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Bridge Engineering 第三章第三章 混凝土简支梁桥的计算混凝土简支梁桥的计算桥梁工程 2024年5月8日第一节第一节 概述概述 桥梁工程计算的内容内力计算桥梁工程、基础工程课解决截面计算混凝土结构原理、预应力混凝 土结构课程解决变形计算 简支梁桥的计算构件上部结构主梁、横梁、桥面板支座下部结构基础工程解决桥梁工程 2024年5月8日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桥梁工程 2024年5月8日第二节第二节 行车道板计算行车道板计算一、桥面板的分类一、桥面板的分类 行车道板：直接承受车辆轮压，与主梁梁肋和横隔梁联结，保证梁的整体作用并将活载传给主梁。行车道板从结构形式上看都是周边支承的板。结构形式：具有主梁和横隔梁的简单梁格系(图a)，具有主梁、横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b)，其桥面板实际上都是周边支承的板。荷载的双向传递：周边支承的板，若长边/短边大于2，荷载即往短边传递。桥梁工程 2024年5月8日梁格系构造和桥面板的支承形式梁格系构造和桥面板的支承形式横隔板内纵板横截面横梁纵梁梁格仰视图a)翼缘板自由键铰接键桥梁工程 2024年5月8日荷载的双向传递荷载的双向传递桥梁工程 2024年5月8日桥面板的分类桥面板的分类 单向板：把边长或长宽比大于等于2的周边支承板看作单由短跨承受荷载的单向受力板来设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。双向板：边长或长宽比小于2的周边支承板，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。工程实践中最常见的行车道板受力图式：单向板，悬臂板，铰接悬臂板桥梁工程 2024年5月8日二、车辆在板上的分布二、车辆在板上的分布行车方向车辆荷载在板面上的分布车辆荷载在板面上的分布桥梁工程 2024年5月8日二、车辆在板上的分布二、车辆在板上的分布作用在桥面上的车轮压力，通过桥面铺装层扩散分布在钢筋混凝土板面上，计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理，既避免了较大的计算误差，又能节约桥面板的材料用量。将轮压作为均布荷载a2车轮沿行车方向的着地长度b2车轮的宽度矩形荷载压力面的边长沿纵向a1=a2+2H 沿横向b1=b2+2H桥梁工程 2024年5月8日 一个加重车后轮（轴重为P）作用于桥面板上的局部分布荷载为：单向板 跨中弯矩mx呈曲线，车轮荷载产生的跨中总弯矩为：a为板的有效工作宽度112baPp maxxxmadymMmaxxmMa 桥梁工程 2024年5月8日桥面板的受力状态桥面板的受力状态截面弯矩图桥梁工程 2024年5月8日根据最大弯矩按矩形换算的有效工作宽度根据最大弯矩按矩形换算的有效工作宽度a a)简支板，跨中单个荷载 b)固结板，跨中单个荷载 c)简支板，全跨窄条荷载 d)简支板，14跨径处单个荷载桥梁工程 2024年5月8日桥梁工程 2024年5月8日有效工作宽度假设保证了两点：1）总体荷载与外荷载相同2）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形弯矩分布需要解决的问题：mxmax的计算影响mxmax的因素：1）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3）荷载到支承边的距离桥梁工程 2024年5月8日 有效工作宽度与支承条件、荷载性质及位置的有效工作宽度与支承条件、荷载性质及位置的关系关系 两边固结的板的有效宽度比简支的小，满布条形荷载比局部分布荷载的小，荷载越接近支承边时越小。桥梁工程 2024年5月8日荷载有效分布宽度荷载有效分布宽度桥梁工程 2024年5月8日04桥规桥规对单向板荷载有效工作宽度的规定对单向板荷载有效工作宽度的规定（a）荷载在跨径中间 单独一个荷载 几个相邻荷载llHalaa323232132321ldHaldaa桥梁工程 2024年5月8日（b）荷载在板的支承处（c）荷载靠近板的支承处3221ltHataaxaax2桥梁工程 2024年5月8日悬臂板受力状态悬臂板受力状态悬 臂 根 部弯 矩 图自 由 边自 由 边桥梁工程 2024年5月8日悬臂板有效工作宽度悬臂板有效工作宽度 可见，悬臂板的有效工作宽度接近于二倍悬臂长度，荷载可近似按450角向悬臂板支承处分布。00max015.2465.0lPPlmMax桥梁工程 2024年5月8日悬臂板的有效工作宽度悬臂板的有效工作宽度桥梁工程 2024年5月8日 桥规对悬臂板的活载有效工作宽度的规定：分布荷载靠近板边为最不利，故 履带荷载，跨中和支点均取一米板宽板条按实际荷载强度 p 进行计算。12222babHaa01laa桥梁工程 2024年5月8日履带荷载的分布宽度履带荷载的分布宽度 a）单向板 b）悬臂板自由边a)b)桥梁工程 2024年5月8日三、桥面板的内力计算三、桥面板的内力计算 实体矩形截面桥面板：由弯矩控制设计，设计时以每米宽的板条进行计算。梁式单向板或悬臂板：由板的有效工作宽度得到作用在每米宽板条上的荷载和其引起的弯矩。双向板：按弹性理论进行分析。在工程实践中常用简化的计算方法或现成的图表来计算。荷载：车辆荷载