行车道板计算例题

1、例一：一个前轴车轮作用下桥面板的内力计算条件:（1）桥主梁跨径为19.5m,桥墩中心距20 m,横隔梁间距4.85m,桥宽为5X1.6+2X0.75=9.5 m，主梁为5片。铺装层由沥青面层（0.03 m，容重 23kN/m3 ）和混凝土垫层（0.09m，容重 24kN/m3）组成。板厚120mm，主梁宽180 mm,肋高1300 mm （容重25kN/m3）。（2）桥面荷载。公路I级。要求：确定板内弯矩答案:（1）板类型判别行车道平面尺寸：顺桥向L = 4850mm，横桥向L = 1600mm，见图1。图1L /七=4850/1600 = 3.03 2根据规范JTG D622004第4.1.

2、1条的规定行车道板为单向板，可取单位宽度来计算。1 / 12（2）计算跨度根据规范JTG D622004第4.1.2条的规定计算弯矩时 l = L0 +1 = （1600-180 +120） = 1540mm，此处 t = 120mm 为 板厚，bb=180mm为梁肋宽，梁肋高勺=1300mm间力计算时 l = L = 1600 180 = 1420mm（3）每延米板上恒载&沥青混凝土面层 g 10.03 x1.0 x 23 = 0.69kN / m25 号混凝土垫层 g20.09x1.0 x 24 = 2.16kN/m25 号混凝土桥面板 g30.12x1.0 x 25 = 3.0kN/mg

3、 =Z g = 5.85kN/mi（4）间支条件下每延米宽度上恒载产生的板内力M = 8 gl 2 = 1 x 5.85 x 1.542 = 1.73kN - m（5）轮压区域尺寸，根据规范JTG D622004表4.3.1-2条的规定汽车前轮的着地长度 =0.20m， 宽度2 =0.30m， 见图1。前轴 上的压力30kN，此时桥面板上的轮压区域为：匕=% + 2h = 0.2 + 2 x 0.12 = 0.44 m-=b2 + 2h = 0.3 + 2 x 0.12 = 0.54 m此处h为铺装层，由沥青混凝土面层和混凝土垫层组成h = 0.03 + 0.09 = 0.12m（6）桥面板荷

4、载的有效分布宽度a4.3.1-2）a = a + 2h + - = 0.44 +1.54/3 = 0.953m 2 = 1.027m，应取 1.027m。2332）车轮在板跨边端时，应用规范JTG D622004，式（3.1.4-4）a = a2 + 2h +1 = 0.44 + 0.12 = 0.56m，应取 0.56m。因车辆最小轮距为1.3m，而桥主梁间距为1.6m，因此每一跨板内 仅只作用有一个车轮，故板内的车轮荷载为尸/2。有效分布宽度见图 2。图2（7）车辆荷载在桥面板中产生的内力根据通用规范第4.3.2条第6款汽车荷载的局部加载的冲击系 数采用1.3。所以车轮考虑冲击影响的增大系

5、数1 + =1.3。P b300.54M = （1+r）8- （/ -艾）=1.3 x 8 1 027（L54 ）= 6.03kN - m（8）最终内力由土 =些=0.0923 2根据规范JTG D622004第4.1.1条的规定行车道板为单向 板，可取单位宽度来计算。计算跨度根据规范JTG D622004第4.1.2条的规定计算弯矩时 l = L0 +1 = (1600-180 +120) = 1540mm，此处 t = 120mm 为 板厚，bb = 180mm为梁肋宽，梁肋高hb = 1300mm间力计算时 l = L = 1600 180 = 1420mm每延米板上恒载&沥青混凝土面层

6、 g 10.03 x1.0 x 23 = 0.69kN / m25 号混凝土垫层 g20.09x1.0 x 24 = 2.16kN/m25 号混凝土桥面板 g30.12x1.0 x 25 = 3.0kN/mg =Z g = 5.85kN/mi（4）简支条件下每延米宽度上恒载产生的板内力M = 1 gl 2 = 8 X 5.85 X 1.542 = .73kN m(5)轮压区域尺寸，根据规范JTG D622004表4.3.1-2条的规定选取荷载：根据轴距、轴重以及板纵向跨度，可取用两后轴或 两中轴加前轴，考虑应以重轴为主。单个车轮居于板跨中时，汽车后轮的着地长度= 0.20m，宽度 b2 = 0

7、.60m，见图1。后轴上的压力140kN，此时桥面板上的轮压区域 为：a1 = a2 + 2h = 0.2 + 2 x 0.12 = 0.44 mb1= b2 + 2h = 0.6 + 2 x 0.12 = 0.84 m此处h为铺装层，由沥青混凝土面层和混凝土垫层组成h = 0.03 + 0.09 = 0.12m（6）桥面板荷载的有效分布宽度a1）车轮在板跨中部时，应用规范JTG D622004，式（4.3.1-2） a = a + 2h + - = 0.44 +1.54/3 = 0.953m 2 = 1.027m，应取 1.027m。2332）车轮在板跨边端时，应用规范JTG D622004

8、，式（3.1.4-4）a = a2 + 2h +1 = 0.44 + 0.12 = 0.56m，应取 0.56m。因车辆横向最小轮距为1.3m，而桥主梁间距为1.6m，因此每一 跨板内沿横向仅只作用有一个车轮；a = 1.027mb1= 0.84m，所以计算跨中弯矩时， 车轮荷载集度为常数，采用跨中有效分布宽度.计算。根据通用规范第4.3.2条第6款汽车荷载的局部加载的冲击系 数采用1.3。所以车轮考虑冲击影响的增大系数1 + L1.3。P r b1400.84、M = （1+ h）8 （1 - 刁）=1.3 x （1.54一 2 ） = 24.81S - m（8）最终内力由土 =些=0.09

9、23 2根据规范JTG D622004第4.1.1条的规定行车道板为单向板，可取单位宽度来计算。（2）计算跨度根据规范JTG D622004第4.1.2条的规定板的平均厚度：t = 0.15 xL + .5 x 0.4 x 0.05 = 0.16m1.0计算弯矩时l = L +1 = （2200 -200 +160） = 2160mm （此处t = 160mm 为板厚，bb = 200mm为梁肋宽），不大于主梁肋中距2.2 m，故计算跨 度 l = 2.16m。简力计算时 l = L0 = 2200 - 200 = 2000mm（3）每延米板上恒载集度g铺装层自重g 10.08 x1.0 x

10、24混凝土桥面板自重g 20.16 x1.0 x 25恒载集度gg =Z g =5.92kN/mi（4）简支条件下每延米宽度上恒载产生的板内力M = 8 gl 2 =1 x 5.92 x 2.162 = 3.45kN - m（5）车辆荷载的轮压区域尺寸选取荷载：根据轴距、轴重以及板纵向跨度，可取用两后轴或 两中轴加前轴，考虑应以重轴（后轴）为主。轮载分布：轮压区域尺寸，根据规范JTG D622004表4.3.1-2条的规定，汽车后轮的着地长度 =0.20m， 宽度气=0.60 m。此时桥面板上的轮压区域为:a1 = a2 + 2h = 0.2 + 2 x 0.08 = 0.36mb1= b2

11、+ 2h = 0.6 + 2 x 0.08 = 0.76m此处h为铺装层厚，h = 0.08m（6）桥面板荷载的有效分布宽度a因车辆横向轮距为i.8m，而桥主梁间距为2.2m，考虑荷载不利 布置，因此每一跨板内沿横桥向仅只作用有一个车轮（布置在横桥向 跨中）。1）车轮在板跨中部时A、单个车轮居于板跨中时，应用规范JTG D622004, 式（4.3.1-2）a = a2 + 2h + - = 0.36 + 2.16/3 = 1.08m 2 = 1.44m，应取 1.44m。车辆荷载的轴距如图2所示，分析表明，两中轴、两后轴各自的 有效分布宽度发生重叠，应取两后轴车轮居于板跨中进行计算。B、2个

12、车轮居于板跨中时，应用规范JTG D622004, 式（4.3.1-2）a = a + 2h + d + - = 0.36 +1.4 + 2.16/3 = 2.48m 2 + d = 2.84m ， 应 取2332.84m。车辆荷载的轴距如图2所示，分析表明，两中轴、两后轴各自的 有效分布宽度发生重叠，应取两后轴车轮居于板跨中进行计算。一，项c c I / I7 Cli d |. 、7_.-图22）车轮在板跨边端时，单个车轮时，应用规范JTG D622004，式（3.1.4-4）a = a2 + 2h +1 = 0.36 + 0.16 = 0.52m，应取 0.52m。因a = 0.52m b广0.76m，所以计算跨中弯矩时， 车轮荷载集度为常数，采用跨中有效分布宽度.计算。根据通用规范第4.3.2条第6款汽车荷载的局部加载的冲击系 数采用1.3。所以车轮考虑冲击影响的增大系数1 + =1.3。M = (1+R) (l -给=1.3 x 140 x 2 (2.16 - 076) = 28.52kN - m op8a28 x 2.842最终内力由土 = O.16 故主梁抗扭能力较大。根据通用规范4.1.2 hb 1.5 - 0.16 4条得板面板跨中弯矩 M