行车道板的计算实例.doc

行车道板的计算实例 编写 王行耐 计算图2.2.17所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。荷载为公路-I级。桥面铺装为2cm的沥青混凝土面层的容重为21kN/m3和平均9cm厚C25混凝土垫层的容重为23kN/m3。T梁翼板的容重为25kN/m3，试按公路-I级汽车荷载计算行车道板的设计内力。 图2.2.17 铰接板计算 尺寸单位：cm 1.恒载及其内力(以纵向一米宽的板条进行计算) 1)每延米板上的恒载g： 沥青混凝土面层g1= 0.02×1.0x21=0.42 kN/m C25混凝土垫层g2= 0.0g×1.0×23=2.07 kN/m T梁翼板自重g3==2.75kN/m 合计： kN/m 2)每米宽板条的恒载内力 弯矩 kN.m 剪力 Qsg=glc=5.24x0.71=3.72kN 2.活载内力 本例按公路-I级车辆荷载计算内力。 公路-I级车辆荷载两个后轴重各为P=140kN，车轮着地长度a2=0.20m和宽度b2=0.60m。作用在板上的压力面长度为： a1=a2+2H=0.20+2×0.11=0.42m b1=b2+2H=0.60+2×0.11=0.82m 由于b1lc ，无论求弯矩时车轮作用在板跨中部或者求剪力时车轮靠板根部布置，悬臂板根部的有效分布宽度均为 a=a1+d+2l0=0.42+1.40+2x0.71=3.24m 冲击系数μ=0.3 (1)一米宽板条的弯矩 ①用弯矩影响线按最不利布载计算 用lc=0.71m乘图2.2.13所示的弯矩影响线坐标得到本例结构的弯矩影响线坐标(图2.2.18b)，2 荷载集度(前后轮重叠) 52.695kN/m 弯矩：Msq=-(l+μ)Pω=-1.3×52.695×0.2166=-14.84kN.m 图2.2.18 汽车荷载弯矩计算 ②用简化方法计算 将荷载对中布置在铰缝处(图2.2.18a))，使铰剪力为零，按自由悬臂板计算。 弯矩： kN.m 简化计算结果比用影响线计算结果小 (2)一米宽板条的剪力 ①用剪力影响线计算 将b1宽的荷载靠板根部布置，距离1.30m的另一个车轮荷载也有一部分c宽度的荷载进人跨内(图2.2.19)，荷载对应下的影响线面积ω为 b1对应的ω1=0.620m c对应的ω2=0.0014m ω=ω1+ω2=0.6214m 荷载集度q=45.167kN/m 剪力：Qsq1+μ).pω=1.3×52.695×0.6214=42.57kN ②用简化方法计算 不考虑铰剪力的影响，按自由悬臂板计算，各板承担其上的荷载，则自由悬臂板根部的剪力为 Qsq=(1+μ).p.lc=1.3×52.695×0.71=48.64kN 用简化方法计算结果比用形响线计算结果大。可见剪力用简化方法计算是偏于安全的。 3.荷载组合 当桥面板按承载能力极限状态设计时，一般应采用基本组合，并根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.1.6条对相应荷载规定的荷载效应分项系数来求得计算内力。本例均为恒载对结构物承载不利情况，其计算内力为： =1.0×(1.2×(-1.32)+1.4×(-14.84)) =-22.36kN.m =1.0×(1.2×3.72+1.4×42.57) =64.06 kN 有了控制设计的计算内力，就可按钢筋混凝土板截面设计方法来设计板内的钢筋和进行相应的验算。 1