行车道板的计算实例
简支梁桥计算行车道板
有限元法计算行车道板
有限元法是一种数值计算方法，通过将连续的物体离散化为有限个小的 单元，并对每个单元进行单独的分析和求解，最终得到整个物体的近似 解。
在行车道板的计算中，有限元法可以模拟板的复杂形状和边界条件，考 虑各种非线性因素，如材料非线性、几何非线性和接触非线性等。
有限元法计算行车道板需要建立详细的有限元模型，输入准确的材料属 性和边界条件，并进行大量的计算和分析。该方法适用于复杂结构和非 线性问题的计算，具有较高的精度和灵活性。
01
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监测目的
实时监测行车道板的运行状态 ，确保桥梁安全。
监测内容
包括行车道板的变形、裂缝、 承载能力等。
监测方法
采用非接触式位移计、应变计 等设备进行实时监测。
数据处理与分析
对监测数据进行处理和分析， 及时发现异常情况并采取相应
措施。
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CATALOGUE
结论与展望
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CATALOGUE
行车道板在简支梁桥中的作用
行车道板是简支梁桥的重要组成部分，主要承担车辆行驶的荷载，并将其传递至 主梁。
行车道板的平整度、强度和耐久性对车辆行驶的安全性和舒适性有重要影响。因 此，在简支梁桥的设计和施工中，对行车道板的计算和分析是至关重要的。
02
CATALOGUE
行车道板的计算方法
02
CATALOGUE会意义。Biblioteka 行车道板在简支梁桥中的重要性
行车道板是简支梁桥的重要组成 部分，其承载能力和稳定性对桥 梁的整体性能和安全具有重要影
响。
行车道板需要承受车辆的重量和 冲击力，因此需要具备足够的强 度和刚度，以确保行车的安全性
和舒适性。
第五章行车道板计算
P——车轮后轴轴重。
三、有效工作宽度 a——板的有效工作宽度，或称为荷载有效分布宽度。
板的有效工作宽度
单向板的例子 有效工作宽度的概念
y 跨中截面弯矩图
mxmax
M a mxmax
x a1
b1
l
mxmax
amxmax mxdy M
a
有效工作宽度假设保证了两点： 1）总体荷载与外荷载相同 2）局部最大弯矩与实际分布相同
简支梁桥的计算
设计过程回顾
简支装配式RC、PC梁桥的设计 拟定尺寸 荷载计算 内力分析 配筋计算 绘制施工图
桥梁工程
桥面板，主梁，横隔梁的计算
结构设计原理
Ⅰ. 行车道板的计算 一、计算模型 桥面板是周边支承于主梁梁 肋、横隔板或内纵梁上的周边支承 板。
例：四周支承板的受力分析
梁a和梁b承担的荷载不同，短跨承担的多，长跨承担 的少。对于板梁来讲，力是沿着最短路经传递的。
铰接悬臂板：
二、车辆荷载在板上的分布 车辆荷载车轮着地面假定为a2Xb2的矩形。 车轮沿行车方向的着地长度a2，着地宽度b2。
沿 行 车 方 向a a 2 H 1 2 沿 横 向 b b 2 H 1 2
车轮荷载作用在桥面上时， 作用于桥面板上的局部分布 荷载： P p 2a1b1
篇章简支梁桥的计算
主要内容：简支梁桥主要受力构件的 受力特点、
最不利内力及其组合的计算方法。
Ⅰ、行车道板的计算 Ⅱ、荷载横向分布计算
Ⅲ、主梁内力计算
Ⅳ、横隔梁内力计算 Ⅴ、挠度、预拱度的计算
一、恒载内力 前期恒载内力SG1 （主要包括主梁自重） 计算与施工方法有密切关系， 分清荷载作用的结构 后期恒载内力SG2 （桥面铺装、人行道、栏杆、灯 柱〕
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月目录概况－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－2 一恒载效应－－－－－－－－－－－－－－－－－2 二活载效应－－－－－－－－－－－－－－－－－3 三荷载组合－－－－－－－－－－－－－－－－－4 四截面配筋计算－－－－－－－－－－－－－－－5 五截面复核－－－－－－－－－－－－－－－－－6 六截面剪力验算－－－－－－－－－－－－－－－6 七裂缝宽度验算－－－－－－－－－－－－－－－7 八闽华护栏防撞计算－－－－－－－－－－－－－8 九结论――――――――――――――――――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JTG D62—2004》、《公路桥涵设计通用规范JTG D60—2004》T 梁上部结构断面图详见下图。
一、恒载效应 （1）成桥以后悬臂板支点剪力：Mo ＝212341()(0.25)2g g g L g L ⨯++⨯+⨯-悬臂板支点剪力：Qo ＝1234()g g g L g ++⨯+ 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Mo ＝212341()(0.25)2g g g L g L ⨯++⨯+⨯-＝212341()(0.25)2g g g L g L ⨯++⨯+⨯-＝21(0.150.3)25(0.091240.08125)17.6(10.25)221+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯-⨯ ＝10.59KN*mQo ＝1234()g g g L g ++⨯+＝(0.150.3)25(0.09240.0825)17.621+⨯⨯+⨯+⨯+⨯＝17.39KN 悬臂板恒载效应如下：支点断面恒载弯矩为：010.59*sg M M KN m ==支点断面恒载剪力为：017.39sg Q Q KN ==二、活载效应公路一级产生的内力根据“通用规范”第4.3.1条，后轮的着地宽度2b 及长度2a 为： 20.2a m = 20.6b m =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。
行车道板计算工程实例
计算如图所示T 梁翼缘板所构成铰接悬臂板的设计内力。
汽车荷载等级为公路－I 级。
桥面铺装2cm 沥青混凝土，面层比重为21kN/m 3;平均9cm 厚C25混凝土垫层，比重为23 kN/m 3；T 梁翼板比重为25 kN/m 3。
解：（一）求恒载及其产生的内力取1m 宽板条进行计算1 、板条上的恒载铺装2cm 厚：g1＝0.02x1x21=0.42kN/m9cm 厚垫层：g2=0.09x1x23=2.07kN/m 变截面翼板：g3=(0.08+0.14)/2x1x25=2.75kN/mΣg i =5.24kN/m2 、1m 宽板条上的恒载内力弯矩：M Agk ＝－1/2·gl 02 =-0.5x5.24x0.712=-1.32kN.m剪力：Q Agk ＝g l 0＝5.s4x0.71=3.72kN（二）求活荷载公路－I 级产生的内力公路－I 级作用的计算图式如图所示，车后轮作用于铰缝线上，后轴作用力P ＝140x2=280，后轴距d ＝1.4m 。
公路－I 级:a 2xb 2=0.2mx0.6ma 1=a 2+2H=0.2+2x1.1=0.42m;b 1=b 2+2H=0.6+2x1.1=0.82m铰接悬臂行车道板公路－I 级的计算图式荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a1+d+2 l0=0.42+1.4+2x0.71=3.24m作用于板条上的弯矩：M AP＝（1＋μ）·（P/4a）·(l0-b1/4)=-1.3x(280/4x3.24)x(0.71-0.82/4) =-14.2kN.m作用于板条上的剪力：Q AP＝（1＋μ）·（P/4a）＝1.3x(280/4x3.24)=28kN(三)设计内力，荷载组合按承载能力极限状态进行组合时：M d＝γ0x(γG M Ag+γQ M Ap)=0.9x[1.2x(-1.32)+1.4x(-14.2)]=-19.3kN.mQ d=γ0x(γG Q Ag+γQ Q Ap)=0.9x(1.2x3.72+1.4x28)=39.3kN按正常使用极限状态进行组合时：M s＝M Ag+ M Ap=－1.32+(-14.2)=-15.52kN.mQ s＝Q Ag+ Q Ap=3.72+28=31.72kN。
行车道板的计算
行车道板的计算1、荷载分布宽度的计算根据《桥规》4.1.3条的规定1、1 平行于板的跨径方向的荷载分布宽度b=b1+2h=0.6+2×0.2=1m1、2 垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度1）单个车轮在板的跨径中部时a=(a1+2h)+L/3=(0.2+2×0.2)+2/3=1.27m<2L/3=1.33m2）两个相同车轮在板的跨径中部时a=(a1+2h)+d+L/3=(0.2+2×0.2)+1.4+2/3=2.67m<2L/3+d=2.73m3）车轮在板的支承处时a=(a1+2h)+t=(0.2+2×0.2)+0.22=0.82m4）车轮在板的支承处时a=(a1+2h)+t+2x=(0.2+2×0.2)+0.22+2×x一、内力计算采用近似方法计算（参考《桥梁设计与计算邵旭东》），即先按相同跨径的简支板进行计算。
1、恒载内力（1）、每延米板上的恒载g混凝土桥面铺装 g1=0.2×2×24=9.6KN/mT梁翼缘板 g2=[0.3×0.16+(0.25+0.16)×0.6/0.2]×2×25=8.55 KN/m 每延米板宽恒载合计 g=g1+g2=18.15 KN/m（2）、恒载产生的内力弯矩Mg=1/8×g×Ll2=18.15×2×2/8=9.075KN.m剪力Qg=0.5×g×L=0.5×18.15×2=18.15KN2、活载产生的内力经过分析，汽车荷载作用在两翼板中间时为最不利位置根据《桥规》4.1.3条的规定2、1平行于板的跨径方向的荷载分布宽度b=b1+2h=0.6+2×0.2=1m2、2垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度单个车轮在板的跨径中部时a=(a1+2h)+L/3=(0.2+2×0.2)+2/3=1.27m<2L/3=1.33mMop=(1+u) ×P/4a×(L-b/4)=1.3×140/4/1.33×(1-1/4)=25.7KNmQop=(1+u) ×P/4a=1.3*140*2/4/1.33=68KN3、最不利荷载组合：承载能力极限状态下的基本组合M1=1.2Mg+1.4Mop=1.2×9.075+1.4*25.75=46.94KNmQ1=1.2Qg+1.4Qop=1.2×18.15+1.4*68=116.98KN此T梁板厚取25cm,梁高为170cm,25/175<1/4，所以跨中弯矩修正系数为0.5。
行车道板的计算
行车道板得计算 1边梁荷载效应计算 2中梁荷载效应计算根据自己设计，选定行车道板得力学模型，工程实践常用得得力学模型为：连续单向板、铰接悬臂板、悬臂板 主梁内力计算 1恒载内力计算主梁荷载自重=截面积×材料容重 横隔梁荷载均匀分摊给各个主梁承受，并转化为均布荷载 主梁上横隔梁数目×横隔梁体积×容重/主梁长 铺装层重沿（桥宽）铺装层截面积×材料容重/主梁根数 人行道及栏杆重每侧每米重×2/主梁根数2活载内力计算（支点荷载横向分布系数用杠杆原理法、跨中用刚性横梁法） 3主梁内力组合（基本组合、短期效应组合）4行车道板得计算由于本设计主梁采用钢板连接，故行车道板按两端悬臂板计算，但边梁与中梁得恒载与活载均不相同，应分别计算。
4、1边梁荷载效应计算由于行车道板宽跨比大于2，按单向板计算，悬臂长度为0、99m 。
4、1、1恒载效应 4、1、1、1刚架设完毕时桥面板可瞧成99cm 长得单向悬臂板，计算图示见4-1a 。
计算悬臂根部一期恒载内力为：弯矩 ： 2211110.141250.990.11250.99 1.352232g M KN m =-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-⋅剪力： 110.141250.990.10.99251 4.60752g Q KN =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=4、1、1、2成桥后桥面现浇部分完成后，施工二期恒载，此时桥面板可瞧成净跨径为0、97m 得悬臂单向板（计算图示如图4-1c 所示）。
条件拟定：公路Ⅱ级，人群荷载3、0KN/m 2，每侧栏杆人行道重量得作用力为1、52KN/m 与3、6KN/m ，图中P=1、52KN 为人行栏杆得重量。
计算二期恒载内力如下：图4-1 悬臂板荷载计算图示（尺寸单位：cm ）弯矩： 2 1.52(0.990.125) 1.2844g M KN m =-⨯-=-⋅剪力： 21.52g Q K N =4、1、1、3总恒载内力综上所述，悬臂根部恒载内力为弯矩： 1 2.39 1.2844 3.3234g M KN m =--=-⋅ 剪力： 4.6075 1.52 6.1275g Q KN =+= 4、1、2活载效应在边梁悬臂板处，只作用有人群荷载，计算图示为4-1d弯矩： 213.50.690.7142r M =-⨯⨯=-剪力： 3.50.69 2.415r Q KN =⨯= 4、1、3荷载组合恒+人： 1.2 1.4(1.2 3.3234 1.40.714) 4.9877j g r M M M KN m =+=-⨯+⨯=-⋅ 1.2 1.4 1.2 6.1275 1.4 2.14510.851j g r Q Q Q KN =+=⨯+⨯=4、2中梁荷载效应计算桥面板长宽比＞2、在两主梁之间采用钢板连接，桥面板简化为悬臂板，以下分别计算恒载与活载效应。
行车道板计算
行车道板计算考虑到主梁翼缘板内钢筋是连续的，故行车道板可按悬臂板（边梁）和两端固结的连续板（中梁）两种情况来计算。
（一）悬臂板荷载效应计算由于宽跨比大于2，故按单向板计算，悬臂长度为1.3m1，永久作用(1) 主梁架设完毕时桥面板可看成70cm 长的单向悬臂板，计算图式如下计算悬臂根部一期永久作用效应为：弯矩：).(02.15.02511.021317.025115.021221m kN M g -=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-= 剪力：)(25.35.02511.0217.025115.021kN V g =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯= （2）成桥后桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，此时桥面板可看成净跨为1.3m 的悬臂单向板，其中：).(75.325115.01m kN g =⨯⨯=，为现浇部分悬臂板自重：kN P 52.1=,为人行栏重力，计算二期永久作用效应如下：弯矩：).(04.4)125.03.1(52.1)6.0213.1(6.075.32m kN M g -=-⨯-⨯-⨯⨯-= 剪力：).(77.352.16.075.32m kN V g =+⨯=（3）总永久作用效应综上所述，悬臂根部永久作用效应为：弯矩：).(06.504.402.1m kN M g -=--=剪力：).(02.777.375.32m kN V g =+=2，可变作用在边梁悬臂板处，只作用有人群，计算图式为弯矩：).(22.19.03212m kN M r -=⨯⨯-= 剪力：)(7.29.03kN V g =⨯=3.承载能力极限壮态作用基本组合按《桥规》4.1.6条：).(44.7)22.18.04.106.52.1(8.04.12.1m kN M M M r g d =⨯⨯+⨯-=⨯⨯+=kN V V V r g d 45.11)22.18.04.102.72.1(8.04.12.1=⨯⨯+⨯-=⨯⨯+=(三)连续板荷载效应计算对于梁肋间的行车道板，在桥面现浇部分完成后，行车道板实质上是一个支承在一系列弹性支承上的多跨连续板，实际受力很复杂。
《行车道板的计算》课件
目录
CONTENTS
• 行车道板的基本概念 • 行车道板的设计计算 • 行车道板的施工与安装 • 行车道板的应用案例 • 行车道板的发展趋势与展望
01 行车道板的基本概念
CHAPTER
行车道板的定义
总结词
行车道板是道路结构中的重要组成部 分，用于承载车辆载荷并传递至基层 。
行车道板的抗疲劳计算
总结词
抗疲劳计算是为了评估车道板在不同载荷下的疲劳寿命，从而确定其在使用过程 中的可靠性。
详细描述
抗疲劳计算需要考虑多种因素，如载荷的类型、大小、频率和持续时间等。通过 疲劳试验和数据分析，可以评估出车道板的疲劳寿命，并为其设计优化提供依据 。
行车道板的优化设计
总结词
优化设计是为了提高车道板的性能和降低成本，通过改进设计参数和材料选择等方式实 现。
行车道板的分类
总结词
根据不同的分类标准，行车道板可以分为多种类型。
详细描述
根据行车道板的尺寸和规格，可以分为小型行车道板和大型行车道板；根据行车道板的施工方法，可以分为预制 行车道板和现浇行车道板；根据行车道板的材料，可以分为普通混凝土行车道板和高性能混凝土行车道板等。不 同类型的行车道板具有不同的特点和应用范围。
02 行车道板的设计计算
CHAPTER
行车道板的承载能力计算
总结词
承载能力计算是车道板设计中的重要环节，通过计算可以确 定车道板的承载能力，确保其能够承受车辆的重量和反复的 载荷。
详细描述
在承载能力计算中，需要考虑车道板的材料、尺寸、结构形 式等因素，通过力学分析计算出其承载能力。同时，还需要 考虑安全系数和疲劳寿命等因素，以确保车道板在使用过程 中能够保持稳定和安全。
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行车道板的计算实例
编写王行耐
计算图2217所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。
荷载为公路-I级。
桥面铺装为2cm的沥青混凝土面层的容重为21kN/m 3和平均9cm厚C25混凝土垫层的容重为
23kN/m3。
T梁翼板的容重为25kN/m 3，试按公路-I级汽车荷载计算行车道板的设计内力。
图2.2.17铰接板计算
尺寸单位：cm
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 g:
沥青混凝土面层 g1= 0.02 X 1.0x21=0.42 kN/m
C25 混凝土垫层 g2= 0.0g X 1.0X 23=2.07 kN/m
T 梁翼板自重 g3=-0.08 1 .0 25 =2.75kN/m
2
合计：g g i 5.24 kN/m
2）每米宽板条的恒载内力
1 2 1 2
弯矩M sg丄gl02丄5.24 0.7平1.32kN.m
g 2 2
剪力Q sg=glc=5.24x0.71=3.72kN
2.活载内力
本例按公路-I级车辆荷载计算内力。
公路-I级车辆荷载两个后轴重各为P=140kN，车轮着地长度a2=0.20m和宽度b2=0.60m。
作用在板上的压力面长度为：
a1=a2+2H=0.20+2 X 0.11=0.42m
b1=b2+2H=0.60+2 X 0.11=0.82m
由于b1>l c，无论求弯矩时车轮作用在板跨中部或者求剪力时车轮靠板根部布置，悬臂
板根部的有效分布宽度均为
a=a i +d+2l o =O.42+1.4O+2xO.71=3.24m 冲击系数口 =0.3 （1） 一米宽板条的弯矩 ①用弯矩影响线按最不利布载计算
用lc=0.71m 乘图2.2.13所示的弯矩影响线坐标得到本例结构的弯矩影响线坐标 （
图
2.2.18b ），荷载对应下的影响线面积为
3 =0.2166m 2
荷载集度（前后轮重叠）
弯矩：M sq =-（l+ 卩）P 3 =-1.3 X 52.695X 0.2166=-14.84kN.m
UTlIlHHniliTHTI
I
fr| = 82
图2.2.18汽车荷载弯矩计算
②用简化方法计算
将荷载对中布置在铰缝处（图2.2.18a ）），使铰剪力为零，按自由悬臂板计算。
弯矩：M sq （1
）2P
（l c £）
4a 4 2 140 0.82 1.3 （0.71
） 14.18kN.m
4 3.24
4
简化计算结果比用影响线计算结果小 14.84 14.18
100% 4.64%
14.18
（2） 一米宽板条的剪力 ① 用剪力影响线计算
将b 1宽的荷载靠板根部布置，距离
1.30m 的另一个车轮荷载也有一部分 c 宽度的荷载
进人跨内（图2.2.19），荷载对应下的影响线面积3为
b 1 对应的3 1=0.620m
c 对应的3 2=0.0014m 3 =3 1+ 3 2=0.6214m 荷载集度q=45.167kN/m
剪力：Q sq =（1+ 卩）.p 3 =1.3X 52.695 X 0.6214=42.57kN
P 2ath
2 140 2 3.24 0.82
52.695kN/m
nni
iiuiyniiHnF sfcd
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②用简化方法计算
不考虑铰剪力的影响，按自由悬臂板计算，各板承担其上的荷载，则自由悬臂板根部的
剪力为 Qsq=（1+ 卩）.p.lc=1.3 X 52.695 X 0.7仁48.64kN
用简化方法计算结果比用形响线计算结果大48.64 42.57 100% 12.47%。
可见剪
48.64
力用简化方法计算是偏于安全的。
3•荷载组合
当桥面板按承载能力极限状态设计时，一般应采用基本组合，并根据《公路桥涵设计通
用规范》(JTG D60-2004)第4.1.6条对相应荷载规定的荷载效应分项系数来求得计算内力。
本例均为恒载对结构物承载不利情况，其计算内力为：
o M ud o(1.2M sg 1.4M sg)=1.0 X (1.2 X (-1.32)+1.4 X (-14.84))
=-22.36kN.m
0Q ud o(1.2Q sg 1.4Q sg )=1.0 X (1.2 X 3.72+1.4 X 42.57)
=64.06 kN
有了控制设计的计算内力，就可按钢筋混凝土板截面设计方法来设计板内的钢筋和进行
相应的验算。