桥面板计算(2)
简支梁桥桥面板计算
, 桥面板作用:
直接承受车轮荷载，把荷载传递给主梁，同时，它又能构成主梁截面的组成部分，
并保证了主梁的整体作用。
, 桥面板分类:
单向板、双向板;悬臂板、铰接板。
, 车轮荷载的分布:
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，荷载在
o铺装层内的扩散程度，对于混凝土或沥青面层，荷载可以偏安全地假定呈45角扩散。
, 有效工作宽度:
板在局部分布荷载p的作用下，不仅直接承压部分的板带参加工作，与其相邻的部
分板带也会分担一部分荷载共同参与工作。
因此，在桥面板的计算中，就需要确定所谓
板的有效工作宽度，
, 桥面板内力计算:
对于梁式单向板或悬臂板，只要借助板的有效工作宽度，就不难得到作用在每米宽
板条上的荷载和其引起的弯矩。
对于双向板，除可按弹性理论进行分析外，在工程实践中常用简化的计算方法或现
成的图表来计算。
桥面板的作用
钢筋混凝土和预应力混凝土肋梁桥的桥面板(也称行车
道板)，是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梁(或横隔板)整体相连，这样既能将
车辆活载传给主梁，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，对于跨
度较大的桥面板也可施加横向预应力，做成预应力混凝土板。
从结构形式上看，对于具有主梁和横隔梁的简单梁格系
(图a)以及具有主梁、横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b)，桥面板实际上都是周边支承的板。
桥面板的分类
, 桥面板的受力特性:
ll/laab 板的长边与短边之比值愈大，向跨度方向传递的荷载就愈少。
, 单向板:
长宽比等于和大于2的周边支承板。
, 双向板:
长宽比小于2的周边支承板。
, 悬臂板:
l/l,2ab 的T形梁桥，翼缘板的端边为自由边。
, 铰接悬臂板:
l/l,2ab 的T形梁桥，相邻翼缘板在端部互相做成铰接接缝的构造。
车轮荷载的分布
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，由于板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说不是相差很
大，故计算时应较精确地将轮压作为分布荷载
来处理，这样做既避免了较大的计算误差，并
且能节约桥面板的材料用量。
富于弹性的充气车轮与桥面的接触面实
际上接近于椭圆，而且荷载又要通过铺装层扩
散分布，可见车轮压力在桥面板上的实际分布
a，b22形状是很复杂的。
然而，为了计算方便起见，通常又近似地把车轮与桥面的接触面看作是
ab22的矩形面积，此处是车轮(或履带)沿行车方向的着地长度，为车轮(或履带)的宽度，
ab22如图所示。
各级荷载的和值可从公路桥梁规范中查得。
至于荷载在铺装层内的扩散程度，
o根据试验研究，对于混凝土或沥青面层，荷载可以偏安全地假定呈45角扩散。
因此，桥梁规范中规定，最后作用于钢筋混凝土承重板上的矩形压力面的边长为:
a,a，2H12 沿纵向:
b,b，2H12 沿横向:
H式中: ---铺装层的厚度.
顺便指出，国外(如联邦德国)对于钢筋混凝土承重板采用较大的压力面边长，即:
a,a，2H，t12 沿纵向:
b,b，2H，t12 沿横向:
t式中: ---钢筋混凝土板的厚度。
据此，当汽车列车中一个加重车的后轮作用于桥面板上时，其局部分布的荷载强度为:
Pp,2ab11
P式中: --- 加重车后轴的轴重。
有效工作宽度
, 基本概念:
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。
, 单向板:
确定荷载位于板的中央地带以及板的支承处的有效分布宽度。
荷载从支点处向跨中移动时，相应的有效分布宽度可近似地按45?线过渡。
, 悬臂板:
确定悬臂板的有效分布宽度。
荷载可近似地按45?角向悬臂板支承处分布。
桥面板内力计算
, 多跨连续单向板的内力:
对于弯矩:先算出一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩M，再乘0
以偏安全的经验系数加以修正。
对于剪力:不考虑板和主梁的弹性固结作用，荷载尽量靠近梁肋边缘布置，考虑了
相应的有效工作宽度后进行计算。
, 悬臂板的内力:
对于铰接悬臂板:车轮作用在铰接缝上。
对于悬臂板:车轮作用在悬臂端。
, 双向板的内力:
利用弯矩影响面直接布载来求内力。
利用加列乐金的计算表来求解。
桥面板的分类
桥面板(也称行车道板)是直接承受车辆轮压的承重结构，一般为钢筋混凝土板，对于跨度较大的桥面板也可施加横向预应力，做成预应力混凝土板。
根据板的受力特性，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。
对长宽比小于2的板，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。
目前梁桥设计的趋势是横隔板稀疏布置，因此主梁的间距往往比横隔板的间距小得多，桥面板属单向板的居多。
一般来说，双向桥面板的用钢量较大，构造也较复杂，宜尽量少用。
对于常见的T形梁桥，也可能遇到两种情形。
其一是当翼缘板的端边为自由边，可以作为沿短跨一端嵌固，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。
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，由于板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说不是相差很大，故计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理。
为了计算方便，通常近似地把车轮与桥面的接触面看作是a×b的矩形，此处a 是车轮(或履带)沿222行车方向的着地长度， b为车轮(或履带)的宽度，如下图所示。
2
各级荷载的ab值可从《公路桥规》中查得。
至于荷载在铺装层内的扩散程度，根据试验研究，对于22
º混凝土或沥青面层，荷载可以偏安全地假定呈45 角扩散。
因此，桥梁规范
中规定，最后作用于钢筋混凝土承重板上的矩形压力面的边长(H为铺装层厚度)为: 沿纵向 a=a+2H 沿横向 b=b+2H 1212
桥面板的有效工作宽度
众所周知，板在局部分布荷载的作用下，不仅直接承压部分(例如宽度为a)的
板带参加工作，与其1相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参与工作。
因此，
在桥面板的计算中，就需要确定所谓板的有效
工作宽度，或称荷载的有效分布宽度。
1. 单向板
《公路桥规》中对于梁式单向板的荷载有效分布宽度作了如下的规定: (1) 荷
载位于板的中央地带
对于单独一个车轮荷载:
对于几个靠近的相同荷载，应按相邻靠近的几个荷载一起计算其有效分布宽度:
(2) 荷载位于板的支承处(t——板的厚度)
(3) 荷载位于靠近板的支承处(x——荷载离支承边缘的距离)
2. 悬臂板
我国《公路桥规》中对悬臂板的活载有效分布宽度规定为:
对于分布荷载位于板边的最不利情况，就等于悬臂板的跨径，于是:
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弯矩简化计算
在工程实践中常用简化的计算方法来计算桥面板的内力:
多跨连续单向板(长宽比大于等于2)
在弯矩计算时，先算出一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩，乘
以偏安全的经验系数加以修正，以得到跨中支点的设计弯矩。
悬臂板的内力
计算悬臂板根部荷载弯矩时，最不利的荷载位置是把车轮荷载对中布置在铰接处。
双向板的内力(长宽比小于2)
利用弯矩影响线加载，或利用现成的弯矩图表来计算。
有效工作宽度
板在局部分布荷载作用下，不仅直接承压部分的板带参加工作，与其相邻的部分板
带也会分担一部分荷载共同参与工作。
即为有效工作宽度。
规定:根据板的形式做分析，大约是沿45?向两边扩散。
对于悬臂板，接近二倍悬
臂长;对于单向板按照45?向边缘扩散。