车轮荷载的分布
②车轮压力面计算 作用于混凝土桥面板顶面的矩形压力面边长为： 沿桥纵向：a1=a2+2H 沿桥横向：b1=b2+2H a2——沿行车方向车轮着地长度； （公路：0.2m；城市：0.25m）
b2——垂直于行车方向车轮的着地长度； （公路：前轮0.3m； 中、后轮：0.6m） （城市：前轮0.25m；中、后轮：0.6m） H——桥面铺装层的平均厚度。
第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥
1 概论 2 桥面构造 3 板桥的设计与构造 4 装配式简支梁桥的设计与构造 5 简支梁桥的计算 6 梁式桥的支座 7 简支梁桥的施工
5 简支梁桥的计算
§5-1 概述
1、桥梁工程计算的内容 内力计算 —— 《结构力学》《桥梁工程》《基础工程》等 截面验算 —— 《混凝土结构原理》等 变形验算 —— 《材料力学》《结构力学》《桥梁工程》等
la/lb≥2，荷载主要由短跨承受，在长跨方向只需 适当配置分布钢筋即可（在桥面板中较为常用） la/lb＜2，需按两个方向的内力分别配置受力钢 筋，用钢量大，构造复杂（桥面板中较少采用）
常用的行车道板，按受力可分为三类： 单向板（美国规范：la/lb≥1.5时按单向板计算） 悬臂板（主梁的翼板间采用钢板联结）
§5-2 桥面板的计算
1、桥梁工程计算的内容 内力计算 —— 《结构力学》《桥梁工程》《基础工程》等 截面验算 —— 《混凝土结构原理》等 变形验算 —— 《材料力学》《结构力学》《桥梁工程》等
桥面板的力学模型
1、桥面板的力学模型 混凝土肋梁桥的行车道板既保证了桥梁的整体作用， 又将荷载传递给主梁。
车轮荷载的分布
车 辆 荷 载 主 要 技 术 指 标
项目 车辆重力标准值 前轴重力标准值 单位 kN kN 技术指标 550 30
中轴重力标准值 后轴重力标准值 项目
轴距 轮距 前轮宽×长 中后轮宽×长 车辆外形长×宽
kN kN 单位
m m m m m
2×120 2×140 技术指标
3+1.4+7+1.4 1.8 0.3×0.2 0.6×0.2 15×2.5
单向板的荷载有效分布宽度
板的有效工作宽度
1）车轮位于板的跨中
单个车轮在板的跨中时（如图a）：
多个车轮在板的跨中时（如图b，当各单个车轮按上 式计算的荷载分布宽度发生重叠时，按下式计算）:
板的有效工作宽度
2）车轮位于板的支承处（如图c）
3）车轮位于板的支承处附近，距离支点 x 时
式中：l ——板的计算跨径； d ——多个车轮时外轮之间的中距； t ——板的厚度； x ——荷载作用点至支承边缘的距离。
铰接悬臂板（主梁的翼板间采用铰接缝联结）
车轮荷载的分布
2、桥面板的受力分析 （1）车轮荷载在板上的分布
①基本假定 ◆轮压经桥面铺装扩散分布于行车道板，在计算中将 轮压作为分布荷载来处理；
◆为计算方便，将较为复杂的轮压布形态近似当作
矩形； ◆据试验研究，铺装层对轮压近似呈45°扩散。
车轮和在的分布
板的有效工作宽度
悬臂板规定的有效宽度为（如图）：
式中：b' ——承重板上的荷载压力面外缘至悬臂板 根部的距离，b'≤2.5m。
对分布荷载靠近板边的最不利情况，有： a =a1+2l0
【注】当 b' > 2.5m时，悬臂根部的负弯矩应扩大为 1.15～1.30倍。 此外，车轮荷载作用点下方 还会出现正弯矩，尚应考虑正弯矩配筋。
板的有效工作宽度
简便起见，用宽为a，高为mxmax的矩形面积代替弯 矩图曲线面积来计算轮载总弯矩，即
等效弯矩图 的总宽度为
轮载产生的 跨中总弯矩 荷载中心处最 大单宽弯矩值
a 即为荷载有效工作宽度或板的有效分布宽度； 每延米板条荷载强度为：
p =P / (2ab1)
板的有效工作宽度
《公预规》（JTG D62-2004）对单向板的荷载有效分布宽 度a 规定如下：
板的有效工作宽度
（2）板的有效工作宽度（荷载有效分布宽度） 行车道板不仅直接承压部分（例如宽度为a1）的板带参加工 作，与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载而共同参与工作。 因此，桥面板计算中，需要确定板的有效工作宽度（共同 参与工作的板的宽度范围）。 两边固结的板有效工作宽度比简支的小30%～40% 全跨满布条形荷载有效工作宽度比局部分布荷载小 荷载越靠近支承边，有效工作宽度也越小
5 简支梁桥的计算
2、简支梁桥计算的构件 上部结构 行车道板：直接承受车辆荷载 主梁：主要承重构件 横隔梁：增强横向刚度和结构整体性，同时起到分布荷载 的作用 支座 下部结构——桥墩、桥台 计算顺序：先桥面板后主梁 先上部，后下部
5 简支梁桥的计算
3、简支梁桥计算流程
5 简支梁桥的计算
板的有效工作宽度
①单向板
板的有效工作宽度
已知跨径为 l 的单向板，车轮荷载以a1×b1 的分布面积作用 在行车道板上，则 ◆板在计算跨径 x 方向产生挠曲变形 ωx ，同时也在 y 方向产生
挠曲变形 ωy ；
◆直接承压的宽为 a1 的板条受力最大，其邻近板也参与工作，
共同承受轮载产生的弯矩；
◆离荷载越远的板条承受的弯矩越小。
板的有效工作宽度
②悬臂板
板的有效工作宽度
由理论分析，当板端作 用集中力P 时（如图b），板 条的最大负弯矩为 mxmax=−0.465P,而荷载引起的 总弯矩为M0=−Pl0。因此，按 最大负弯矩换算的有效工作 宽度为（如图a）：
因此，可以近似的认为 荷载按45°角向悬臂板支承边分 布。
板的有效工作宽度
要点总结
行车道板荷载有效作用宽度的要点总结
1、荷载有效分布宽度，同样适用于剪力计算。
2、单向板的有效工作宽度，靠近根部最小，靠近跨中最大，从
根部到中部按45°线变化。 3、求悬臂板的弯矩时，荷载最不利位置在铰处（或边缘），但 求的是根部弯矩。 4、考虑有效作用宽度，不能直接求荷载效应，必须先把“力”
结构形式：行车道板实际上是周边支承的板。 受力特点：当长短边之比 la/lb≥2时，荷载绝大部分沿 短跨方向传递，而沿长跨方向传递的荷载 不足6%（均布）。
桥面板的力学模型
梁格构造和桥面板支承方式
桥面板的力学模型
双向板工作原理模型
桥面板的力学模型
为此，可将四边支承的板分为两类： 单 向 板 双 向 板