什么是桥面板如何进行分类
桥面板(也称为行车道板)直接用于承载车辆车轮的压力的结构,一般钢筋混凝土板,对于较大的桥面的跨度也可以应用到横向预应力,做预应力混凝土板。据登上力特性,通常把长宽比等于和大于2的周边支承板视作单由短跨承受荷载的单向受力板(即单向板)来设计,而在长跨方向只要适当配置一些分布钢筋即可。长宽比小于板2,才真正按周边支承板(或称双向板)来设计,在此情况下需按两个方向的内力分别配置相互垂直的受力钢筋。目前桥梁设计趋势稀疏布置隔膜,所以常常间距梁间距小于横向舱壁小得多,甲板板大多是单向的。一般情况下,双向成交量钢桥面铺装是大的,结构也更加复杂,应使用尽可能少。
对于常见的T型梁桥,还可能会遇到两种情况。其一是当翼缘板的端边为自由边,可以作为沿短端嵌入固体交叉,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,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。
单向板
根据板的上述受力特性,计算考虑到混凝土结构固有的近似,通常就把长宽比等于和大于2的周边支承板视作单由短跨承受荷载的单向受力板(即单向板)来设计;而在长跨方向只要适当配置一些分布钢筋即可。目前桥梁设计趋势稀疏布置隔膜,因此主梁的间距往往比横隔板的间距小得多,甲板板大多是单向的。
双板
只板至小于2的纵横比,只需要真正按外围支撑板(或双板)设计,在此情况下需按两个方向的内力分别配置相互垂直的受力钢筋。目前梁桥设计的趋势是横隔板稀疏布置,所以常常间距梁间距小于横向舱壁小得多,甲板板大多是单向的。有时遇到过小于两个支撑板2的桥跨,例如:在空心墩T形刚架桥墩顶0号块上的桥面板等,在这方面,它必须被设计为双向板。一般情况下,双向成交量钢桥面铺装是大的,结构也更加复杂,应使用尽可能少。
悬臂板
针对常见的LA / LB>= T梁桥2当自由边缘的凸缘板侧的端部,其原因类似于早期分析,三边沿短板实际支持可以用作交叉端嵌固,而另一端的悬臂分析板的自由端。
铰接悬臂板
对于常见la/lb>=2的T形梁桥,当相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝的构造(如图所示),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。
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简支梁计算内容
1、需要计算的部位:主梁、横梁、桥面板;
2、主要荷载:结构重力、预应力、活载、日照温差;
3、计算项目: 主梁强度设计、验算; 横梁强度设计、验算; 桥面板强度设计、验算; 主梁变形计算、预拱度计算;
简支梁计算方法
主梁恒载内力:
按实际结构尺寸计算恒载集度,计算应力时将荷载作用在结构上直接计算,但应注意要根据按施工方法确定何种荷载作用在何种截面上。
主梁预应力内力:
简支梁属于静定结构,预应力只产生出内力,不产生二次力效应。
主梁活载内力:
纵向采用影响线加载求最不利内力;
横桥向采用横向分布系数考虑车列在横向最不利布置位置。
横梁内力计算:
利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。
桥面板计算:
采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布;
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比,选取不同的修正系数。
主梁变位计算:
根据构件类型修正弹性模量和惯性矩,恒载按实际结构尺寸计算,但必须考虑收缩徐变作用,活载计算中不记冲击系数。
预拱度设置:
通常预拱度的大小,等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值,也就是说应该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁,应视竖曲线的凸起(或凹下)情况,适当增减预拱度值,使峻工后的线形与竖曲线接近一致。
对于简支梁常用跨中点的预拱度作为失高,按二次抛物线甚至全梁的预拱度。
连续梁与刚构桥计算内容
1、需要计算的部位:主梁、横梁(如果采用多梁式截面)、桥面板;
2、主要荷载:结构重力、预应力、活载、收缩徐变内力、基础变位内力、日照或常年温差内力;
3、计算项目: 主梁强度设计、验算; 横梁强度设计、验算; 桥面强度设计、验算; 主梁变形计算、预拱度计算;
连续梁与刚构桥计算方法
主梁自重内力:
按实际结构尺寸计算恒载集度,将荷载作用在结构上,通过结构力学方法求解或通过有限元程序求解。
计算中必须按施工方法确定各种构件自重作用的体系、作用截面,必须按施工过程考虑结构体系转换。
主梁预应力内力:
1、先计算初弯矩,然后计算次内力,通常要考虑徐变、收缩,不均匀沉降引起的次内力;
2、等效荷载法,将预应力作为外荷载直接作用在结构上计算。
主梁活载内力:
纵桥向采用影响线加载求最不利内力,多梁式截面采用横向分布系数方法考虑车列横桥向的最不利布置位置。
箱形截面必须按薄壁杆件计算扭转、翘曲、畸变等箱梁效应。
横梁内力计算:
利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。
桥面板计算:
采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布;
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比,选取不同的修正系数。
主梁变位计算:
根据构件类型及结构静定或超静定情况修正弹性模量和惯性矩,恒载按实际结构尺寸计算,但必须考虑收缩徐变作用,活载计算中不记冲击系数。
预拱度设置:
通常预拱度的大小,等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值,也就是说应该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁,应视竖曲线的凸起(或凹下)情况,适当增减预拱度值,使峻工后的线形与竖曲线接近一致。
工程名称: 宁夏永宁黄河公路大桥施工图设计桥面板计算一、概况与基本数据1.1概况宁夏永宁黄河桥公路大桥宽度36.5 m。桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土,30cm桥面板,护栏采用钢防撞护栏。1.2技术规范《公路工程技术标准》JTG B01-2003;《公路斜拉桥设计细则》JTG/T D65-01-2004;《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004;《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004。1.3重要性系数结构重要性系数为1.1。2.计算相关参数2.1 材料和荷载 ①主要材料混凝土:主梁采用C55高性能混凝土,弹性模量E=3.60x104MPa,容重γ=26.0KN/m3;HRB400普通钢筋:弹性模量E=2.0x105MPa,fsd=300MPa桥面铺装:沥青混凝土容重γ=24.0KN/m3;铁砂混凝土容重:γ=35.0KN/m3②计算荷载恒载作用:结构自重;桥面铺装;护栏自重活载作用:公路-Ⅰ级二、主梁桥面板计算(箱梁内翼缘)跨中横隔板的间距是la=6.0m,梁肋板间距为lb=16.4m,根据JTG D62-2004中4.1.1条的规定,lb/la=16.4/6.0=2.73>2,故桥面板可按跨径为la的单向板进行计算。(尺寸如下图)2.1荷载标准值计算(1)横载内力计算(以纵向1m板条进行计算)①每延米板上的恒载g沥青混凝土面层g1 : 0.11.024=2.4(kN/m)桥面板自重g2 :0.31.026=7.8(kN/m)护栏自重g3 :3.7462/6/5.871.0=1.28(kN/m)合计g :11.48(kN/m)②每延米板上的恒载内力先计算简支板的跨中和支点剪力,根据JTG D62-2004中4.1.2条,横隔板间的计算跨径按下列规定采用。计算弯矩,LM=L0+t=5.65+0.3=5.95,但不大于6.0m,故取5.95m满足要求。
计算剪力,LQ=L0=5.65m 。简支板跨中弯矩: ==0.12511.485.95=50.78(kN·m)简支板支点剪力: ==0.511.485.65=32.42(kN) 根据JTG D62-2004中4.1.2条,与梁肋整体连接的板,其内力如下:支点弯矩: =-0.7=-35.55(kN·m)跨中弯矩: =0.5=25.39(kN·m)(板厚与梁高比小于0.25)支点剪力: ==32.42(kN)(2)活载内力计算根据JTG D60-2004中4.3.1-5条,后轮轴重140 kN,着地的宽度和长度为=0.20.6,为平行于板跨方向,为垂直于板跨方向。(见下图)车轮作用于板跨中部时的有效分布宽度计算如下。根据JTG D62-2004中4.1.3条,进行计算。计算弯矩时:(+2h)+d+l/3=(0.6+20.1)+5.95/3=2.78(m)2L/3=25.95/3=3.97(m)取a=3.97>1.8,有交叉,故在板上进行活载布置如下图所示。计算剪力时:(+2h)+d+l/3=(0.6+20.1)+5.65/3=2.78(m)2L/3=25.65/3=3.77(m)取a=3.77>1.8,有交叉,故在板上进行活载布置如下图所示。车轮作用在板支撑处时的有效分布宽度为:(+2h)+t=0.6+20.1+0.3=1.1(m)为了便于计算,这里将板跨中部的有效分布宽度等效到单轴的情况,计算弯矩时a=1627/8=203.4(cm)计算剪力时a=1607/8=200.9(cm)经过比较可知,当一侧车轮作用于板正中左侧70cm时产生最大的弯矩效应,当一侧车轮作用于紧靠板的支点处产生最大的剪力效应,荷载分布宽度及加载图示如下:根据JTG D62-2004中4.3.2条,汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数为0.3,则作用于每米宽简支板条上的跨中弯矩最大值为:
=(1+)=1.3=101.78(kN·m)(2.013-2.034)作用于每米宽简支板条上的支点剪力最大值为:=(1+)()=1.3=96.85(kN)(去掉最后一项)作用于每米宽连续板条上的活载内力为:跨中弯矩最大值 =0.5=0.5101.78=50.89(kN·m) 支点弯矩最值=-0.7=-0.7101.78=-71.25(kN·m)支点剪力最大值 ==96.85(kN)2.2荷载效应组合值计算(计算见下表)2.3极限状态承载力验算(1)计算承托板的计算高度根据JTG D62-2004中4.1.6条,承托板的计算高度为:(0.15-1.2,0.35-0.7)即支点截面计算bh=1.0m0.7m板的配筋。
荷载效应组合计算
梁号 桥面板支点 桥面板跨中
作用分类 组合计算表达式 弯矩(kN•m) 剪力(kN) 弯矩(kN•m)
永久作用 横载SGK -35.55 32.42 25.39
可变荷载 SQK(不计冲击力) -54.81 74.50 39.15
SQK(计冲击力) -71.25 96.85 50.89
SUK=SGK+SQK(计冲击力) -106.79 129.27 76.28
SUD=1.1(1.2SGK+1.4SQK)(计冲击力) -156.64 191.94 111.89
SSD=SGK+0.7SQK(不计冲击力) -73.91 84.57 52.79
SLD=SGK+0.4SQK(不计冲击力) -57.47 62.22 41.05
(2)正截面抗弯承载力对于矩形截面其正截面抗弯承载能力应符合JTG D62-2004中5.2.2-1条规定, 受压区高度应符合,查JTG D62-2004中5.2.1表。(0.54-0.51)
①支点截面(0.323-0.659,157.79-156.64,26.5-24.4,17.9-9.8),280-33017.9-9.8,174.42-335.91)其中若每延米板配10Ф16@100,则,满足要求②跨中截面其中若每延米板配10Ф16@100,则,满足要求。(3)支点截面斜截面抗剪承载力①截面尺寸验算按JTG D62-2004中5.2.9条②判断截面是否需要进行抗剪承载力的验算按JTG D62-2004中5.2.10条(满足要求)2.4抗裂验算截面最大裂缝宽度按JTG D62-2004中(6.4.3-1)进行计算:(1)支点截面配筋满足抗裂要求。(2)跨中截面配筋满足抗裂要求。2.5分布筋布置按JTG D62-2004中9.2.5条规定,行车道板内应设置垂直于主钢筋的分布筋,其截面面积不小于板截面面积的0.1%,取1m板宽计算,若每延米板配5Ф12@200,则,满足要求。二、配重作用下主梁底板的受力分析为了保证主梁对桥塔作用力的均衡性,根据计算需要,主桥边跨现浇段需要增加配重质量,经比较各段增加的配重值,距端横梁最近的分孔处增加1000(kN/m),为最大值。横隔板与端横梁之间的间距是la=2.5m,梁肋板间距为lb=n m,根据JTG D62-2004中4.1.1条的规定,lb/la=n/2.5>2,故底板可按跨径为la的单向板进行计算。(尺寸如下图)沿着主桥方向,实现配重1000 kN/m,加入铁砂混凝土,容重为35 kN/m 3两个截面分孔面积如下图所示,经比较,横向板带配重荷载最大值为:1.42*1*35=39.34 kN/m2.1荷载标准值计算(1)横载内力计算(以纵向1m板条进行计算)
①每延米板上的恒载g配重荷载g1 : 39.34(kN/m)底板自重g2 :0.5251.026=13.65(kN/m)合计g :52.99(kN/m)②每延米板上的恒载内力先计算简支板的跨中和支点剪力,根据JTG D62-2004中4.1.2条,横隔板间的计算跨径按下列规定采用。计算弯矩,LM=L0+t=2.15+0.4=2.55,大于2.5m,故取2.5m满足要求。计算剪力,LQ=L0=2.15m 。简支板跨中弯矩: ==0.12552.992.5=41.4(kN·m)简支板支点剪力: ==0.543.732.15=56.96(kN) 根据JTG D62-2004中4.1.2条,与梁肋整体连接的板,其内力如下:支点弯矩: =-0.7=-29.98(kN·m)跨中弯矩: =0.5=20.7(kN·m)(板厚与梁高比小于0.25)支点剪力: ==56.96(kN)2.2荷载效应组合值计算(计算见下表)
荷载效应组合计算
梁号 桥面板支点 桥面板跨中
作用分类 组合计算表达式 弯矩(kN•m) 剪力(kN) 弯矩(kN•m)
永久作用 横载SGK -28.98 56.96 20.70
SUD=1.1(1.2SGK+1.4SQK) -38.25 75.19 27.32
SSD=SGK+0.7SQK -28.98 56.96 20.70
SLD=SGK+0.4SQK -28.98 56.96 20.70
2.3极限状态承载力验算(1)计算承托板的计算高度根据JTG D62-2004中4.1.6条,承托板的计算高度为:即支点截面计算bh=1.0m0.45m板的配筋。 (2)正截面抗弯承载力对于矩形截面其正截面抗弯承载能力应符合JTG D62-2004中5.2.2-1条规定,
受压区高度应符合,查JTG D62-2004中5.2.1表。①支点截面其中若每延米板配10Ф16@100,则,满足要求②跨中截面其中若每延米板配10Ф16@100,则,满足要求。(3)支点截面斜截面抗剪承载力①截面尺寸验算按JTG D62-2004中5.2.9条②判断截面是否需要进行抗剪承载力的验算按JTG D62-2004中5.2.10条(满足要求)2.4抗裂验算截面最大裂缝宽度按JTG D62-2004中(6.4.3-1)进行计算:(1)支点截面配筋满足抗裂要求。(2)跨中截面配筋满足抗裂要求。2.5分布筋布置按JTG D62-2004中9.2.5条规定,行车道板内应设置垂直于主钢筋的分布筋,其截面面积不小于板截面面积的0.1%,取1m板宽计算,若每延米板配5Ф12@200,则,满足要求。
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桥面板计算(增加配重计算完整最终版)2015.1.30(1)
宁夏永宁黄河桥公路大桥
桥面板计算书
2013-11-14
工程名称: 宁夏永宁黄河公路大桥施工图设计
桥面板计算
一、概况与基本数据
1.1概况
第 1 页
宁夏永宁黄河桥公路大桥宽度36.5 m。桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土,30cm桥面板,护栏采用钢防撞护栏。
1.2技术规范
《公路工程技术标准》JTG B01-2003;
《公路斜拉桥设计细则》JTG/T D65-01-2004;
《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004;
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004。
桥面板位置指的直接承受车辆轮压的承重结构。
在构造上它通常与主梁的梁肋和横隔板整体相连,这样既能将车辆荷载传给主梁,又能构成主梁截面的组成部分,并保证了主梁的整体作用。桥面板一般用钢筋混凝土制造,可施加横向预应力。
当车辆通过桥梁时,桥梁将发生振动,并向周边称为低频噪声。对于工作或生活在桥梁周边的人,如果长期暴露于这种低频噪声中,可能会产生头痛、耳鸣、失眠、腹部压迫等生理和心理反应,严重影响身体健康,这已经成为当今城市的一种环境污染。因此有必要对桥梁低频噪声进行分析,并设法降低这种噪声。
结构介绍
正交异性钢桥面板是由纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面顶板组成的共同承受车轮荷载的结构。20世纪50年代德国最先使用这种桥面结构,后来被其他国家广泛应用,目前已经成为世界上大、中跨度的现代钢桥常用的桥面结构形式。
正交异性钢桥面板具有高度低、自重轻、极限承载力大、易于加工制造等特点,可代替过去常用的混凝土桥面板,在梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等公路钢桥中已得到普遍应用。
来由于冄头正交筿异性钢桥面板内力分析复杂,制造施工要求较高,同时,纵横加劲肋构造形式以及横肋或横隔板的结构形式的不同都会影响到钢桥面板的受力特性,加之目前还没有统一的设计规范,因此,有必要对正交异性钢桥面板进行详细的受力分析,避免在设计中造成不必要的浪费。
正交异形钢桥面板通常可分为3个基本受力基本体系:桥面板作为主梁截面的一部分承受车辆运营荷载(第一基本体系);由桥面板和纵横向加劲肋组成桥面结构,承受桥面车轮荷载(第二基本体系);支承在纵横加劲肋上的钢桥面板直接承受车轮局部荷载(第三基本体系)。
简化的计算方法是,分别计算3个基本体系,然后进行应力叠加,最终得到组合应力。
长宽比大于2.0按单向板算,板厚不小于短边长度的1/30,不大于2时按双向板算,板厚不小于短边长度的1/40;商业及屋面板厚一般不宜于120mm;
地下室顶板作为嵌固端时不小于180mm,不作为嵌固端时不小于160mm,且地下室顶板不设井字梁活十字梁,直接设大板即可;
异形板按实际情况至少取跨度的1/30,可酌情加厚;
桥面设计时取梯板经济厚度为跨度的1/28,一般现浇板厚度详《混凝土结构设计规范》表9.1.2。
一般,悬挑板厚度取L/10,L为悬挑板跨度;无梁楼盖最小厚度150mm,现浇空心楼盖最小厚度200mm。
混凝土强度等级为C50,钢筋采用HRB335,则:,=280Mpa,
截面计算高度:
,1/3)=28.33cm,
,将各参数代入式中,整理计算可得x=32.6mm<=0.56×283.3=158.648mm,
取,。
(2)跨中处配筋
,
,将各参数代入式中,整理计算可得
X=22.8mm<=0.56×160=89.6mm
,
取,。
⑶ 抗剪验算
0.5×
。
故无需再进行专门的配筋。
装配式梁桥设计块件划分原则:
1)根据建桥现场实际可能预制、运输和起重等条件,确定拼装单元的最大尺寸和重量。
2)块件的划分应满足受力要求,拼装接头应尽量设置在内力较小处。
3)拼装接头的数量要少,接头形式要牢固可靠,施工要方便。
4)构件要便于预制、运输和安装。
5)构件的形状和尺寸应力求标准化,增强互换性,构件的种类应尽量减少。
扩展资料:
相关分类:
1、整体式简支梁桥
其横向刚度大,稳定性好。由于受运梁设备起吊能力的限制,整体式梁一般适用于就地浇筑。
整体式梁桥在施工速度、耗费支架模板木料等方面虽然不如预制装配式结构,然而,当所修建桥梁的孔数不多(甚至建造单孔桥梁),工程数量不大,或缺乏起重安装机具设备的情况下,往往仍须建造现场浇筑混凝土的整体式梁桥。
整体式简支梁桥通常仍旧以采用全跨不变的梁高为合理,因为采用变高度梁虽然在力学上似乎是合宜的,在材料数量上能获得一些节省,但会由于施工复杂化而引起更大的附加耗费,
整体式梁桥通常均设置横隔板(或横隔梁),借以加强全桥的横向刚性,减少整片桥面板的厚度,使横截面的设计更趋经济合理。
整体式桥梁的主梁宽度约为梁高的1/6~1/7。
2、装配式简支梁桥
装配式简支梁之一是T形截面梁。T形梁的优点是:制造简单,肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架,主梁之间借助间距为4~6m的横隔梁来连接,整体性好,接头也较方便。不足之处是:截面形状不稳定,运输和安装较复杂,构件正好在桥面板的跨中接头,对板的受力不利。
装配式的钢筋混凝土T形梁的常用跨径不大于16 m,装配式预应力混凝土T形梁则不大于50m。国内已建成的装配式预应力混凝土T形梁桥的最大跨径已达52m,国外有做到76m的。
参考资料来源:百度百科-简支梁桥
参考资料来源:百度百科-装配式