行车道板悬臂板计算书.docx
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行车道板悬臂板计算书
行车道板（悬臂板）
计算书
计算
复核
2005年3月
概况－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－2
1恒载效应－－－－－－－－－－－－－－－－－2
2活载效应－－－－－－－－－－－－－－－－－3
3荷载组合－－－－－－－－－－－－－－－－－4
4截面配筋计算－－－－－－－－－－－－－－－5
5截面复核－－－－－－－－－－－－－－－－－6
6截面剪力验算－－－－－－－－－－－－－－－6
7裂缝宽度验算－－－－－－－－－－－－－－－7
8闽华护栏防撞计算－－－－－－－－－－－－－8
9结论――――――――――――――――――10概况：
预应力混凝土连续T梁定行图
跨径：
35m
荷载：
公路一级
桥面宽度：
0.5+12.0+0.5=13m
最不利断面：
梁肋间距为2.7m,板净跨为2.5m桥面铺装：
9厘米沥青砼+8厘米C40砼
规范：
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62—
2004》、《公路桥涵设计通用规范JTGD60—2004》
T梁上部结构断面图详见下图。
、恒载效应
（1）成桥以后
1
悬臂板支点剪力：
Mo=-（g1g2g3）L2g4（L0.25）
悬臂板支点剪力：
QO=（g1g2g3）Lg4
g1：
沥青层的自重
g2:
C40砼的自重
g3:
结构层的自重
g4:
栏杆的自重
1
Mo=©g2g3）
L2
g4
（L
0.25）
1
=—（g1g2g3）
L2
g4
（L
0.25）
1
=-（0.09124
2
0.08
1
25
（0.150.3）252
）127.6（10.25）
21
=10.59KN*m
Qo=©g2g3）L
g4
（0.150.3）25
=（0.09240.0825）17.6
21
=17.39KN
悬臂板恒载效应如下：
支点断面恒载弯矩为：
MsgM。
10.59KN*m
支点断面恒载剪力为：
QsgQ。
17.39KN
二、活载效应
公路一级产生的内力
根据“通用规范”第431条，后轮的着地宽度b2及长度a2为：
a20.2mb20.6m
根据“公预规”第4.1.3条，计算整体单向板时，车轮传到板上的荷载分布宽度按下列规定计算。
（1）平行于板跨方向的荷载分布宽度
bib22h
（2）垂直于悬臂板跨方向的荷载分布宽度
1）单轮作用在悬臂板时
aa22h2c
当ad,荷载分布重叠，采用多轮作用计算
2）多轮作用在悬臂板时，荷载分布宽度重叠时
aa22hd2c
3）车轮在板的支承附近，按45度角过渡
式中：
L――板的计算跨径；计算跨度1.0m
h——铺装层厚度；本计算铺装层厚度17cm
d――多车轮时外轮之间的中距；本计算中距1.4m
a――垂直于悬臂板跨径的车轮的荷载分布宽度；
c――平行于悬臂板跨径的车轮外缘，通过铺装层45度分布线的外边线至腹板外边缘的距离。
本计算：
b1b22h=0.6+2X0.17=0.94m
a1a22h0.20.1720.54
aa22h2c0.20.1720.4721.48m1.4m
车轮发生重叠：
（取单轮计算）
a（a22h2c1.4）/2（1.481.4）/21.44m
a的分布图如附图
14斗
1羽
k1HQr1J；_k号内
7r%■7
i\
支点处：
p'P14051.71KN
2ab121.440.94
1悬臂板跨中最大荷载弯矩计算
冲击系数：
；按“通用规范”取（1+卩）=1.3
（1）汽车后轮作用在悬臂板时
计算图式见附图
支点产生的弯矩；
c2Mop
（1）P；
式中：
P――车轮重，按“通用规范”P=140K
c2
Mop
（1）P'j
1.351.71
0.472
7.425KN*m
2、悬臂板支点最大剪力计算支点剪力计算公式如下：
Qop
（1）P'c
1.351.710.47
31.6KN*m
悬臂板恒载效应如下：
支点断面活载弯矩为：
MspMop7.425KN*m
支点断面活载剪力为：
QspQsp31.6KN
三、荷载组合:
基本组合：
Mud1.2Msg1.4Msp
Msd
Msg
0.7Msp
1
Msd
Msg
0.4Msp
1
作用短期效应荷载组合:
作用长期效应荷载组合:
荷载组合表
单项荷载
荷载
支点断面弯矩
支点断面剪力
恒载
10.590
17.385
汽车活载
7.425
31.6
基本组合（计汽车冲击）Nud
1.2恒+1.4汽车
23.103
65.102
短期效应组合（不计汽车冲击）Ns
恒+0.7汽车/（1+Q
14.588
无
长期效应组合（不计汽车冲击）Nl
恒+0.4汽车/（1+Q
12.875
四、配筋计算：
根据“公预规”第5.2.2条，矩形截面抗弯承载力计算公式如下:
X
oMdfcdbx（ho^）
fsdAsfcdbx
受压区高度应符合下列要求：
x业
式中：
o――桥梁结构的重要系数。
按“公预规”第5.1.5条取用
Md――弯矩组合设计值，这里取基本组合设计值Mud
fcd――混凝土轴心抗压强度设计值。
按“公预规”表3.1.4采用
fsd――纵向普通钢筋抗拉强度设计值。
按“公预规”表323-1采用
ho截面有效咼度。
x――截面受压区高度。
由以上公式解二次方程得到X值。
并且取xbh0的x值
受拉区钢筋的配筋面积A:
Afcdbx
AS盲
支点截面弯矩配筋：
截面有效咼度：
h0=0.3—0.037=0.263m
X
1.123.10322.410001x（0.263）
x1=0.00435m,x2=0.52165bh）0.1473m（舍去）
受拉区钢筋的配筋面积As:
fcdbx22.41000.4352
A,』==3.48cm
fsd280
实际每米配10①12,As=11.31cm2，满足要求
五、截面复核
实际的下缘配筋面积为As，重新计算截面抗弯强度。
fcdb
结构所能承受的弯矩：
fcdbx（g2
判决弯矩组合设计值Md是否满足要求。
支点截面:
fcdb
2801131
22.410001
=14.14mm
x001414
fcdbx（g|）=22.4114.14（0.263-
=81.048KN*m23.111.1=25.42KN*m
截面强度满足要求
六、剪力验算根据“公预规”第529条和第5210条
1、矩形截面的受弯构件，其抗剪应符合下列要求；
oVd0.511o\fCUTbho（KN）
0.5110Ifkbh^O.5110^.501000163
=948.44KN°Vd=1.165.10=71.61KN
计算满足要求
2、矩形截面受弯构件，当符合下列条件时；
3
0Vd0.50102ftkbh0
可不进行斜截面抗剪承载力的验算。
0.5102ftdbh°=0.51011.831000263
=240.65KN0Vd=1.165.10=71.61KN
所以可不进行斜截面抗剪承载力的验算。
式中：
Vd――验算截面处由作用（或荷载）产生的剪力组合设计值
b——相应于剪力组合设计值处的矩形截面宽度（mm）
七、裂缝宽度验算
桥面板的裂缝宽度允许值为0.1mm
按“公预规"第6.4.3条和第6.4.4条，矩形截面混凝土受弯构件，其最大裂缝宽度Wk可按下列公式计算:
Wk
C1C2C3
ss（30
Es（0.28
d
10
（mm）
ss
As
bh0
0.87Ash。
式中:
C1——钢筋表面形状系数，对光面钢筋，C1=1.4；对带肋钢筋，C1=1.0；
C2――作用（或荷载）长期效应影响系数，C210.5也，其中Nl和Ns分别为按作用（或荷
Ns
载）长期效应组合和短期效应组合计算的内力值（弯矩或轴向力）；
C3――与构件性质有关的系数，当为钢筋混凝土板式受弯构件时，C3=1.15，其他受弯构件C3=
1.0，轴心受拉构件C3=1.2,偏心受拉构件C3=1.1，偏心受压构件C3=0.9
ss——钢筋应力；
d――纵向受拉钢筋直径（mm）,当有不同直径的钢筋，采用等代直径。
——纵向受拉钢筋的配筋率，对钢筋混凝土构件，当>0.02时，取=0.02;当<0.006时，取
=0.006;对于轴心受拉构件时，按全部受拉钢筋截面面积As的一半计算;
Ms――按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值。
支点截面：
ss
0.87Ash0
14.591000
0.8711310.263
=56.38MPa
-==0.0043且不小于0.006
bh01000263
NI…厂12.877
C2=10.5=1+0.5=1.441
Ns14.591
Wtk
SS,30
C1C2C3
Es（0.28
10
=11.441
1.15
26.38
2105
（3012）
（0.28100.06）
=0.058mm0.1mm
裂缝满足要求。
八、闽华护栏防撞计算验算
（一）、试验数据（下列有闽华护栏撞击试验得到）
1、新型护栏设计
（1）、设计条件：
18t重的大客车，20度的碰撞角，80km/h的碰撞速度
（2）、跨径：
护栏所受的横向碰撞能量为520kj
2、验算参数取值
（1）、碰撞力：
F=pF'其中卩勻.465〜1.805,F'=336.36KN
（2）、撞击力的作用高度：
H=0.87m（撞击力与桥面的竖直距离）
（3）、碰撞力的分布宽度，b0=5〜6m,并且按45度角扩散。
取b0=5.76m所以碰撞力F=1.643X336.36=552.6KN
碰撞力作用高度：
H0=0.87+a
其中：
a为保护层的厚度。
H0为（撞击力与桥面板的竖直距离）
（二）、本计算采用的数据
1、T梁翼缘板强度验算。
撞击宽度分布图如下:
3
r-
1
X
jf
\
11-
LIEJ
（1）、翼缘外边厚15cm,内边厚30cm,悬臂长度1.0m,护栏宽度0.5m沥青砼厚度9cm,C40砼厚度8cm0
1）、防撞护栏自重产生的弯矩：
Mg17.6（0.5/2d）
2）桥面沥青砼层自重产生的弯矩：
Mg20.0924d2/2
3）桥面C40砼层自重产生的弯矩：
Mg30.0825d2/2
4）桥面板砼层自重产生的弯矩：
Mg40.1525（d0.5）2/20.1525（d0.5）2/6
5）、碰撞力产生的弯矩：
MF1（0.870.16）/b552.6（0.870.16）/b569.2/b
（2）、荷载组合
截面编号
截面位置
截面宽度
截面咼度
Mg1
Mg2
Mg3
Mg4
d（m
b（m
h（m
（KN*M）
（KN*M）
（KN*M）
（KN*M）
1
0
7.84
0.225
1.9
0.27
0.25
0.78125
2
0.25
8.34
0.2625
3.8
0.6075
0.5625
1.757813
3
0.5
8.84
0.3
5.7
1.08
1
3.125
截面编号
恒载弯矩
碰撞力产生的弯矩
荷载组合
M0（KN*M
M1（KN*M
1.2M0+1.1M1（KN*M
1
3.20125
72.60
83.70
2
6.7278125
68.25
83.15
3
10.905
64.39
83.91
注:
恒载的安全系数取1.2、汽车的撞击安全系数取1.1d为验算截面至防撞护栏内侧的距离。
（3）、配筋计算采用①12的钢筋
截面编号
计算配筋率
配筋根数
每米根数
cm2
①12
①12
1
18.65
16.49
17.00
2
15.12
13.37
14.00
3
12.93
11.43
12.00
所以在10①12钢筋里并列增设一根①12钢筋，为20①12
（4）、截面配筋验算
截面编号
每米根数
受压区高度
截面抗力Mu
①12
x（cm）
KN*m
1
20.00
2.8275
114.55
2
20.00
2.8275
138.30
3
20.00
2.8275
162.05
经验算满足要求八、结论：
1、配筋结果：
在10①12钢筋里并列增设一根①12钢筋为20①12,间距为10cm
2、容许局部最厚的铺装厚度：
本计算采用的铺装厚度为17cm，经计算结构最多能承受的最大铺装厚度为40cm，否则强度不满足要求。
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