gòu)有體系轉(zhuǎn)換 可采用結(jié)構(gòu)力學方法按施工階段分別計算各階可采用結(jié)構(gòu)力學方法按施工階段分別計算各階段內(nèi)力，然后按疊加原理計算總的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力。段內(nèi)力，然后按疊加原理計算總的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力。 為了說明問題，以三跨等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)為了說明問題，以三跨等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁為例，跨徑為梁為例，跨徑為(30+40+30)m(30+40+30)m，針對不同的施工方，針對不同的施工方法，對主梁內(nèi)力進行分析。法，對主梁內(nèi)力進行分析。u滿堂支架現(xiàn)澆滿堂支架現(xiàn)澆施工過程不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換施工過程不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換u 簡

10、支梁簡支梁連續(xù)梁連續(xù)梁對于簡支變連續(xù)的施工方法在施工的第一個階對于簡支變連續(xù)的施工方法在施工的第一個階段，各跨上梁體處于簡支狀態(tài)，所以此時的恒段，各跨上梁體處于簡支狀態(tài)，所以此時的恒載彎矩為主梁自重作用下的簡支梁彎矩，在張載彎矩為主梁自重作用下的簡支梁彎矩，在張拉預(yù)應(yīng)力筋以前，恒載內(nèi)力如下圖所示。拉預(yù)應(yīng)力筋以前，恒載內(nèi)力如下圖所示。簡支變連續(xù)施工時簡支狀態(tài)主梁一期恒載彎矩分布簡支變連續(xù)施工時簡支狀態(tài)主梁一期恒載彎矩分布u 單懸臂梁單懸臂梁連續(xù)梁連續(xù)梁其具體施工過程分為兩個階段：其具體施工過程分為兩個階段：(1)(1)體系兩側(cè)為懸臂梁而兩臨時支墩間為簡支梁，體系兩側(cè)為懸臂梁而兩臨時支墩間為簡支梁

11、，其恒載內(nèi)力圖為兩側(cè)懸臂梁與中間簡支梁內(nèi)力其恒載內(nèi)力圖為兩側(cè)懸臂梁與中間簡支梁內(nèi)力圖的組合，如下圖所示；圖的組合，如下圖所示；懸臂施工階段主梁彎矩分布懸臂施工階段主梁彎矩分布(2)(2)在臨時支墩上的接頭處現(xiàn)澆混凝土，待混凝在臨時支墩上的接頭處現(xiàn)澆混凝土，待混凝土結(jié)硬并張拉預(yù)應(yīng)力筋后，拆除臨時墩上的反土結(jié)硬并張拉預(yù)應(yīng)力筋后，拆除臨時墩上的反力將以相反的方向作用于結(jié)構(gòu)上，其產(chǎn)生的內(nèi)力將以相反的方向作用于結(jié)構(gòu)上，其產(chǎn)生的內(nèi)力如下圖所示；力如下圖所示；臨時支墩拆除引起的主梁彎矩分布臨時支墩拆除引起的主梁彎矩分布結(jié)構(gòu)總的一期恒載內(nèi)力為兩個階段內(nèi)力之和，結(jié)構(gòu)總的一期恒載內(nèi)力為兩個階段內(nèi)力之和，如下圖所示

12、：如下圖所示：單懸臂變連續(xù)施工時主梁一期恒載彎矩分布單懸臂變連續(xù)施工時主梁一期恒載彎矩分布簡支變連續(xù)施工時簡支狀態(tài)主梁一期恒載彎矩分布簡支變連續(xù)施工時簡支狀態(tài)主梁一期恒載彎矩分布滿堂支架就地澆筑施工時主梁一期恒載彎矩分布滿堂支架就地澆筑施工時主梁一期恒載彎矩分布單懸臂變連續(xù)施工時主梁一期恒載彎矩分布單懸臂變連續(xù)施工時主梁一期恒載彎矩分布通過比較三種不同的施工方法所產(chǎn)生的一期恒通過比較三種不同的施工方法所產(chǎn)生的一期恒載內(nèi)力可知，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的一期恒載載內(nèi)力可知，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的一期恒載內(nèi)力確實與施工方法有著直接的關(guān)系。懸臂變內(nèi)力確實與施工方法有著直接的關(guān)系。懸臂變連續(xù)和滿堂支架就地澆筑

13、所產(chǎn)生的自重內(nèi)力較連續(xù)和滿堂支架就地澆筑所產(chǎn)生的自重內(nèi)力較為接近，而簡直變連續(xù)則相差較大。為接近，而簡直變連續(xù)則相差較大。計算二期計算二期恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力，當二期恒載和活載作用恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力，當二期恒載和活載作用于橋上時，主梁結(jié)構(gòu)已形成最終體系，主梁的于橋上時，主梁結(jié)構(gòu)已形成最終體系，主梁的內(nèi)力計算可直接應(yīng)用結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線，所得到內(nèi)力計算可直接應(yīng)用結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線，所得到結(jié)果都一樣，和施工方法沒有關(guān)系結(jié)果都一樣，和施工方法沒有關(guān)系。二、活載內(nèi)力計算二、活載內(nèi)力計算在使用階段，結(jié)構(gòu)已成為最終體系，此時主梁在在使用階段，結(jié)構(gòu)已成為最終體系，此時主梁在縱向、橫向都聯(lián)成了整體，因此縱向、橫向都聯(lián)成

14、了整體，因此呈現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)的受力特性受力特性，即荷載在結(jié)構(gòu)的縱向和橫向都有傳遞，即荷載在結(jié)構(gòu)的縱向和橫向都有傳遞，精確計算是精確計算是復(fù)雜復(fù)雜的。為此，引入的。為此，引入橫向分布系數(shù)橫向分布系數(shù)m(各片主梁在橫向?qū)奢d的分配各片主梁在橫向?qū)奢d的分配)的概念，把一的概念，把一個空間結(jié)構(gòu)的力學計算問題簡化成平面問題。個空間結(jié)構(gòu)的力學計算問題簡化成平面問題。計算方法：計算方法：主梁活載內(nèi)力計算分兩步主梁活載內(nèi)力計算分兩步 求橫向分布系數(shù)求橫向分布系數(shù) m 應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線，將荷載乘應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線，將荷載乘 m 后，在縱向后，在縱向按最不利位置布載，求得主梁最大活載內(nèi)力。按最不利位

15、置布載，求得主梁最大活載內(nèi)力。活載內(nèi)力計算一般方法活載內(nèi)力計算一般方法 采用車道荷載采用車道荷載車道荷載總效應(yīng)：車道荷載總效應(yīng)：三、內(nèi)力組合三、內(nèi)力組合見教材見教材P41-P45沿梁軸的各個截面處，將所采用控制設(shè)計的計算沿梁軸的各個截面處，將所采用控制設(shè)計的計算內(nèi)力值按適當?shù)谋壤呃L成縱坐標，連接這些坐內(nèi)力值按適當?shù)谋壤呃L成縱坐標，連接這些坐標點而繪成的曲線，就稱為內(nèi)力包絡(luò)圖。標點而繪成的曲線，就稱為內(nèi)力包絡(luò)圖。四、內(nèi)力包絡(luò)圖四、內(nèi)力包絡(luò)圖影響線影響線CBAP=1當方向不變的單位荷載沿結(jié)構(gòu)移動時，表示結(jié)構(gòu)某指定處的某一量當方向不變的單位荷載沿結(jié)構(gòu)移動時，表示結(jié)構(gòu)某指定處的某一量值（反力、內(nèi)力

16、、撓度等）變化規(guī)律的圖形，稱為該量值的影響線。值（反力、內(nèi)力、撓度等）變化規(guī)律的圖形，稱為該量值的影響線。例如：當在梁上移動時，例如：當在梁上移動時，、的變化規(guī)的變化規(guī)律就分別稱為反力律就分別稱為反力、彎矩、彎矩、 剪力剪力影響線。影響線。簡支梁的影響線簡支梁的影響線1RA影響線影響線1R影響線影響線(1)反力影響線反力影響線(2)彎矩影響線彎矩影響線(3)剪力影響線剪力影響線單懸臂梁的影響線單懸臂梁的影響線CBADx1xablcd1d/l(l+d)/lad/ld/lclab/la/lb/l1RA影響線影響線RB影響線影響線MC影響線影響線QC影響線影響線MD影響線影響線QD影響線影響線11R

17、A影響線影響線RB影響線影響線a1a/lab/lb/l1bMC影響線影響線QC影響線影響線DddCxBAP=1lab1MD影響線影響線QD影響線影響線111RB左左影響線影響線RB右右影響線影響線l1CxBAP=1labl2雙懸臂梁的影響線雙懸臂梁的影響線預(yù) 應(yīng) 力 束 設(shè) 計估算估算計算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實受力計算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實受力 未考慮預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力的影響未考慮預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力的影響 未考慮預(yù)加力對徐變、收縮的影響未考慮預(yù)加力對徐變、收縮的影響 采用毛截面性質(zhì)進行計算，未考慮鋼束孔道的影響采用毛截面性質(zhì)進行計算，未考慮鋼束孔道的影響 各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失

18、值只能根據(jù)經(jīng)驗事先擬定各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失值只能根據(jù)經(jīng)驗事先擬定預(yù)應(yīng)力束 的調(diào)束預(yù)應(yīng)力束 的布置預(yù)應(yīng)力束 的估束第三節(jié)第三節(jié) 預(yù)應(yīng)力束計算預(yù)應(yīng)力束計算預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋主梁截面預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋主梁截面單向受彎單向受彎的配束估算的配束估算回想：回想： 預(yù)備知識預(yù)備知識預(yù)應(yīng)力鋼筋7-j15.24表示：一束由7股15.24的鋼絞線組成，每股鋼絞線由6根直徑5mm的鋼絲圍繞一根直徑5.5mm的芯絲順一個方向扭結(jié)而成的7股鋼絞線，其理論重量1.101Kg/m。其參數(shù)如下所示：抗拉強度標準值： fpk =1860MPa張拉控制應(yīng)力： con0.75 fpk抗拉強度設(shè)計值： fpd =1260MPa有效張拉力：

19、 pe= con - l根據(jù)根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范范JTG D62-2004）規(guī)定）規(guī)定 在選定預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量時，應(yīng)滿足以下三方面要求：在選定預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量時，應(yīng)滿足以下三方面要求：1、承載能力極限狀態(tài)下的強度要求；、承載能力極限狀態(tài)下的強度要求；2 2、正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求；、正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求；( (重點重點) )3、施工階段的應(yīng)力要求。、施工階段的應(yīng)力要求。n 預(yù)應(yīng)力估算依據(jù)預(yù)應(yīng)力估算依據(jù) 一、靜定結(jié)構(gòu)主梁截面一、靜定結(jié)構(gòu)主梁截面雙向受彎雙向受彎的配束計算的配束計算maxppppaNNeNNeMRAWAWW上上

20、 上下下 下上上上上max0ppppNNeNNeMAWAWW上上 上下下 下下下下下1、截面承受正彎矩、截面承受正彎矩Mmax1ppepNn A上上1pppeNn A下下WKA下上WKA上下K上上截面上核心距；截面上核心距； W下下全截面對截面下緣的抵抗矩。全截面對截面下緣的抵抗矩。2、截面承受負彎矩、截面承受負彎矩Mminmin0ppppNNeNNeMAWAWW上上 上下下 下上上上上minppppaNNeNNeMRAWAWW上上 上下下 下下下下下上翼緣最大配筋根數(shù)為：上翼緣最大配筋根數(shù)為： maxmin1()()1()()ppeMeKMKenKKeeA下下下上上下下上上maxmin1()

21、()1()()ppeMKeMKenKKeeA下上上上下下下上上maxmin1()() ()()()appeRMeKMKeWWenKKeeA下下下下下上上上下下上上minmax1()()()()()appeRMKeMKeWWenKKeeA下下下上上上上下下下上上上翼緣最小配筋根數(shù)為：上翼緣最小配筋根數(shù)為： 下翼緣最大配筋根數(shù)為：下翼緣最大配筋根數(shù)為： 下翼緣最小配筋根數(shù)為：下翼緣最小配筋根數(shù)為：3、特定情況下增配數(shù)計算、特定情況下增配數(shù)計算由內(nèi)力包絡(luò)圖由內(nèi)力包絡(luò)圖2-3-11、圖、圖2-3-12可以看到，可以看到，靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)梁橋梁橋中，除懸臂梁橋錨固孔局部區(qū)段外，中，除懸臂梁橋錨固孔局部區(qū)

22、段外，一般不出現(xiàn)雙向彎一般不出現(xiàn)雙向彎矩矩。相反，超靜定連續(xù)體系梁橋在梁的許多區(qū)段出現(xiàn)雙。相反，超靜定連續(xù)體系梁橋在梁的許多區(qū)段出現(xiàn)雙向彎矩。但在推導式向彎矩。但在推導式(2-3-16)和式和式(2-3-17)過程中，過程中，未計入未計入預(yù)加應(yīng)力的次內(nèi)力預(yù)加應(yīng)力的次內(nèi)力，故理論上，上述公式不能用于超靜，故理論上，上述公式不能用于超靜定連續(xù)體系梁橋，但實踐證實，對同時配有正、負彎矩定連續(xù)體系梁橋，但實踐證實，對同時配有正、負彎矩束的連續(xù)梁橋，預(yù)應(yīng)力的束的連續(xù)梁橋，預(yù)應(yīng)力的次內(nèi)力占的比例比較小次內(nèi)力占的比例比較小，因此，因此可用上述公式作為超靜定連續(xù)體系梁橋初次估束之用?？捎蒙鲜龉阶鳛槌o定連續(xù)

23、體系梁橋初次估束之用。二、束界二、束界作用：只要預(yù)應(yīng)力筋的重心位于此界限內(nèi)，就作用：只要預(yù)應(yīng)力筋的重心位于此界限內(nèi)，就能保證結(jié)構(gòu)任意截面在各個受力階段都不超過能保證結(jié)構(gòu)任意截面在各個受力階段都不超過規(guī)定值。規(guī)定值。第四節(jié)第四節(jié) 橋面板計算橋面板計算一、橋面板的分類一、橋面板的分類二、車輪荷載在板上的分布二、車輪荷載在板上的分布三、橋面板的有效工作寬度三、橋面板的有效工作寬度四、橋面板內(nèi)力的計算四、橋面板內(nèi)力的計算五、行車道板的計算舉例五、行車道板的計算舉例一、橋面板的分類一、橋面板的分類 橋面板橋面板(也稱行車道板也稱行車道板) ：直接承受車：直接承受車輛輪壓，與主梁梁肋和橫隔梁輛輪壓，與主梁

24、梁肋和橫隔梁(或橫隔或橫隔板板)聯(lián)結(jié)，保證梁的整體作用并將活載聯(lián)結(jié)，保證梁的整體作用并將活載傳給主梁。傳給主梁。 行車道板從結(jié)構(gòu)形式上看都是行車道板從結(jié)構(gòu)形式上看都是周邊支周邊支承的板承的板。 單向板單向板：把邊長或長寬比大于等于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，在長跨方向僅布置分布鋼筋。 雙向板雙向板：邊長或長寬比小于2的周邊支承板，需按兩個方向的內(nèi)力分別配置受力鋼筋。 工程實踐中最常見的行車道板受力圖式：單向板，懸臂板，鉸接懸臂板單向板，懸臂板，鉸接懸臂板橫隔板內(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二、車輪荷載在板上的分布二、車輪荷載在板上的分布 作用在橋

25、面上的車輪壓力，通過橋面鋪裝層擴作用在橋面上的車輪壓力，通過橋面鋪裝層擴散分布在鋼筋混凝土板面上，由于板的計算跨散分布在鋼筋混凝土板面上，由于板的計算跨徑相對于輪壓的分布寬度來說，相差不是很大，徑相對于輪壓的分布寬度來說，相差不是很大，故計算時應(yīng)較精確地將輪壓作為故計算時應(yīng)較精確地將輪壓作為分布荷載分布荷載來處來處理，既避免了較大的計算誤差，又能節(jié)約橋面理，既避免了較大的計算誤差，又能節(jié)約橋面板的材料用量。板的材料用量。 行車方向 將輪壓作為將輪壓作為a2 b2矩形均布荷載矩形均布荷載 a2車輪沿行車方向的著地長度車輪沿行車方向的著地長度 b2車輪的寬度車輪的寬度 砼或瀝青面層，偏安全地假定砼

26、或瀝青面層，偏安全地假定45擴散擴散 沿縱向沿縱向a1=a2+2H 沿橫向沿橫向b1=b2+2H 一個加重車后輪（軸重為一個加重車后輪（軸重為P）作用于橋面）作用于橋面板上的局部分布荷載為板上的局部分布荷載為112baPp 三、橋面板的有效工作寬度三、橋面板的有效工作寬度1 1、單向板、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 截面彎矩圖 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支的小兩邊固結(jié)的板的有效寬度比簡支的小 滿布條形荷載比局部分布荷載的

27、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越小。荷載越接近支承邊時越小。橋規(guī)橋規(guī)對對單向板單向板荷載荷載有效分布寬度有效分布寬度的規(guī)定的規(guī)定:(a) 荷載在跨徑中間荷載在跨徑中間u 單獨一個荷載單獨一個荷載 u 幾個相鄰荷載幾個相鄰荷載llHalaa323232132321ldHaldaa(b)荷載在板的支承處荷載在板的支承處(c)荷載靠近板的支承處荷載靠近板的支承處3221ltHataaxaax22、懸臂板、懸臂板 懸臂板有效工作寬度懸臂板有效工作寬度 可見，懸臂板的有效工作寬度接近于二可見，懸臂板的有效工作寬度接近于二倍懸臂長度，荷載可近似按倍懸臂長度，荷載可近似按45角向懸角向

28、懸臂板支承處分布。臂板支承處分布。00max015. 2465. 0lPPlmMax 分布荷載靠近板邊為最不利，故分布荷載靠近板邊為最不利，故 履帶荷載，跨中和支點均取履帶荷載，跨中和支點均取一米一米寬板條寬板條按實際荷載強度按實際荷載強度 p 進行計算。進行計算。12222babHaa01laa橋規(guī)橋規(guī)對對懸臂板懸臂板荷載荷載有效分布寬度有效分布寬度的規(guī)定的規(guī)定: :四、橋面板的內(nèi)力計算四、橋面板的內(nèi)力計算 實體矩形截面橋面板實體矩形截面橋面板：由彎矩控制設(shè)：由彎矩控制設(shè)計，設(shè)計時以每米寬的板條進行計算。計，設(shè)計時以每米寬的板條進行計算。 梁式單向板或懸臂板梁式單向板或懸臂板：由板的有效工作：由板的有效工作寬度得到作用在每米寬板條上的荷載和寬度得到作用在每米寬板條上的荷載和其引起的彎矩。其引起的彎矩。 雙向板雙向板：按彈性理論進行分析。在工程：按彈性理論進行分析。在工程實踐中常用簡化的計算方法或現(xiàn)成的圖實踐中常用簡化的計算方法或現(xiàn)成的圖表來計算。表來計算。1、多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力、多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力 行車道板和主梁梁肋的支承條件，不是固端也不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是鉸支而是彈性固結(jié)彈性固結(jié)。板的受力如多跨連續(xù)梁。板的受力如多跨連續(xù)梁。彎矩計算模式假定：彎矩計算模式假定：用簡