1、（1）主梁梁高,（2）梁肋厚度,（4）桥面板,（3）梁肋间距,6.3.1尺寸的拟定,6.3 混凝土简支梁的设计与计算,梁高的确定应通过多方面的比较，它取决于经济、梁重、建筑高度以及运输净空等因素，标准设计还要考虑梁的标准化。,铁路普通高度钢筋混凝土梁设计中，梁高与跨度之比，约为1/61/9，而预应力混凝土梁的高跨比为1/101/11，跨度越大，比值越小。公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/111/16；预应力混凝土梁的高跨比为1/151/25，通常随跨度增大而取较小值。,（1）主梁梁高,梁肋厚度取决于最大主拉应力和主筋布置要求。因支座处剪力比跨中大，故主拉应力决定梁肋厚度时，跨中区段可
2、以减薄。梁肋变截面位置可由主拉应力小于容许应力值及斜筋布置要求加以确定。为了减轻构件重量，在满足受力要求的情况下，梁肋应尽量做的薄一些但需要保证梁肋屈曲稳定条件，也不能使混凝土发生捣固困难。,铁路钢筋混凝土简支梁的梁肋厚度，一般可采用20cm（跨中）60cm（端部）。 公路混凝土桥常用的梁肋厚度为1518cm，视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。,（2）梁肋厚度,铁路梁的梁肋间距是根据梁肋两侧内外道碴槽板的悬臂弯矩大致相近，有利板内钢筋布置来确定。同时考虑梁在运输架设时的稳定性，每片梁的重心尽量位于梁肋重心附近。为使结构标准化，各种跨径梁肋间距一律采用1.8m。公路T梁的梁肋间距主要取决于起
3、吊设备的能力，预制安装的方便，标准设计中梁肋间距取1.62.2。,（3）梁肋间距,（4）桥面板,板厚由构造要求及受力条件确定。从受力看，板厚在横桥向承受悬臂弯矩，在纵向作为主梁受压翼缘参与主梁受力。规范规定板的最小厚度为120mm.,第二章 简支板、梁桥-2,5,6.3.2 公路桥面板的设计与计算,1 桥面板的分类 2 车辆在板上的分布 3 桥面板的有效工作宽度 4 桥面板的内力计算,第二章 简支板、梁桥-2,6,1 桥面板的分类,行车道板：直接承受车辆轮压，与主梁梁肋和横隔梁联结，保证梁的整体作用并将活载传给主梁。 行车道板从结构形式上看都是周边支承的板。,混凝土肋板式梁桥的行车道板在构造上
4、与主梁和横隔梁联结在一起，形成复杂的梁格体系。按其支情况可分为：,（一）单边支承,（二）两边支承,（三）三边支承,（四）四边支承,第二章 简支板、梁桥-2,8,梁格系构造和桥面板的支承形式,第二章 简支板、梁桥-2,9,结构形式：具有主梁和横隔梁的简单梁格系(图a) ，具有主梁、横梁和内纵梁的复杂梁格系(图b)，其桥面板实际上都是周边支承的板。 荷载的双向传递：周边支承的板，若长边/短边大于2，荷载即往短边传递。,第二章 简支板、梁桥-2,10,荷载的双向传递,根据研究，对四边支承的板只要板的长边与短边之比2，则荷载的绝大部分会沿短边方向传递，而沿长边方向传递的荷载将不足6%。比值越大沿长边方
5、向传递的荷载越小。,2的周边支承板当作仅由短跨承受荷载的单向板来设计计算，而在长跨方向只布置一些构造钢筋。,2的板，则称为双向板，需要按两个方向分别配置受力钢筋。, 2 的装配式T梁，板的支承有两种情况：,（A）对翼缘板的端边是自由边，另三边由主梁及横隔梁支承的板，可以像边梁外侧的翼缘板一样视为沿短跨一端嵌固而另一端为自由的悬臂板来分析。,（B）对相邻翼缘板在端部相互形成铰接缝的情况，则行车道板应按一端嵌固另一端铰接的悬臂板进行计算。,总之，按受力情况，实际工程中最常见的行车道板可以分为：单向板、悬臂板、铰结板和双向板.,第二章 简支板、梁桥-2,13,单向板：把边长或长宽比大于等于2的周边支
6、承板看作单由短跨承受荷载的单向受力板来设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。 双向板：边长或长宽比小于2的周边支承板，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。 工程实践中最常见的行车道板受力图式：单向板，悬臂板，铰接悬臂板,第二章 简支板、梁桥-2,14,2 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，计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理，既避免了较大的计算误差，又能节约桥面板的材料用量。,第二章 简支板、梁桥-2,15,车辆荷载在板面上的分布,第二章 简支板、梁桥-2,16,将轮压作为均布荷载 a2车轮沿行车方向的着地长度 b2车轮的宽度 矩形荷载压力面的边
7、长 沿纵向a1=a2+2H 沿横向b1=b2+2H 一个加重车后轮（轴重为P）作用于桥面板上的局部分布荷载为,第二章 简支板、梁桥-2,17,3 桥面板的有效工作宽度,单向板 跨中弯矩mx呈曲线， 车轮荷载产生的跨中总弯矩为：a为板的有效工作宽度,第二章 简支板、梁桥-2,18,桥面板的受力状态,第二章 简支板、梁桥-2,19,根据最大弯矩按矩形换算的有效工作宽度a,a)简支板，跨中单个荷载 b)固结板，跨中单个荷载 c)简支板，全跨窄条荷载 d)简支板，14跨径处单个荷载,第二章 简支板、梁桥-2,20,第二章 简支板、梁桥-2,21,有效工作宽度与支承条件、荷载性质及位置的关系 两边固结的
8、板的有效宽度比简支的小， 满布条形荷载比局部分布荷载的小， 荷载越接近支承边时越小。,荷载有效分布宽度,第二章 简支板、梁桥-2,23,桥规对单向板荷载有效工作宽度的规定,（a）荷载在跨径中间 单独一个荷载 几个相邻荷载,第二章 简支板、梁桥-2,24,（b）荷载在板的支承处（c）荷载靠近板的支承处,第二章 简支板、梁桥-2,25,悬臂板受力状态,第二章 简支板、梁桥-2,26,悬臂板的有效工作宽度,第二章 简支板、梁桥-2,27,桥规对悬臂板的活载有效工作宽度的规定：分布荷载靠近板边为最不利，故跨中和支点均取一米板宽板条按实际荷载强度 p 进行计算。,第二章 简支板、梁桥-2,28,4 桥面
9、板的内力计算,实体矩形截面桥面板：由弯矩控制设计，设计时以每米宽的板条进行计算。,第二章 简支板、梁桥-2,29,多跨连续单向板的内力,行车道板和主梁梁肋的支承条件，不是固端也不是铰支而是弹性固结。板的受力如多跨连续梁。,第二章 简支板、梁桥-2,30,用简支梁的跨中弯矩加以修正： t / h = 1/4 时， M中= + 0.7 M0 ，M支= - 0.7 M0 M0 = M0p + M0g,a）求跨中弯矩 b）求支点剪力图2-2-10 单向板的内力计算图式,第二章 简支板、梁桥-2,33,悬臂板计算图式 a）铰接悬臂板 b）悬臂板,第二章 简支板、梁桥-2,34,悬臂板的内力,（b1= l
10、0时）（b1 l0时）（ 荷载组合系数）,第二章 简支板、梁桥-2,35,铰接悬臂板的内力,T形梁翼缘板常用铰接方式连接（荷载组合系数）,第二章 简支板、梁桥-2,36,承载能力极限状态的基本组合,结构重力对结构的承载能力不利时,结构重力对结构的承载能力有利时,内力组合,第二章 简支板、梁桥-2,37,正常使用极限状态,短期效应组合,长期效应组合,第二章 简支板、梁桥-2,38,桥面板的计算示例,计算如图所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。 桥面铺装为 2 cm厚的沥青混凝土面层（容重为21KN/m3）、平均厚9cm的混凝土垫层（容重为23 kNm3） C30 T梁翼板钢筋混凝土的容重为2
11、5 kNm3,第二章 简支板、梁桥-2,39,铰接悬臂行车道板（单位：cm）,第二章 简支板、梁桥-2,40,悬臂上的荷载图式,第二章 简支板、梁桥-2,41,作业：,条件：图示T形翼板横向刚接构成的单向连续板。设计荷载为公路-II级，冲击系数=0.3。桥面铺装为5cm沥青混凝土面层（容重为22KN/m3）和15cm防水砼垫层容重（25KN/m3）。计算单向连续板的跨中正弯矩及支点负弯矩的设计内力。(承载能力极限状态基本组合内力，正常使用极限状态短期效应和长期效应组合内力）,（1）恒载的计算,（2）铁路列车荷载,（3）人行道的恒载和活载,1、计算图式与荷载,三、铁路桥面板（道碴槽板）的计算,2
12、、内力计算,（1）双向板 （2）单向板,（1）恒载的计算,道碴板上的恒载包括：板自重、道碴重量（包括线路设备）,道碴重度按20 kN/m3计算,（2）铁路列车荷载,铁路混凝土简支梁设计中，道碴槽板承受的列车活载按特种活载计算。特种活载轴重经钢轨、枕木、道碴分布到道碴槽板顶上，分布方式如图5-38所示。,假定特种活载轴重（250kN）自枕木底面向下按45度扩散，由于钢轨作用顺梁方向的分布长度取为1.2m。如果桥上采用木枕，枕木长度2.5 m，且轨枕下面道碴厚度为0.32m（分布长度为2.5+2X0.32=3.14),图5-38,铁路道碴槽板上活载分布情况,（b）,则分布面积为 ： S=1.23.
13、14=3.77（m2）分布活载集度为： q=(1+）250/1.23.14=66.3（1+）,枕木长度2.5 m，且轨枕下面道碴厚度为0.32m（分布长度为2.5+2X0.32=3.14m,1+为列车活载冲击系数,1+为列车活载冲击系数,铁路桥规规定：,1+=1,混凝土梁的顶上填碴厚度h1m时不计冲击力，,当混凝土梁的顶上填碴厚度h1m时，按下式计算：,a=4（1-h)2,h从轨底至道碴槽板顶面的填料厚度，m;,l板的计算跨度，m;,外侧的道碴槽板还应计算人行道恒载和活载。人行道恒载包括：人行道支架和步行板重量。人行道活载：道碴桥面和明桥面的人行道4.0KPa人行道板按竖向集中荷载1.5KN检算,（3）人行道的恒载和活载,
