三拱肋拱桥桥面板计算书

'桥面板计算书该系杆拱采用纵铺桥面板式的桥道系结构，根据跨径采用预制矩形实心板，将其直接置于吊杆横梁之上；为减少伸缩缝，纵铺的桥面板做成结构连续（先简支后连续），其受力在自重时为简支，二期横载及活载作用下为连续，预制时负弯矩筋伸出端部，安装时两端钢筋相连，现浇湿接头混凝土。最外侧为宽2.5m的桥面板，里侧为宽2m的桥面板，横梁长宽均为1.2m，桥面板尺寸为2.5×5m2和2×5m2。图1.具体尺寸示意图一．桥面板荷载计算1.连续板：下承式刚架系杆拱的桥面板是支承在一系列纵横梁之上的多跨连续单向板，板搭接在纵横梁上，三者整体连接在一起形成一个整体，因此各纵横梁的不均匀下沉和桥面板本身的抗扭刚度必然会影响到桥面板的内力，所以桥面板的实际受力情况是十分复杂的。通常我们采用简便的近似方法进行计算，即把纵横梁之间的桥面板看作单向板来计算。桥面铺装采用最薄处8cm和最厚处12cm的混凝土三角垫层，上加2cm厚的沥青混凝土面层。混凝土垫层容重为25KN/m3，沥青混凝土容重取为23KN/m3，在纵向取1m宽的板条计算。1.1的中桥面板1.1．1恒载内力： 以纵向梁宽为1.0m板梁计算:净跨径,板宽;计算跨径每延米上恒载：，桥面板：计算：计算：1.1.2活载内力：①弯矩计算当加载两个车轮时，影响线竖标值之和较一个车轮在中心时小，故弯矩计算只考虑一个车轮加载的情况。由图中三角关系可求得：车轮分布及弯矩影响线图轴重：后轮着地长度宽度 荷载分布宽度不会有重叠，所以板的有效工作宽度：故取冲击系数：则车辆荷载弯矩为：则总弯矩为：（1）基本组合：（2）短期组合：（3）长期组合：故支点弯矩：跨中弯矩（板厚与横梁的高度比小于）：②剪力计算 荷载有效分布宽度及剪力影响线车轮一：距离则故取由图中几何关系可求得矩形部分荷载的合力：车轮一的荷载剪力为：车轮二：距离则 取，则根据图中几何关系求得：，，荷载有效分布宽度及剪力影响线矩形部分荷载的合力为：三角形部分荷载的合力为： 车轮二的荷载剪力为：即车辆荷载剪力为：则总剪力为：（1）基本组合：（2）短期组合：（3）长期组合：1.2的中桥面板1.2．1恒载内力：以纵向梁宽为1.0m板梁计算:净跨径,板宽;计算跨径每延米上恒载：，桥面板：计算：计算：1.2.2活载内力：①弯矩计算 当加载两个车轮时，影响线竖标值之和较一个车轮在中心时小，故弯矩计算只考虑一个车轮加载的情况。由图中三角关系可求得：车轮分布及弯矩影响线图轴重：后轮着地长度宽度荷载分布宽度不会有重叠，所以板的有效工作宽度：故取冲击系数：则车辆荷载弯矩为：则总弯矩为：（1）基本组合： （2）短期组合：（3）长期组合：故支点弯矩：跨中弯矩（板厚与横梁的高度比小于）：②剪力计算荷载有效分布宽度及剪力影响线车轮一：距离则 故取由图中几何关系可求得矩形部分荷载的合力：车轮一的荷载剪力为：车轮二：距离则取，则根据图中几何关系求得：，，荷载有效分布宽度及剪力影响线 矩形部分荷载的合力为：三角形部分荷载的合力为：车轮二的荷载剪力为：即车辆荷载剪力为：则总剪力为：（2）基本组合：（3）短期组合：（4）长期组合： 1.3的边桥面板1.3．1恒载内力：以纵向梁宽为1.0m板梁计算:净跨径,板宽;计算跨径每延米上恒载：，桥面板：护栏：计算：计算：1.3.2活载内力：①弯矩计算在边跨有系梁和护栏，只能有一个车轮进入，故弯矩计算只考虑一个车轮加载的情况。由图中三角关系可求得： 车轮分布及弯矩影响线图轴重：后轮着地长度宽度荷载分布宽度不会有重叠，所以板的有效工作宽度：故取冲击系数：则车辆荷载弯矩为：则总弯矩为：（1）基本组合：（2）短期组合：（3）长期组合：故支点弯矩：跨中弯矩（板厚与横梁的高度比小于）：②剪力计算 荷载有效分布宽度及剪力影响线车轮一：距离则故取由图中几何关系可求得矩形部分荷载的合力：车轮一的荷载剪力为：车轮二：距离则 取，则根据图中几何关系求得：，，荷载有效分布宽度及剪力影响线矩形部分荷载的合力为：三角形部分荷载的合力为： 车轮二的荷载剪力为：即车辆荷载剪力为：则总剪力为：（1）基本组合：（2）短期组合：（3）长期组合：（2）单向板二的内力计算：单向板二的计算类同于单向板一的计算，这里计算从简：①弯矩计算每延米上的恒载弯矩为：则车辆荷载弯矩为：总弯矩为： 支点弯矩：跨中弯矩（板厚与梁肋的高度比小于）：②剪力计算恒载剪力为：车辆荷载剪力为：总剪力为：（3）悬臂板的内力计算：上层铺装的平均厚度为，其中沥青混凝土面层为0.07m，三角垫层为0.097m。每延米板条上的荷载集度：①弯矩计算图2.11-6悬臂板车轮分布及有效宽度净跨径，即悬臂板的计算悬臂长度。平行于板的跨径方向的荷载分布宽度每延米上的恒载弯矩为： 由图中几何关系可求得，故垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度为：因为，故汽车荷载弯矩为：总弯矩②剪力计算恒载剪力：汽车荷载剪力：总剪力内力汇总表：表2.11-1桥面板内力汇总表位置弯矩(kN*m)剪力(kN)跨中弯矩(kN*m)支点弯矩(kN*m)单向板一68.7-96.2203.32单向板二71.1-99.5207.66悬臂板--131.378.3支点最大弯矩：跨中最大弯矩： 最大剪力：2.11.2行车道板的配筋及验算（1）行车道板的尺寸复核①正截面给定尺寸的情况下，矩形截面板抗弯极限承载力按下式计算：式中，，，暂取保护层厚度，则有效高度，带入数据得：由此可见，板厚满足正截面设计要求。②斜截面：公路桥规规定了截面最小最小尺寸的限制条件，截面尺寸应满足：，，由验算结果可知，尺寸不用修改。（2）行车道板的配筋计算①正截面配筋计算按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》表5.2.1，当钢筋选用时，相对界限受压区高度（混凝土等级在C50及以下时）；C50混凝土强度设计值， 。普通钢筋采用，抗拉强度设计值，弹性模量。首先按单筋矩形截面梁的计算公式进行配筋，设钢筋保护层厚度，则截面有效高度。结构的安全等级为二级，故取。为等效矩形应力图与混凝土轴心抗压强度设计值之比，当混凝土强度不超过C50时，取为1.0。由力矩平衡条件可知：顶板下部配筋由弯矩确定。则受压区高度为：（符合要求）则受拉区钢筋截面面积为：，选用Φ16＠120，则，满足要求。顶板上部配筋由弯矩确定。则截面有效高度为：由力矩平衡条件得：则受压区高度为： （符合要求)则受拉区钢筋截面面积为：选用Φ16＠100，则，满足要求。②斜截面配筋计算由于是取每延米板条进行计算，没有配箍筋，故斜截面的抗剪承载力仅由混凝土承担。由前面的截面尺寸复核可知截面尺寸满足抗剪承载力要求，故截面不需配置其他钢筋。（3）行车道板的配筋验算①正截面配筋验算正弯矩区配筋验算：最小配筋率计算：，即配筋率不应小于0.294%，且不小于0.2%，故取=0.2%。实际配筋率=0.78%，=0.294%。受压区高度，故即验算结果满足设计要求。负弯矩区配筋验算：最小配筋率计算：，即配筋率不应小于0.294%，且不小于0.2%，故取=0.294%。实际配筋率=0.94%， =0.294%。受压区高度，故即验算结果满足设计要求。斜截面配筋要求：结构的几何尺寸就已满足斜截面抗剪承载力要求，故不再需要验算。钢筋配置说明：以上钢筋的配置尽量减少了型号，方便施工，悬臂部分统一按照单向板支点负弯距配置，故顶板和悬臂板上部钢筋按照Φ16＠100配置，下部受力钢筋按照Φ16＠120配置。同时遵照《桥规》9.2.3及9.2.5要求配置d=10mm间距150纵桥向分布钢筋，且配筋率为0.42%，大于规范的0.1%要求。对于底板，遵照《公预规》（JTGD62-2004）9.3.6要求上下层分别配置d=16mm间距200的纵横向构造钢筋，且配筋率为0.335%，大于规范的0.3%要求。1.2活载内力：设置公路I级荷载，按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.1有车轮前轮着地的长度、宽度：，按10cm厚铺装层45°应力扩散后有：，则车轮中、后轮着地长度、宽度：，由于前轮轴重远小于中、后轮，且因中、后轮着地形状一样，而中轮轴重比后轮小，故后轮情况较为不利，按后轮计算。 按10cm厚铺装层45°应力扩散后有：，则大于后轮前后轮距，故考虑两排轮叠加：又则后轮在连续板上的有效分布宽度如图所示，车轮荷载效应的值为：图3.有效宽度示意图将车轮按最不利位置布置可得到其对应于弯矩影响线上的坐标： 图4.弯矩影响线上的最不利荷载分布，，，将车轮按最不利位置布置可得到其对应于剪力影响线上的坐标：图5.剪力影响线上的最不利荷载分布，，故：2.悬臂板：2.1恒载：悬臂板上的恒载示意图如下图所示，其中栏杆重2.2活载：悬臂板的有效分布宽度、荷载效应及弯矩影响线如下图所示： 图6.有效宽度示意图图7.弯矩影响线上的最不利荷载分布荷载效应两个端点处的值为：将车轮按最不利位置布置可得到其对应于弯矩影响线上的坐标：，，，故： 3.荷载组合：3.1连续板：恒载：支点：跨中：活载：支点：跨中：组合：支点：跨中：3.2悬臂板：恒载：支点：活载：支点：组合：二．配筋：1.支点配筋： 比较后选择支点负弯矩较大的由悬臂板计算得到的弯矩，=1.1则有：又，故，计算知可选取配筋为：2.垮中配筋：又上面的计算知跨中弯矩为：则有：又，故，计算知可选取配筋为：三．抗剪验算：，截面有效高度为因为，故满足最小尺寸要求又因为，故无需进行斜截面抗剪验算，可按规范构造配筋 '