桥面板内力计算

《桥面板内力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、4.3桥面板内力计算4.3.1桥面板的分类钢筋混凝土和预应力混凝土肋梁桥的桥面板(也称行车道板)，是直接承受车辆轮压的承重结构，在构造上它通常与主梁梁肋和横隔梁（或横隔板）联结在一起，这样既保证了梁的整体作用，又能将车辆荷载传给主梁。桥面板一般用钢筋混凝土制造，对于跨度较大的桥面板也可施加横向预应力，做成预应力混凝土板。从结构形式上看，对于具有主梁和横隔梁的简单梁格(图4.33a)以及具有主梁、横梁和图4.33梁格系构造和桥面板的支承方式内纵梁(或称副纵梁)的复杂梁格(图4.33b)体系，行车道板实际上都是周边支承的板。从承受荷载

2、的特点来看，在矩形的四边支承板上当板中央作用一竖向荷载P时，虽然荷载P要向相互垂直的两对支承边传递，但当支承跨径la和lb不相同时，由于板沿la和lb跨径的相对刚度不同，将使向两个方向传递的荷载也不相等。根据弹性薄板理论的研究，对于四边简支的板，只要板的长边与短边之比（la/lb）接近2时，荷载的绝大部分会沿短跨方向传递，沿长跨方向传布的荷载将不足6％。la/lb之值愈大，向la跨度方向传递的荷载就愈少。为了简明起见，只要应用一般的力学原理对图4.34所示十字形梁在荷载P作用下进行简单的受力分析，即求出Pa和Pb，就不难领会这一概

3、念的基本道理。鉴于上述理由，通常就可把边长比或长宽比等于和大于2的周边支承板看作单由短跨承受荷载的单向受力板(简称单向板)来设计，而在长跨方向只要适当配置一些分布钢筋即可。对于长图4.34荷载的双向传递宽比小于2的板，则称为双向板，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。目前桥梁设计的趋势是横隔板稀疏布置，因此主梁的间距往往比横隔板的间距小得多，桥面板属单向板的居多。有时也会遇到桥面板两个支承跨径之比小于2的情况，如在T形梁刚架桥空心墩墩顶0号块上的桥面板等，对此就必须按双向板进行设计。一般来说，双向桥面板的用钢量较大，构造也较复杂，

4、宜尽量少用。对于常见la/lb≥2的装配式T形梁桥，也可遇到两种情形。其一是当翼缘板的端边是自由边(图4.33c)时，鉴于上述同样的原因，实际是三边支承的板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。另一种是相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝的构造(图4.33d)，在此情况下桥面板应按一端嵌固一端铰接的铰接悬臂板进行计算。综上所述，在实践中最常遇到的桥面板受力图式为：梁式单向板，悬臂板、铰接悬臂板和双向板。下面将分别阐明它们的计算方法。4.3.2车轮荷载在板上的分布作用在桥面上的车轮压力，通过桥面铺

5、装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，由于板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说不是很大，故在计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理，这样做可避免造成较大的计算误差，又可节约桥面板的材料用量。富于弹性的车轮与桥面的接触面实际上接近于椭圆，而且荷载又要通过铺装层扩散分布，故车轮压力在桥面板上的实际分布形状是很复杂的。然而，为了计算方便起见，通常可近似地把车轮与桥面的接触面看作是a1×b1的矩形，此处a1是车轮沿行车方向的着地长度，b1为车轮的宽度，如图4.35所示。各级荷载的a1和b1值可从《桥规》（JTGD60）中查得。至于荷载在铺装层

6、内的扩散程度，根据试验研究，对于混凝土或沥青面层，荷载可以偏安全o地假定呈45角扩散。因此，最后作用于钢筋混凝土承重板顶面的矩形荷载压力面的边长为图4.35汽车荷载在板面上的分布沿桥梁纵向：a+2h1沿桥梁横向：b+2h1其中，h为铺装层的厚度。4.3.3桥面板的荷载分布宽度众所周知，板在局部分布荷载P的作用下，不仅直接承压部分的板带参加工作，与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参与工作。因此，在桥面板的计算中，就需要确定荷载的分布宽度。下面分单向板和悬臂板来阐明荷载分布宽度的计算方法。1．单向板图4.36所示为一块跨径为l、

7、宽度较大的梁式桥面板，板中央作用着局部分布荷载，其分布面积为（a1+2h）×（b1+2h）。显然，板除了沿计算跨径x方向产生挠曲变形wx外，在y方向也必然发生挠曲变形wy，(图4.36b)。这说明荷载作用下不仅直接承压的宽度为a+2h的板条受力，其邻近的板也参与工作，共同承受车轮荷载所产生的弯矩。图4.36a1示出了沿y方向板条所分担弯矩mx的分布图形，在荷载中心处板条负担的弯矩达到最大值mmax，离荷载愈远的板条所承受的弯矩就愈小。如果设想以a×m的矩形来代替实际的曲线分布图形，也即：maxa×m=mdy=Mmax∫x则得弯矩图

8、形的换算宽度为：图4.36桥面板的受力状态Ma=mmax式中：M——车轮荷载产生的跨中总弯矩；m——荷载中心处的最大单宽弯矩值，可按弹性薄板理论求得。max上式的a我们就定义为车轮传递到板上的荷载分布宽度，也称为板的有效工作宽度，以此板宽来承受车轮