《行车道板计算》PPT课件

【模块编号】MU-05-01MU-05-011Modular Unit-0501 行行 车车 道道 板板 计计 算算【模块编号】MU-05-01MU-05-012主主 要要 内内 容容、引引 子子一、一、行车道板的作用与类型行车道板的作用与类型二、二、车轮荷载的分布车轮荷载的分布三、三、板的有效工作宽度板的有效工作宽度四、四、桥面板内力计算桥面板内力计算【模块编号】MU-05-01MU-05-013、引、引 子子 桥梁工程计算的内容桥梁工程计算的内容内力计算内力计算桥梁工程、基础工程课解决（依据设桥梁工程、基础工程课解决（依据设 计基本资料计基本资料+结构构造尺寸结构构造尺寸+荷载荷载+判断条件）判断条件）截面计算截面计算混凝土结构原理、预应力混凝土结构课程解决混凝土结构原理、预应力混凝土结构课程解决变形计算变形计算 简支梁桥的计算构件简支梁桥的计算构件上部结构上部结构主梁、横梁、桥面板主梁、横梁、桥面板支座支座下部结构下部结构桥墩、桥台、基础桥墩、桥台、基础【模块编号】MU-05-01MU-05-014、引子设计计算的基本程序、引子设计计算的基本程序 计算过程计算过程内力计算截面配筋验算开始拟定尺寸是否通过计算结束否是【模块编号】MU-05-01MU-05-015、引子混凝土简支梁桥计算主要任务、引子混凝土简支梁桥计算主要任务 行车道板计算行车道板计算 荷载横向分布计算荷载横向分布计算 结构内力计算结构内力计算变形、变位计算变形、变位计算【模块编号】MU-05-01MU-05-016一、一、行车道板的作用与类型行车道板的作用与类型 行车道板的作用行车道板的作用直接承受车轮荷载、直接承受车轮荷载、把荷载传递给主梁把荷载传递给主梁 分类分类单向板单向板长宽比长宽比=2，周边支承；单向配置受力筋；，周边支承；单向配置受力筋；双向板双向板长宽比长宽比2，周边支承；双向配置受力筋；，周边支承；双向配置受力筋；悬臂板悬臂板三边支承。一侧作固端、一侧作悬臂处理；三边支承。一侧作固端、一侧作悬臂处理；铰接板铰接板相邻翼板铰接。相邻翼板铰接。【模块编号】MU-05-01MU-05-017图：梁格构造和行车道板支承方式图：梁格构造和行车道板支承方式【模块编号】MU-05-01MU-05-018二、二、车轮荷载的分布车轮荷载的分布 车辆荷载在板面上的分布图示车辆荷载在板面上的分布图示【模块编号】MU-05-01MU-05-019二、二、车轮荷载的分布相关规定车轮荷载的分布相关规定 车轮均布荷载车轮均布荷载a2 b2(纵、横纵、横)桥面铺装的分布作用：桥面铺装的分布作用：Haa221 Hbb221 112baPp 纵向：纵向：横向：横向：轮压：轮压：注意：注意：“新桥规新桥规”的的符号符号,与与某些书籍的规定有所某些书籍的规定有所不同。不同。部分符号对照部分符号对照如下：如下：部分书籍部分书籍 桥规桥规a1 未定义未定义b1 b a2/b2 a1/b1 H ha a【模块编号】MU-05-01MU-05-0110二、二、车轮荷载的分布车轮荷载的分布 图示：行车道板的受力状态图示：行车道板的受力状态【模块编号】MU-05-01MU-05-0111三、三、板的有效工作宽度板的有效工作宽度3-1、计算原理、计算原理外荷载产生的分布弯矩外荷载产生的分布弯矩mx外荷载产生的总弯矩外荷载产生的总弯矩dymMx 分布弯矩的最大值分布弯矩的最大值mx max【模块编号】MU-05-01MU-05-0112【属于【属于3-1】有效工作宽度有效工作宽度（续（续1）设板的有效工作宽度为设板的有效工作宽度为a：maxxxmadymM maxxmMa 假设：假设：可得：可得：【模块编号】MU-05-01MU-05-0113【属于【属于3-1】有效工作宽度有效工作宽度（续（续2）有效工作宽度假设保证了两点：有效工作宽度假设保证了两点：1）总体荷载与外荷载相同）总体荷载与外荷载相同2）局部最大弯矩与实际分布相同）局部最大弯矩与实际分布相同 通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布：形弯矩分布：需要解决的问题：需要解决的问题：mxmax的计算的计算【模块编号】MU-05-01MU-05-0114【属于【属于3-1】有效工作宽度有效工作宽度（续（续3）影响影响mxmax的因素：的因素：1）支承条件：双向板、单向板、悬臂板）支承条件：双向板、单向板、悬臂板2）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用3）荷载到支承边的距离）荷载到支承边的距离【模块编号】MU-05-01MU-05-0115【属于【属于3-1】附图：按矩形换算的有效工作宽度附图：按矩形换算的有效工作宽度【模块编号】MU-05-01MU-05-01163-2（两端嵌固的）（两端嵌固的）单向板的有效工作宽度单向板的有效工作宽度“桥规桥规”规定：规定：1）荷载位于板的中央地带）荷载位于板的中央地带3232321llHalaa dlldHaldaa3232321多个荷载作用：多个荷载作用：单个荷载作用：单个荷载作用：【模块编号】MU-05-01MU-05-0117【属于【属于3-2】图：荷载（单个、多个）有效分布宽度图：荷载（单个、多个）有效分布宽度【模块编号】MU-05-01MU-05-0118【属于【属于3-2】单向板的工作宽度单向板的工作宽度2）荷载位于支承边处）荷载位于支承边处3221ltHataa 3）荷载靠近支承边处）荷载靠近支承边处ax=a+2x 荷载由支点向跨中移动，有效分布宽度可近似按荷载由支点向跨中移动，有效分布宽度可近似按45线过渡线过渡【模块编号】MU-05-01MU-05-0119【属于【属于3-2】图：荷载有效分布宽度图：荷载有效分布宽度-区间变化区间变化【模块编号】MU-05-01MU-05-01203-3、悬臂板有效工作宽度、悬臂板有效工作宽度悬臂板：悬臂板：荷载作用在板边时荷载作用在板边时mxmax P ，总弯距M。=Pl。00max015.2465.0lPPlmMax取取a=2l0,近似按近似按45角向悬臂板支承处分布角向悬臂板支承处分布【模块编号】MU-05-01MU-05-0121【属于【属于3-3】图：悬臂板受力状态图：悬臂板受力状态【模块编号】MU-05-01MU-05-0122规范规定规范规定:a=a1+2ba2+2H+2b 通式通式 b 车轮外侧至悬臂根部，最不利时为车轮外侧至悬臂根部，最不利时为:b=l0【属于【属于3-3】图：悬臂板有效工作宽度图：悬臂板有效工作宽度【模块编号】MU-05-01MU-05-0123四、四、桥面板内力计算桥面板内力计算4-1、多跨连续单向板的内力、多跨连续单向板的内力1）弯矩计算模式假定）弯矩计算模式假定【模块编号】MU-05-01MU-05-0124【属于【属于4-1】相关规定相关规定 实际受力状态：弹性支承连续梁实际受力状态：弹性支承连续梁 简化计算公式：简化计算公式：当当t/h1/4时时：跨中弯矩跨中弯矩 支点弯矩支点弯矩 当当t/h 1/4时时：跨中弯矩跨中弯矩 Mc=+0.7M0 支点弯矩支点弯矩 M0按简支梁计算的跨中弯矩按简支梁计算的跨中弯矩【模块编号】MU-05-01MU-05-0125单单向向板板内内力力计计算算图图式式区段均布荷载区段均布荷载p 作用下，简支梁的跨中弯矩：作用下，简支梁的跨中弯矩：1.l/4pb12/81/4(lb1/2);p=P/2ab1 =P/8a.(lb1/2)【属于【属于4-1】【模块编号】MU-05-01MU-05-0126【属于四】【属于四】桥面板内力计算（续）桥面板内力计算（续）2）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩车轮布置在板的跨中车轮布置在板的跨中)2(8)1(10blaPMp)(1(222110yAyAglQ支2081glMg 汽车荷载汽车荷载自重自重3）考虑有效工作宽度后的支点剪力）考虑有效工作宽度后的支点剪力 车轮布置在支承附近：车轮布置在支承附近：区段均布荷载区段均布荷载p 作用下，简支梁的跨中弯矩：作用下，简支梁的跨中弯矩：1.l/4pb12/81/4(lb1/2);p=P/2ab1 =P/8a.(lb1/2)【模块编号】MU-05-01MU-05-01274-2、悬臂板的内力计算、悬臂板的内力计算1）计算模式假定）计算模式假定铰接悬臂板铰接悬臂板车轮作用在铰缝上车轮作用在铰缝上悬臂板悬臂板车轮作用在悬臂端车轮作用在悬臂端【模块编号】MU-05-01MU-05-0128【属于【属于4-2】悬臂板的内力悬臂板的内力铰接悬臂板铰接悬臂板2）铰接悬臂板）铰接悬臂板)4(4)1(10blaPMAp2021glMAg活载活载恒载恒载【模块编号】MU-05-01MU-05-0129【属于【属于4-2】悬臂板的内力悬臂板的内力悬臂板悬臂板3）悬臂板）悬臂板注意：注意：汽车荷汽车荷载轮重载轮重为为P/2；2021glMsg )(),2(2)1()2()1()(,4)1(21)1(01101010120120时时时时lbblaPblpbMlblabPplMspsp 活载活载恒载恒载【模块编号】MU-05-01MU-05-0130【属于四】【属于四】算例分析算例分析 桥面铺装为桥面铺装为2厘厘米的沥青混凝土米的沥青混凝土面层，容重为面层，容重为21/KN/m3及及9cm厚的混凝土垫层，厚的混凝土垫层，容重容重23KN/m3，主梁翼板容重主梁翼板容重25KN/m3。荷载为车辆荷载。荷载为车辆荷载。计算铰接悬臂板的设计内力计算铰接悬臂板的设计内力【模块编号】MU-05-01MU-05-0131【属于四】【属于四】算例分析算例分析求解要点求解要点1、恒载内力、恒载内力每延米板上的恒载每延米板上的恒载g=gi kN/m结构重力产生的弯距结构重力产生的弯距 Mmin,g2 kN.m结构重力产生的剪力：结构重力产生的剪力：Qagg l0lg202121【模块编号】MU-05-01MU-05-0132【属于四】【属于四】算例分析算例分析求解要点（续）求解要点（续）后轴重后轴重P=140KN,加重车后轮着地长度加重车后轮着地长度a2=20cm,宽宽度度b2=60cm;求求a1、b1；求荷载有效分布宽度求荷载有效分布宽度a；求弯矩、剪力，注意计入冲击系数；求弯矩、剪力，注意计入冲击系数；3、内力组合：、内力组合：根据验算目的，选择组合的类别（本例为承载力极根据验算目的，选择组合的类别（本例为承载力极限状态下的基本组合），按规范要求组合。限状态下的基本组合），按规范要求组合。【模块编号】MU-05-01MU-05-0133强调提示强调提示有效作用宽度的要点：有效作用宽度的要点：1、有效工作（分布）宽度，是以弯矩效应确定的，但其结果、有效工作（分布）宽度，是以弯矩效应确定的，但其结果同样适用于剪力计算。同样适用于剪力计算。2、单向板的有效工作宽度，视荷载位置不同而不同。、单向板的有效工作宽度，视荷载位置不同而不同。靠近根部时最小，靠近跨中时最大，根部到中部的这一区段，靠近根部时最小，靠近跨中时最大，根部到中部的这一区段，按按45度线变化。度线变化。3、悬臂板有效作用宽度，即根部的。因为剪力、弯矩最不、悬臂板有效作用宽度，即根部的。因为剪力、弯矩最不利均在根部。利均在根部。求悬臂板的弯矩，荷载最不利位置在铰处（或边缘），但求的是根部求悬臂板的弯矩，荷载最不利位置在铰处（或边缘），但求的是根部弯矩。弯矩。4、考虑有效作用宽度，就不能简单地按、考虑有效作用宽度，就不能简单地按“力力”直接求荷载效直接求荷载效应（剪力、弯矩），必须先把应（剪力、弯矩），必须先把“力力”的分布强度求出，然的分布强度求出，然后再在每米宽的板条范围内还原为后再在每米宽的板条范围内还原为“力力”。