行车道板的计算.doc

行车道板得计算
1边梁荷载效应计算
2中梁荷载效应计算
根据自己设计，选定行车道板得力学模型，工程实践常用得得力学模型为：连续单向板、铰接悬臂板、悬臂板
主梁内力计算
1恒载内力计算
主梁荷载自重=截面积×材料容重
横隔梁荷载
均匀分摊给各个主梁承受，并转化为均布荷载
主梁上横隔梁数目×横隔梁体积×容重/主梁长
铺装层重
沿（桥宽）铺装层截面积×材料容重/主梁根数
人行道及栏杆重
每侧每米重×2/主梁根数
2活载内力计算（支点荷载横向分布系数用杠杆原理法、跨中用刚性横梁法）
3主梁内力组合（基本组合、短期效应组合）
4行车道板得计算
由于本设计主梁采用钢板连接，故行车道板按两端悬臂板计算，但边梁与中梁得恒载与活载均不相同，应分别计算。
4、1边梁荷载效应计算
由于行车道板宽跨比大于2，按单向板计算，悬臂长度为0、99m。
4、1、1恒载效应
4、1、1、1刚架设完毕时
桥面板可瞧成99cm长得单向悬臂板，计算图示见4-1a。
计算悬臂根部一期恒载内力为：
弯矩 ：
剪力：
4、1、1、2成桥后
桥面现浇部分完成后，施工二期恒载，此时桥面板可瞧成净跨径为0、97m得悬臂单向板（计算图示如图4-1c所示）。
条件拟定：公路Ⅱ级，人群荷载3、0KN/m2，每侧栏杆人行道重量得作用力为1、52KN/m与3、6KN/m，图中P=1、52KN为人行栏杆得重量。计算二期恒载内力如下：
图4-1 悬臂板荷载计算图示（尺寸单位：cm）
弯矩：
剪力：
4、1、1、3总恒载内力
综上所述，悬臂根部恒载内力为
弯矩：
剪力：
4、1、2活载效应
在边梁悬臂板处，只作用有人群荷载，计算图示为4-1d
弯矩：
剪力：
4、1、3荷载组合
恒+人：

4、2中梁荷载效应计算
桥面板长宽比＞2、在两主梁之间采用钢板连接，桥面板简化为悬臂板，以下分别计算恒载与活载效应。
4、2、1恒载效应
4、2、1、1刚架设完毕时
桥面板可瞧成0、99m长得悬臂单向板，根部一期恒载内力为：
弯矩： 剪力：
4、2、1、2成桥后

图4-2 T梁横截面图（尺寸单位：cm）
结构自重按纵向1m宽板条计算，计算尺寸如图4-2所示。
就是二期恒载，包括8cm沥青面层与12cm混凝土垫层。
计算得到二期恒载弯矩及剪力分别为：

4、2、1、3总恒载内力

4、2、2活载效应
按“桥规”，后轮着地宽度b2及长度a2为：

顺行车方向轮压分布宽度：

垂直于行车方向轮压分布宽度：

荷载位于板中央地带得有效分布宽度：
，
则取。
由于就是汽车荷载局部加载在T梁翼缘上，冲击系数取1+μ=1、3。
，则由一般公式可求得汽车荷载弯矩为：

作用于每米板宽上得剪力为:

4、2、3内力组合
承载能力极限状态内力组合计算
基本组合：

故行车道板得设计内力：

5主梁内力计算
根据上述梁跨结构纵、横截面得布置，并通过活载作用下得梁桥荷载横向分布计算，可分别求得主梁各控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面与支点截面）得恒载与最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。本设计只进行边主梁内力计算，后述计算也以边主梁计算结果为基础。
5、1恒载内力计算
5、1、1恒载集度
5、1、1、1预制梁自重（第一期恒载）
a按跨中截面计，主梁得恒载集度：

b、由于马蹄抬高形成四个横置得三棱柱，折算成恒载集度为：

c、由于粱端腹板加宽所增加得重力折算成得恒载集度：

（算式中1、3564m2为主梁端部截面积）
d、边主梁得横隔梁（尺寸见图5-1）内横隔梁体积：

端横隔梁体积：

所以
e．第一期恒载
边主梁得恒载集度为：

5、1、1、2第二期恒载
一侧栏杆：1、52KN/m；一侧人行道：3、60KN/m
桥面铺装层：0、08×7×23+0、12×7×25=33、88KN/m
（包括8cm沥青面层与12cm混凝土铺装层）
若将两侧栏杆、人行道与桥面铺装层均摊给五片主梁，则：

图5-1 截面及横隔梁尺寸图（尺寸单位：cm）
5、1、2恒载内力
如图5-2所示，设x为计算截面离左支座得距离，并令，则：
主梁弯矩与剪力得计算公式分别为：

恒载内力计算见表5-1。
表5-1 恒载内力计算表（边主梁）

图5-2 恒载内力计算图
5、2活载内力计算（修正刚性横梁法）
在活载内力计算中，本设计对于横向分布系数得取值作如下考虑：计算主梁弯矩与剪力时，跨中与四分点影响线坐标按mc计算，求支点与变化点内力时，按横向分布系数沿桥跨得变化曲线取值，即从支点到1/4之间，横向分布系数用m0与mc值直线插入，其余区段均取mc。
5、2、1计算当荷载位于支点处时，1号边主梁得荷载横向分布系数（杠杆原理法）

图5-3 杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：cm）
在横向分布影响线确定荷载沿横向最不利得布置位置，汽车横向间距为1、8m，两列汽车车轮最小间距为1、3m，车轮距离人行道缘石最少0、5m。由此，求出相应于荷载位置得影响线竖标值后（如图5-3所示），可得1号梁得荷载横向分布系数为：
公路-Ⅱ级
人群荷载
5、2、2计算荷载位于跨中时，1号边主梁得荷载横向分布系数（修正偏心压力法）
承重结构得宽跨比为：,故可以按偏心压力法来计算荷载横向分布系数
5、2、2、2计算荷载横向分布影响线竖标
本桥各主梁横截面相等，梁数n=5，间距为1、8m，则

则1号梁在两个边主梁处得得横向影响线得竖标值为

5、2、2、3绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载
如图5-5所示，其中人行道缘石至1号梁轴线得距离Δ为

设荷载横向分布影响线得零点至1号梁位得距离为x，按比例关系有
;解得x=5、33

图5、5 刚性横梁法计算横向分布系数图示（尺寸单位：cm）
并据此计算出对应各荷载点得影响线竖标（如图5-5所示）。
5、2、2、4计算荷载横向分布系数mc
1号梁得活载横向分布系数分别计算如下
汽车荷载

人群荷载

据以上计算荷载横向分布系数，汇总如下表5-2。
表5-2 1号梁活载横向分布系数
粱号
荷载位置
公路-Ⅱ级
人群荷载
备注
边主梁

跨中mc
支点m0

0、424
0、316
0、414
1、203
按“偏心压力法”计算
按“杠杆原理法”计算
5、2、3均布荷载与内力影响线面积计算（表5-3）
5、2、4公路-Ⅱ级集中荷载PK计算
计算弯矩效应时
计算剪力效应时
5、2、5计算冲击系数μ
简支梁基频计算公式为，则单根主梁：
A=0、8511m2 Ic=0、491m4 G=0、8511×25=21、2775KN/m

C30混凝土E取3×1010N/m2

则 （1+μ）=1、404
5、2、6计算变化点、四分点、跨中截面得弯矩、剪力
因双车道不折减，故ξ=1。计算见表5-4
表5-3 均布荷载与内力影响线面积计算表
类型
截面
公路-Ⅱ级布荷载（KN/m）
人群（KN/m）
影响线面积（m2或m）
影响线图示
弯矩 M （KN·m）
变化点
10、5×0、75 =7、875
3、5×0、75
=2、625

四分点
7、875
2、625

跨中
7、875
2、625

剪力 Q （KN）
支点
7、875
2、625

变化点
7、875
2、625

四分点
7、875
2、625

跨中
7、875
2、625

表5-4 变化点、四分点、跨中截面得弯矩、剪力计算表

5、2、7计算支点截面汽车荷载最大剪力
绘制荷载横向分布系数沿桥跨纵向得变形图形与支点剪力影响，如图5-6所示。
横向分布系数变化区段得长度：
m变化区荷载重心处得内力影响线坐标为

计算得：

则公路-Ⅱ作用下，1号梁支点得最大剪力为

图5-6 支点剪力计算图示（尺寸单位：m）
5、2、8计算支点截面人群荷载最大剪力
人群荷载引起得支点剪力按下列公式计算

代入数值得

5、3主梁内力组合
边主梁得内力计算见表5-5。