混凝土桥面板的计算

混凝土桥面板的计算--kg陈耀军作为直接承受车轮荷载的桥面板结构，不少人都没计算过，主要也是不大会计算，可能明白部分原理，真正付诸于计算，可能并不是每个人都实施经历过。对于常规的3x30m桥宽9m的混凝土现浇箱梁结构，桥面板为四边嵌固在横梁及腹板上横向带两侧悬臂的结构，30m的纵向远大于腹板间距，当然为横向单向板，桥面板起着传递第一个传力过程（将荷载横向传递给纵腹板的功效），计算当中通常取纵向1m的板条，腹板位置为边界支撑，恒载比较好加载，比较麻烦的是活载的计算问题。混凝土桥面板的计算--kg桥面板活载计算1）首先确定是采用车轮荷载，冲击采用1.32）其次应根据cad确定车辆荷载的布载方式，常规的桥梁通常是横向单向板，假如将结构布置为纵向单向板，必须在图纸上先布载。3）遵循“强桥面弱主梁”的设计思想，桥面横向布满载的可能性是很大的，全桥满载概率小，按照可靠度理论，主梁计算可以采用多车道折减，桥面板计算应该还是不折减较好。4）桥面板核心的东西便是确定垂直于跨径方向的荷载分布宽度，首先确定桥面板的跨径方向，常规桥梁就是横向单向板，拱桥及尤其斜拉桥中双主梁带横梁桥面通常布置为纵向单向板，当然还有双向板，结构就是这么自由。混凝土桥面板的计算--kg桥面板活载计算4）垂直于跨径钢箱的荷载分布宽度混凝土桥面板的计算--kg桥面板活载计算4）垂直于跨径钢箱的荷载分布宽度混凝土桥面板的计算--kg桥面板活载计算4）垂直于跨径钢箱的荷载分布宽度相对于85预应力规范，新规范中只在桥面板跨中处考虑车轮重叠后的分布跨度，支点及支点附近由于接近刚性支撑不考虑车轮重叠的影响。横向单向板与纵向单向板两种结构类型的车轮重叠是不相同的，横向单向板车轮重叠是同一辆车前后轮的重叠，d=1.4m，纵向单向板车轮重叠是左右两辆车车轮的重叠，d=1.3m。混凝土桥面板的计算--kg桥面板活载计算4）垂直于跨径钢箱的荷载分布宽度85预应力规范新规范中计算支撑附近桥面板荷载分布宽度均采用跨中较薄顶板厚度，不考虑承托，但是计算完结构受力后，应该用真实的板厚验算桥面板各个构件的强度、裂缝等内容。•纵向单向板混凝土桥面板的计算--kg顶板的厚度常规的现浇箱梁结构，桥面板为横向单向板，桥面板按照翼缘长度、箱室宽度来配束配筋，翼缘不长箱室不大时桥面板横向通常采用钢筋混凝土构件，控制强度及裂缝，通常将桥面板受力钢筋放置结构的最外侧，纵向受力配置钢束及钢筋放在横向桥面板受力钢筋的内侧。横向单向板桥面板厚度根据两个方面来拟定；1）横向受力的需要，根据箱室宽度及翼缘长度，假设翼缘长度L1，箱室宽度L2，由于翼缘为悬臂结构，计算等效跨径约为2L1，因此为保证桥面板受力大致均衡，L2=2.44L1较合适。2)纵向受力需要，主梁计算时，跨中正弯矩区域，上缘受压，下缘受拉；在承载能力达到极限状态下，下缘配置的钢束钢筋达到极限受拉状态时，上缘受压区高度最好不要进入腹板区域，确定一个合理的上缘桥面板厚度，同时作为下缘受拉区域，混凝土本身受拉不好，利用下缘区域内的钢束钢筋，因此下缘混凝土越薄越好，但要满足钢束钢筋的保护层需要，这就是将材料用在需要用到的地方的原理，尽可能的减小恒载。混凝土桥面板的计算--kg断面中箱室的布置1）悬臂长度是调节桥面板横向受力一个比较讲究的控制。2）大跨度桥梁箱室尽量做大一些，小跨度箱室最好不要超过6m，翼缘长度不要超过4m；大跨度桥梁，跨度大，纵向计算需要的顶底板厚度均需求大，同时剪力滞效应对应跨度大后折减相对于小跨度要小，那么当然配置的箱室宽度也要大一些，才能同顶板厚度相匹配；大跨度桥梁腹板占全桥混凝土方量比值很大，采用较大的箱室布置减小腹板道数是合理的，同时也是减小恒载效应增大跨度，更经济。大跨度16m以下均可采用单箱单室断面。3）顶底板倒角设置要合理，尽量大一些，顶板倒角的设置，是桥面板横向受力支点区域增强抗弯抗剪的保证，同时为纵向钢束提供一个非常可观的配索空间，尤其是铁路大跨度桥梁，桥窄悬臂浇筑时布索空间有时很控制，设置大倒角将提供一个十分温馨的布索及钢束端部平弯锚固空间。混凝土桥面板的计算--kg断面中箱室的布置4）景观的考虑，悬臂长度要与箱室宽度通过景观断面协调，一般在箱室宽度达到2.5倍时耐看。•大跨度箱梁断面，箱室宽度应该增大一点减小悬臂长度混凝土桥面板的计算--kg断面中箱室的布置4）景观的考虑，悬臂长度要与箱室宽度通过景观断面协调，一般在箱室宽度达到2.5倍时耐看。不同的箱室宽度悬臂比值，不同的断面景观效果，显而易见，中间箱室相对较美观，满足2.4倍。现浇箱梁结构由于是整体固结断面形式，还受到温度中日照寒潮影响，温度不可忽略，影响较大。单纯不考虑温度下，3m悬臂7m箱室宽度，悬臂根部50cm，顶板厚度25cm，悬臂根部裂缝0.12mm，箱室跨中裂缝0.11mm，箱室支点0.16mm，采用最普通的16mm横向受力钢筋布置。混凝土桥面板的计算--kg纵向单向板纵向单向板的布置：边主梁间距达到31.4m，纵向每隔4.5m设置一道横梁，拉索间距13.5m；混凝土纵向单向板，斜拉桥的受压提供混凝土的抗裂；混凝土板两个体系受力，第一体系压弯，第二体系纵向单向板受弯混凝土桥面板的计算--kg纵向单向板纵向单向板的布置：边主梁间距达到31.2m，纵向每隔3m设置一道横梁，吊杆间距15m；混凝土纵向单向板，桥面两个体系受力：1）参与钢结构吊杆间距为跨度的受弯第一体系；2）横梁间距为跨度的车轮荷载第二体系混凝土桥面板的计算--kg纵向单向板混凝土桥面板的计算--kg纵向单向板根据桥面板的安装方案及受力情况，主要进行以下检算：•预制板起吊状态有别于制造及安装状态，对这一状态分别进行正截面抗弯强度，斜截面抗剪强度及裂缝宽度进行检算。•连续状态检算：预制桥面板安装且湿接缝现浇后，其受力状态为连续板状态，对这一状态分别进行截面强度、斜截面抗剪、裂缝宽度检算。•两个体系叠加验算,因为两个体系都是纵向正应力，区别于横向单向板。混凝土桥面板的计算--kg纵向单向板混凝土桥面板的计算--kg混凝土检算—纵向单向板预制板纵向3m，横向15.2m，大跨度组合梁，桥梁全宽36m，假如设计横向单向板横向跨度过大，为减小板厚采用纵向单向板，横梁间距为混凝土桥面板跨度。混凝土桥面板的计算--kg混凝土检算—纵向单向板第一体系为主梁体系计算，类似于常规的π形梁受力，吊杆间距为主梁的跨度。第二体系计算：建立隔板间距的多跨连续梁受力模型，进行车辆荷载在模型中加载桥面板可以取值1m板条（横向1m板条），计算车轮荷载的分布宽度（横向分布宽度），区别于横向单向板，纵向单向板计算要采用车辆荷载全车纵向加载，纵向跑动；而横向单向板只是车辆荷载中重轴加载，横向跑动。混凝土桥面板的计算--kg混凝土检算—纵向单向板总体计算结果，第一系统桥面板最大拉应力为2.18Mpa，对应钢筋应力为：σss1=2.18*1000*200/2/2534.3=104.1Mpa。运营状态裂缝计算考虑第一系统钢筋应力。第一系统钢筋应力对应裂缝宽度为0.093mm，第二系统钢筋应力对应裂缝宽度为0.07mm，合计为0.163mm。桥址所在场地属于I类环境地区，裂缝限制为0.2mm，裂缝检算符合要求同时考虑局部轮载（第二系统）和全桥整体计算（第一系统）荷载作用，则在全桥桥面板上缘的最大压应力为：7.0+3.45=10.45Mpa19.25Mpa，满足规范要求，桥面板下缘最大压应力为：5.5+2.43=7.93Mpa19.25Mpa，满足规范要求。混凝土桥面板的计算--kg双向板•桥梁的翼缘悬臂可做到10m，减小箱室个数，悬臂纵向每隔4m左右设置一道肋板（类似与钢箱梁一样设置挑梁），对应肋板位置设置箱室内部隔板，同时腹板加厚，隔板设置横向预应力，也可以将桥梁做到很美观。此时桥面板的传力途径已经改变，悬臂处纵向单向板，箱室内部双向板，需与主梁纵向计算纵向正应力叠加，传力似乎也变得不那么纯粹了。•太多的哲理让人麻木，太多的现实让人世故，回归到孩童的原始单纯，运用力的原理分析创造断面，给你一个跨度与宽度，就构思出一个传递力流的结构。