行车道板及荷载横向分布系数计算题.docx
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行车道板及荷载横向分布系数计算题
【例9.3.3】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・桥墩中心距为20m,横隔梁间距4.85m・桥宽为5Xl・6±2X0.75=9.5m・主梁为6片。
铺装层由苏孑面层（0.03m）和混凝土垫层（0・09m）纽成。
板厚120mm.主梁宽180mm：
高1300mmc
（2）桥面騷。
忑路-I级:
要求：
确定板内的弯矩。
答案：
（1〉板类型判别
行车道板平面尺寸：
顺桥向Ln=4850nnn.
横桥向Lb=1600mm,见图9.3.9O
根据《规范》JTGD622004第1.1.1条的规定行丰道板为单向板■可取单位宽度
来设计。
色）_每延卷匹上:
豎t£
25号混凝土垫层如
25号混凝土桥面板灯
（2）计算跨度根据《规范》JTG1）62-2004第4.1.2条规定
计算弯矩时/—（1600—180120）=1540mm,此处/=120mm为板厚•bh=
180mm为梁肋宽，梁肋高/ib=1300mm
剪力计算时Z=Lc=1600-180=1420mm
0.03X1.0X23=0.69kN/m
0.09X1.0X24=2.16kN/m
0.12X1.0X25=3.OkN/m
算=》从=5.85kN/m
M,）k=!
gl=£X5・85X1.54」=1./3k\•moo
（5）轮压区域尺寸，根据《规范》JTGD60—2004表4・3.1-2的规定
汽车前轮的着地长度4为0.20m,宽度们为0.30m,见图9.3.9,前轴上的压力为
30kN,此时桥而板上的轮压区域为：
a=Q\十2力=0.2t2X0.12=0.44mh=b—2h=0.3+2X0.12=0.54ni
此处力为铺装层.由沥青面层和混凝土垫层组成
/?
=0.03+0.09=0.12m
KJ
1
d一
t」w
L
7
1
「1.027：
/il■■—
1
[迥一
r\
图9.3.10
（6）桥面板荷载有效分布宽度“（图9-3.10）
①车轮在板跨中部时・应用《规范》JTGD62—2004•式（4.1・3-2）
a=«i+2/i+#=0.44+匚『
=0.953m<#=1.027m,应取1.027m“②车轮在板跨边端时，应用《规范》JTG
D62—2004.式（4.1.3-4）
/=如十2/1+/=0・44+0・12
=0.56m因车辆轮距为1.8m.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，
■
P
故板内的车轮荷载为专。
（7）车辆荷载在桥面板中产生的内力
根据《规范》1.3.2条第6款汽车荷我的局部加载的冲击系数采用0.3。
所以车轮考虑冲击影响的增大系数1+片=1・3。
性7（比）亘眩陽（1・54-普）=怛竺旦?
衣力魏凡（8）最终内力—
4.1.2条得
由于丄=牛1「0.0923V[•故主梁抗扭能力较大。
由《规范》JTGD62—2004第/lb1.34
桥而板跨中弯矩M中=0・5M0桥面板支座弯矩M夂=—0.7M；I
第4・1・6条得永久作用效应的分项系数为1・2，汽车荷载效应的分项系数
M中0.5（1.2X1.73+1.4X6.03）=5.26kN•m
Mi=—0.7（1・2X1.73+1•彳X6.03）=—7.36kN•ni
【例9.3.5]一个前轴车轮作用下铳接悬
臂板的内力计算
2/（1100
图9.3.15饺接悬秤行车道板（尺寸：
ern>
条件：
图9.3.15所示T梁翼板所构成较接悬臂板。
荷载为公路・|1级。
桥面铺装为2cm的沥青:
昆凝土面层（容重为21kN/m）和平均9cm厚C25混凝土垫层（容重为23kN/m）oT梁翼板的容重为25kN/m0
要求：
计算在一个前轴车轮作用下的内力。
答案：
（1）恒载及其内力（以纵向一米宽的板条进行计算）
1每延米板上的恒载幻
沥青混凝土面层勿：
0.02X1.0X21=0.42kN/m
C25混凝土垫层g2.：
0.09X1.0X23=2.07kN/m
T梁翼板自重g3：
0,°^0,X1.0X25=2.75kN/m
作用于每米宽板条上的弯矩为:
45
\\
//
/
/
♦^1=n
、\
52、
=—2.54kN•m
（3）内力组合
根据《规范》JTGD602004中乘以相应荷载规定的荷载分项系数后计算内力。
当按承载能力极限状态设计时・对于恒载与活载产生同号内力的情况，其计算内力为：
Ma=1.+4Map=1.2X（-0.655）4-1.4X（-2.54）=—4.342kN•m
【例9.3.6】较接悬膺板的内力计算
图9.3.18饺接悬臂行车道板
条件：
图9.3.18所示T形梁翼板所构成的较接悬臂板。
设计荷载：
公路・11级・冲击系数〃0.3O桥面铺装为5cm沥青混凝土面层（容重为21kN/m3）和13cm防水混凝土垫层（容重为25kN/m3）o
要求：
计算较接悬臂板的设计内力。
答案：
（1〉恒栽内力（以纵向lm宽的板进
行计算）
1每米板上的恒载集度
沥青混凝土面层：
gj=0.05X1.0X21=1.05kN/m
防水混凝土垫层：
g2=0.15X1.0X25=3.75kN/m
T形梁翼板自重：
g3=—°82°--blX1・OX25=2.75kN/m
合计.g=7・55kN/m
2每来宽板条的恒载内力
弯矩M驱=一+胡=-*X7.55X0712=-1.90kN・m
剪力V?
<=g/o=7.55X0.71=5.36kN
（2）公路-II级车辆荷载产生的内力
公路・II级和公路-1级采用相同的车辆荷载标准值・公路-II级车辆荷载纵向布置如图
9.3.19所示。
将公路J级车辆荷载的两个140kN轴重的后轮（轴间距1.4m）沿桥梁的纵向作用于较缝轴线上，为最不利荷载。
由《规范》查得重车后轮的着地长度42=0.2m,着地宽度％=0.6m,车轮在板上的布置及其压力分布图形如图9.3.20所示，铺装层总厚H=0・05+0.15=0.20m,则板上荷我压力面的边长为
厂©=如+2"=0・2+2X0.20=0.6m
/W=®+2H=0・6+2X0.2O=17^n由图9.3.20可知，*车后轴两轮的有效分布宽度重叠，重疊的长度为
\^（0.3+0.71）X2-1.4=0.62m
则较缝处纵向两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度
a=a\+d+22o=0・6+1.4+2X0.71=3.42m
1+“=1+0.3=1.3作用于每米宽板条上的弯矩
M厂一（1+“）£仏—¥）=1.3X^gx（0.71-^）=-12.24kN•m
P为在有效分布宽度内作用于较缝的轴重之和，P=140X2=280kNo
相应于每米宽板条活载最丸弯矩时的每米宽板条上的剪力
心=（1+“）总=1・3><鴿鑰=26・61kN
【例9.4.1］用杠杆原理法求支点处各梁的横向分布系数加*
条件：
图9.4.14示一桥面净空为：
净7m+2X0・75m人行道的钢筋混凝土丨梁桥,
图9・1・15〈单位：
mm）
（2）汽车荷载的横向分布系数叫
先根据船规范》JTGD602004・对于汽车荷我的规定是汽车横向轮距为】•80m,两列
1381
汽车车轮的横向最小间距为1.30m,车轮距离人行道缘石最少为0.50mo在横向影响线上4定荷栽沿横向最不利的布置位置.再求出相应于荷我位迅的形响线竖标值％具体位置和值见图9.4.15。
再求出横向所有荷栽分布给各个梁的最大荷载值
1号梁
maxA]q=令工爲=辛><0・875=0.438Pq
2号梁
maxA“=导》%=^X1・0=0.5PM
3号梁
mag=号环=导X2X0.594=0.594Pq
此处，匕为汽车荷栽的轴吏.导为毎个轮重。
对汽车荷我的横向分布系數血％所以各个梁的横向分布系数分别为:
1号梁
加°q=+X°・875=0.438
2号梁
叫=*X1・0=0.5
3号梁
将人群荷栽A（N/mm2）表示成毎延米人群荷栽的强度P“=Ra（N/m）。
此处，°为人行道的宽度a=75cm。
P*的布置位査的相对应的影响线竖标值见图9.4.16。
作用在各个梁的最大荷我值分别为：
1号梁maxAir=Pof%=PorXl・422=1.422/\
2号梁
3号梁
maxA"=PorX（—0.422）=—0.422P°r
maxAsr=P”X0=0
人群荷载的横分布系数分别为:
1号梁
2号梁
3号梁
〃如=1・422.7Wor=—0・422,
W0r=0o
【例9.4.2］用偏心压力法求跨中各梁的横向分布系数
条件：
计算跨径L=19.50m的桥梁横截面如图9.4.14所示。
要求：
试求荷我位于跨中时梁的荷我横向分布系数加g（汽车荷栽）和"如（人群荷裁,）。
答案：
此桥在跨度内设有横隔梁.具有强大的横向连接刚性.且承重结构的长宽比为
故可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数加“本桥各根主梁的横截而均相等，梁数m=5,梁间距为1.60m,則
5
^3“7=如*卜a-i++al
i=l
=（2X1.60）2+l.6O2+0+（-1.60）2+（~2Xl.60）2=25.60m?
（1）①号梁的横向分布系数，久
①①号梁的横向影响线
由式（9.4.2）得①号梁横向彬响线的竖标值：
当P=1作用于①号梁匕此时，®=2Xl・6m=3・2m,g=2X1.6m=3・2m。
①号
梁的反力为
当P=1作用于⑤号梁上时，此时，匕=2X（—l・6m）=-3・2m。
①号梁的反力为
恥=舟一竽-=*+"-“2?
許=°2°一0・40=—0・20
•-1
由于"只是变量二6律性函数,彭响线为鸟线，故卡需确定三邑g£湮定些g卷丿连接如和"
进而由加和处计算横向彩响线的零点位置•设墩点至①号梁位的距离为工，则
工4X1・60—才叙盈
0.60~―0720—;解得工=4・80m
零点位置已知后・就可求出各类荷我相应于各个荷栽位逛的横向够响线竖标值%和7ro设人行道缘石至1号梁轴线的距离为则
△=（7.00-4X1.60）/2=0・3m
②汽车荷载的横向分布系数加m
1386
图9.4.22中按《规范》JTGD60—2004规定确定了汽车荷栽的最不利荷栽位置和对应的影响线竖标值。
横向分布系数加旳可计算如下
加％=艺％=+（0.575+0.35+0.188—0.038）=0.538也可按下式计算，式中从表示影响线零点到各个轮重位置的距离。
•（知一处
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