论述公路桥梁荷载横向分布系数
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实用文档标准文案横向分布系数的示例计算一座五梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥的主梁和横隔梁截面如图,计算跨径L=19.5m ,主梁翼缘板刚性连接。
求各主梁对于车辆荷载和人群荷载的分布系数?杠杆原理法:解:1绘制1、2、3号梁的荷载横向影响线如图所示2再根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
如图所示: 对于1号梁: 车辆荷载:484.0967.02121=⨯==∑ηcq m 人群荷载:417.1==r cr m η 对于2号梁: 车辆荷载:5.012121=⨯==∑ηcq m 人群荷载:417.0==r cr m η 对于3号梁: 车辆荷载:5.012121=⨯==∑ηcq m 人群荷载:0==r cr m η4、5号梁与2、1号梁对称,故荷载的横向分布系数相同。
偏心压力法(一)假设:荷载位于1号梁 1长宽比为26.25.155.19>=⨯=b l ,故可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数c m 。
本桥的各根主梁的横截面积均相等,梁数为5,梁的间距为1.5m ,则:5.220)5.11(2)5.12(2222524232221512=+⨯+⨯=++++=∑=a a a a a ai i2所以1号5号梁的影响线竖标值为:6.0122111=+=∑i a a n η 2.0122115-=-=∑i a a n η由11η和15η绘制荷载作用在1号梁上的影响线如上图所示,图中根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
进而由11η和15η绘制的影响线计算0点得位置,设0点距离1号梁的距离为x ,则:4502.015046.0=⇒-⨯=x xx 0点已知,可求各类荷载相应于各个荷载位置的横向影响线竖标值3计算荷载的横向分布系数 车辆荷载:()533.0060.0180.0353.0593.02121=-++⨯==∑ηcq m 人群荷载:683.0==r cr m η (二)当荷载位于2号梁时 与荷载作用在1号梁的区别以下:4.0122112=+=∑i a a a n η实用文档标准文案0122552=-=∑ia a a n η 其他步骤同荷载作用在1号梁时的计算修正偏心压力法(一)假设:荷载位于1号梁 1计算I 和T I :2.3813018)2814(150)18150()2814(1301821)(2122221=⨯++⨯-+++⨯⨯=+-++⨯=ch bd c b d ch y8.912.3813012=-=-=y y y[][]43333313132106543)112.38)(18150(2.381508.911831))((31cm d y c b by cy I ⨯=---⨯+⨯⨯=---+⨯=对于翼板1.0073.01501111<==b t ,对于梁肋151.01191822==b t 查下表得所以:311=c ,301.02=c 433331027518119301.01115031cm t b c I i i i T ⨯=⨯⨯+⨯⨯==∑2计算抗扭修正系数β 与主梁根数有关的系数ε则n=5,ε=1.042 G=0.425E875.055.15.1910654310275425.0042.111)(112332=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯+=+=E E B l EI GI T εβ 3计算荷载横向影响线竖标值11η和15η55.0122111=+=∑i a a n βη 15.0122115-=-=∑ia a n βη 由11η和15η绘制荷载作用在1号梁上的影响线如上图所示,图中根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
荷载的横向分布系数
荷载横向分布系数是一种度量荷载在桥梁结构中分布程度的系数。
如果某梁的结构一定,轮重在桥上的位置也确定,那么分布给某根梁的荷载也是定值。
在桥梁设计中,常用一个表征荷载分布程度的系数m与轴重的乘积来表示该定值,m即为荷载横向分布系数,它表示某根梁所承担的最大荷载是各个轴重的倍数。
荷载横向分布系数在桥梁工程中应用广泛,对于梁桥,荷载横向分布计算原理是:梁桥作用荷载P时,结构的刚性使P在x、y方向内同时传布,所有主梁都以不同程度参与工作。
在进行荷载横向分布计算时,可以类似单梁计算内力影响线的方法,将截面的内力值用内力影响面双值函数表示。
桥梁荷载横向分布系数的各种计算方法综述姓名:XXX学号:50XXXXXXX3摘要:公路桥梁荷载横向分布有多种计算模型,其中比较实用的有:1)杠杆原理法;2)偏心压力法、修正偏心压力法;3)铰接板(梁)法;4)刚接板(梁)法等。
这些理论方法有各自的适用范围,应按具体情况选用适当的方法来运用。
关键词:混凝土简支梁桥;荷载横向分布系数;影响线;影响因素1引言随着国民经济的发展,对交通的需求日益提高,众多的高速公路及城市快速干道相继修建。
公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高,车流密度也相应提高。
使之在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性,准确计算各片梁所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
特别是对于中小跨多片梁型的桥梁,当跨数较多时,用测试横向分布状态的方法对桥梁运营状态进行评价,具有简洁、实用、可靠等优点,具有较高的推广价值。
所谓荷载横向分布系数(Lateral Distribution Factor of Live Load)是指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分数。
普通简支桥梁中它和各主梁间的联结方式(铰接或刚接),有无内横梁及其数目,断面的抗弯刚度和抗扭刚度,以及车辆荷载在桥上的位置等有关。
它是一个复杂的空间结构问题,在桥梁设计中常简化为平面问题而引用荷载横向分布系数。
[1]目前广泛采用的是利用主梁的纵向影响线和它的荷载横向分布影响线相结合的方法,荷载横向分布系数是在荷载横向分布影响线的基础上按荷载的最不利位置布载,并将荷载位置相应的影响线竖标值求和得到的最后数值结果。
对于混凝土简支梁桥,荷载横向分布系数的影响因素主要有桥粱跨度(Z)、主梁间距(S)、桥面板的厚度(t0)、主梁刚度(K0)、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布栽位置、车辆间距、栏杆及横跨比等。
[2][3][4][9]2计算方法及其适用范围荷载横向分布理论在桥梁设计中占有重要地位。
目前桥梁荷载横向分布系数常用的计算方法主要有杠杆原理法、偏心压力法(修正偏心压力法)、铰接板(梁)法、刚接梁法和比拟正交异性板法(G-M法)等。
桥梁荷载横向分布系数计算方法桥梁是交通系统中重要的基础设施,承载着大量的车辆和行人荷载。
桥梁荷载横向分布系数的计算对于桥梁设计和施工具有重要意义。
本文将详细介绍桥梁荷载横向分布系数的计算方法,包括计算原理、步骤和注意事项,并通过具体算例进行分析和说明。
桥梁荷载是指作用在桥梁上的各种力量,包括车辆荷载、人群荷载、风荷载等。
横向分布系数是用来描述桥梁荷载在桥面横向分布的系数,其大小与桥梁的形状、结构形式等因素有关。
桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计的重要环节,也是施工过程中的关键步骤。
计算桥梁荷载横向分布系数的方法可以分为理论计算和数值模拟两种。
理论计算方法包括集中力作用下的横向分布系数计算和均布力作用下的横向分布系数计算。
数值模拟方法则是利用计算机进行模拟分析,得到更精确的横向分布系数。
根据集中荷载作用下的弯矩和剪力,计算横向分布系数。
根据车道均布荷载的弯矩和剪力,计算横向分布系数。
数值模拟方法可以利用有限元软件进行模拟分析,得到更精确的横向分布系数。
具体步骤如下:通过对模型的应力、应变等进行分析,得出横向分布系数。
下面通过一个简单的算例来说明桥梁荷载横向分布系数的计算方法。
该桥梁为简支梁结构,跨度为20米,桥面宽度为10米。
车辆荷载为50吨的重车,速度为20公里/小时,作用在桥上长度为10米。
通过集中力作用下的横向分布系数计算方法,来计算该桥梁的横向分布系数。
计算桥梁单位长度的自重为5吨/米。
然后,确定车辆荷载的大小为50吨,位置为桥面中心线偏左1米处。
根据车辆荷载作用下的弯矩和剪力,可以得出横向分布系数为67。
根据横向分布系数的定义可知,该桥梁在车辆荷载作用下的横向分布系数为67。
桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计和施工中的重要环节,对于保证桥梁的安全性和正常使用具有重要意义。
本文详细介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算方法,包括计算原理、步骤和注意事项,并通过具体算例进行了分析和说明。
随着计算机技术和数值模拟方法的发展,未来的研究方向将更加倾向于开发更加精确、便捷的计算方法和模型,以便更好地应用于实际工程中。
公路桥梁荷载横向分布系数的计算问题作者:叶思凯来源:《卷宗》2012年第01期摘要:在公路桥梁的设计中,荷载横向分布系数的计算问题是设计的核心内容。
虽然公路桥梁荷载横向分布系数的计算方式有多种,但是在实质上它们之间是有差异的。
为了改进计算方式,使计算过程更加简化和精确。
本文阐述了常用的公路桥梁荷载横向分布系数的计算方法及公路桥梁荷载横向分布系数对比,对影响计算问题的主要参数进行了分析。
关键词:公路桥梁;荷载横向分布系数;计算Roads and bridges lateral load distribution factor calculation problemAbstract: In the highway bridge design, the lateral load distribution factor calculation is the core of the design. Although roads and bridges lateral load distribution factor is calculated in different ways, but in essence there is a difference between them. To improve the method of calculation, the computation process more streamlined and accurate. This paper describes commonly used roads and bridges lateral load distribution factor in the calculation and distribution of highway bridges lateral load factor comparison, the main problem affecting the calculation of parameters analyzed.Keyword: roads and bridges; lateral load distribution factors; calculation自从国内外的学者对公路桥梁结构的计算进行大量的研究开始,荷载横向分布系数计算就被广泛应用。
一、 横向分布如图3—2—1a所示,梁桥的上部结构由承重结构(①~④号主梁)及传力结构(横隔梁、行车道板)两大部分组成,各片主梁靠横隔梁和行车道板连成空间整体结构,当桥上作用荷载(桥面板上作用2个车轴,前轴轴重为P1,后轴轴重为P2)时,各片主梁共同参与工作,形成了各片主梁之间的内力分布。
在计算恒载时,除主梁的自重外,一般将桥面铺装、人行道、栏杆等的重量近似平均分配给各片主梁,即计算出桥面铺装、人行道、栏杆等的总重量除以梁的片数(本例4片梁),得到每片主梁承担的桥面铺装、人行道、栏杆的重量。
由于人行道、栏杆等构件一般位于边梁上(①、④号主梁),精确计算时,也可考虑它们的重量在各梁间的分布,即中梁(②、③号主梁)也分担一部分人行道、栏杆的重量。
在计算活载时,需要考虑活载在各片主梁间的分布。
《标准》规定,车道荷载的横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算。
车辆荷载的横向布置如图3—2—1c所示。
对于车道荷载,最外车轮距人行道缘石之距不得小于0.5m,车道荷载的横向轮距为1.8m,两列车道荷载车轮的横向间距不得小于1.3m。
如图3—2—1b所示,在车道荷载的作用下,①号边梁所分担的荷载,也就是说,①号边梁所分担的荷载R1为轴重P1的。
若将第i号梁所承担的力R i表示为系数m i与轴重P的乘积(R i=m i×P),则m i称为第i号梁的荷载横向分布系数。
由此,1号梁的横向分布系数。
荷载所引起的各片主梁的内力大小(横向分布)与桥梁的构造特点、荷载的作用位置有关,因此求解荷载作用下各主梁的内力是一个空间问题,目前广泛采用的方法是将复杂的空间问题转化为平面问题。
本节将着重介绍几种横向分布系数的计算方法。
二、杠杆法基本原理:杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用,即假设桥面板在主梁上断开,把桥面板看作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。
如图3—2—1b所示,由于杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用,当桥上作用车道荷载时,左边的轮重P1/2仅传递给1号和2号梁,右边的轮重P1/2传递给2号梁和3号梁。
四川建筑 第卷6期 公路桥梁荷载横向分布系数综述章娜娜1,陈水生1,卢稳健2(1.华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013;2.浙江省衢州市交通设计有限公司,浙江衢州324000) 【摘 要】 就目前国内外对公路桥梁荷载横向分布系数的研究现状作了一个较全面的综述。
国内从常用的三大理论计算法出发,讨论偏心压力法、修正偏心压力、弹性支承连续梁法、广义梁格法、铰接板(梁)法、刚接板(梁)法、及比拟正交异性板法(G -M 法)。
文中还补充了杠杆原理法及简化计算法。
国外一般采用经验公式来计算荷载横向分布系数,主要从A A S HT O 标准规范和A ASHT O -LRFD 规范中的规定,分析桥梁各影响参数,有桥梁跨度l 、主梁间距S 、桥面板的厚度t s 、主梁刚度K g 、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布载位置、车辆间距、栏杆及横跨比等;曲线桥还应讨论曲线半径及角度等,得出相关参数影响,最后得出用有限元分析法计算的桥梁荷载横向分布系数较其它方法更精确。
【关键词】 公路桥梁; 荷载横向分布系数; 理论计算方法; 有限元分析法; 参数【中图分类号】 U441+.2 【文献标识码】 A [收稿日期]2008-12-11[作者简介]章娜娜(1986~),女,江西南昌人,桥梁与隧道工程研究生。
随着国民经济的发展,对交通的需求日益提高,众多的高速公路及城市快速干道相继修建。
公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高,车流密度也相应提高。
因而在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性,准确计算各梁片所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
特别是对于中小跨多片梁型的桥梁,当跨数较多时,用测试横向分布状态的方法对桥梁运营状态进行评价,具有简单、实用、可靠等优点,且有较高的推广价值。
所谓荷载横向分布系数(Late ral D istri bution Factor of live l oad)是指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分比。
国道206阳明河中桥实测荷载横向分布系数在桥梁检测中的应用摘要:本文结合国道206阳明河中桥装配式空心板桥的跨中挠度测试结果,讨论了基于实测挠度的实测荷载横向分布系数在桥梁检测中的应用。
关键词:荷载横向分布系数荷载试验挠度空心板桥在《公路桥梁承载能力检测评定规程》(送审稿)的评定指标体系中,首次引用实测荷载横向分布系数,通过实测值与理论值的对比,可一定程度上评定桥梁结构的整体受力性能。
abstract: in this paper, state road 206 river bridge yang ming fabricated hollow itabashi the mid-span deflection test results discussed based on the measured deflection of the measured lateral load distribution factors in bridge detection.keywords: lateral load distribution factors itabashi hollow load test deflectionin the “assessment of highway bridges carrying capacity testing procedures” (draft) assessment index system, the first time the measured lateral load distribution factor, measured by comparison with the theoretical value can be assessed to some extent, the overall force structure of the bridgeperformance.1 荷载横向分布系数概念对于梁式板桥或多片主梁组成的梁桥,当桥上作用荷载p时,由于结构的横向刚性使荷载在x 和y方向内同时发生传布,并使所有主梁都不同程度参与受力。
基金项目:内蒙古交通厅科技项目(NJ_2012_12) 作者简介:闫古龙(1989—),男,汉族,山西古交人,硕士。
研究方向:桥梁结构设计理论。
通讯作者:贾艳敏*(1962—),女,汉族,内蒙古牙克石人,博士,现任教授、博士生导师、中国公路学影响荷载横向分布系数的几个因素分析闫古龙,贾艳敏*,马云龙(东北林业大学土木工程学院 哈尔滨 150040)摘要:以预应力混凝土T 型简支梁桥为例,采用比拟正交异性板法计算桥梁横向分布系数,分析桥梁翼缘板宽度对横向分布系数的影响,得出主梁宽度与横向分布系数的关系。
同时基于公路上普遍运行的3种重载汽车轮距布置最不利荷载,分析汽车轮距对横向分布系数的影响,得出汽车轮距与横向分布系数的关系。
结果表明:在布载车道数相同条件下,主梁宽度增大,荷载横向分布系数逐渐增大。
在主梁宽度一定时,作用在桥梁上的汽车轮距增大,荷载横向分布系数在减小。
梁宽和轮距对边梁的横向分布系数影响较大,对中梁影响很小。
关键词:比拟正交异性板板法,横向分布系数,主梁宽度,汽车轮距在我国公路桥梁建设中,对于由多片主梁通过现浇湿接成整体的简支T 型梁桥来说,桥梁因具有纵向和横向刚度,作用在桥梁上的汽车荷载沿桥梁纵向和横向均发生传递,使得各片主梁均承受到大小不等的荷载效应。
桥梁结构的受力和变形属于空间计算理论问题,由于空间计算问题的复杂性,借助横向分布系数将其近似的转化为平面问题有利于简化桥梁结构的受力分析[1] 。
而且随着横向连接的增强,各主梁共同受力性能越好,横向分布系数随着横向刚度的增强而变小[2]。
关于T 型梁桥横向分布系数的研究大多是在强调计算方法[3] [4],而关于桥梁截面几何尺寸的变化对横向分布系数的影响方面还缺乏相应的参考资料,此外,由于交通运输业的发展必然带动了汽车制造业的发展和革新,许多重载汽车类型应运而生,现在公路上运行的重载汽车车型轮距不仅限于我国公路桥梁设计规范规定的轮距和轴距[5],这种规范规定以外的车型运行到公路桥梁上,轮距的变化必然导致汽车荷载布置不同于基于规范的设计布置,桥梁实际运营阶段的荷载效应与设计期的荷载效应是不一致的[6],而公路桥梁汽车荷载标准的适应性应基于全国范围内的汽车荷载数据研究才能得出适用的结论,所以关于汽车荷载标准与实际汽车荷载的适应程度还需大量的统计数据。
横向分布系数取值详细介绍(桥博)(2008-03-18 21:39:19)标签:杂谈分类:桥梁技术关于横向分布调整系数:一、进行桥梁的纵向计算时:a)汽车荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数,考虑纵横向折减、偏载后的修正值。
例如,对于一个跨度为230米的桥面4车道的整体箱梁验算时,其横向分布系数应为4 x 0.67(四车道的横向折减系数)x 1.15(经计算而得的偏载系数)x0.97(大跨径的纵向折减系数)= 2.990。
汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。
2多片梁取一片梁计算时按桥工书中的几种算法计算即可,也可用程序自带的横向分布计算工具来算。
计算时中梁边梁分别建模计算,中梁取横向分布系数最大的那片中梁来建模计算。
b)人群荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构人群集度,人行道宽度,公路荷载填所建模型的人行道总宽度,横向分布系数填1即可。
因为在桥博中人群效应=人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。
城市荷载填所建模型的单侧人行道宽度,若为双侧人行道且宽度相等,横向分布系数填2,因为城市荷载的人群集度要根据人行道宽度计算。
2多片梁取一片梁计算时人群集度按实际的填写,横向分布调整系数按求得的横向分布系数填写,一般算横向分布时,人行道宽度已经考虑了,所以人行道宽度填1。
c)满人荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构满人宽度填所建模型扣除所有护栏的宽度,横向分布调整系数填1。
与人群荷载不同,城市荷载不对满人的人群集度折减。
2多片梁取一片梁计算时满人宽度填1,横向分布调整系数填求得的。
注:1、由于最终效应:人群效应=人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。
满人效应=人群集度x满人总宽度x满人横向分布调整系数。
所以,关于两项的一些参数,也并非一定按上述要求填写,只要保证几项参数乘积不变,也可按其他方式填写。
2、新规范对满人、特载、特列没作要求。
所以程序对满人工况没做任何设计验算的处理,用户若需要对满人荷载进行验算的话,可以自定义组合。
论述公路桥梁荷载横向分布系数章娜娜,陈水生华东交通大学土木建筑学院,南昌 (330013)E-mail: nn860227jd@摘要:本文就目前国内外对公路桥梁荷载横向分布系数的研究现状,做了一个较全面的综述。
国内主要从常用的三大理论计算法出发,讨论有偏心压力法、修正偏心压力、弹性支承连续梁法、广义梁格法、铰接板(梁)法、刚接板(梁)法、及比拟正交异性板法(G-M法)。
本文还补充了杠杆原理法及简化计算法。
国外一般采用经验公式来计算荷载横向分布系数,主要从AASHTO标准规范和AASHTO-LRFD规范中的规定,分析桥梁各影响参数,有桥梁跨度()l、主梁间距()S、桥面板的厚度()s t、主梁刚度()g K、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布载位置、车辆间距、栏杆及横跨比等;曲线桥还应讨论曲线半径及角度等,得出相关参数影响,最后得出用有限元分析法计算的桥梁荷载横向分布系数较其它方法更精确。
关键词:公路桥梁;荷载横向分布系数;理论计算方法;有限元分析法;参数1.概述随着国民经济的发展,对交通的需求日益提高,众多的高速公路及城市快速干道相继修建。
公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高,车流密度也相应提高。
使之在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性,准确计算各片梁所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
特别是对于中小跨多片梁型的桥梁,当跨数较多时,用测试横向分布状态的方法对桥梁运营状态进行评价,具有简洁、实用、可靠等优点,具有较高的推广价值。
所谓荷载横向分布系数(Lateral Distribution Factor of live load)是指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分数。
普通简支桥梁中它和各主梁间的联结方式(铰接或刚接),有无内横梁及其数目,断面的抗弯刚度和抗扭刚度,以及车辆荷载在桥上的位置等有关。
它是一个复杂的空间结构问题,在桥梁设计中常简化为平面问题而引用荷载横向分布系数[1]。
目前广泛采用的是利用主梁的纵向影响线和它的荷载横向分布影响线相结合的方法,荷载横向分布系数是在荷载横向分布影响线的基础上按荷载的最不利位置布载,并将荷载位置相应的影响线竖标值求和得到的最后数值结果。
2.理论计算方法荷载横向分布理论在梁桥设计中占有重要地位。
目前对公路梁桥荷载横向分布系数的计算,国内常用的计算方法[2-4]主要有三大理论计算法:梁格法、板系法及梁系法。
梁格法又包括偏心压力法、修正偏心压力法、弹性支承连续梁法及广义梁格法;板系法有铰接板(梁)法和刚接板(梁)法;梁系法有比拟正交异性板法(G-M法)。
还有杠杆原理法及简化计算法。
(1)杠杆原理法,忽略主梁之间横向结构的联系作用,即假设桥面板在主梁梁肋处断开,而当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。
杠杆原理法适用于荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布计算。
此时,主梁的支承刚度远大于主梁间横向联系的刚度,荷载作用于某处时,基本上由相邻的两片梁分担,并传递给支座,其受力特性与杠杆接近。
另外,该法也可用于双主梁桥,或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。
(2)偏心压力法,基本前提是:其一,在车辆荷载作用下,中间横隔梁可近似地看作一根刚度无穷大的刚性梁,横梁全长呈直线变形;其二,忽略主梁的抗扭刚度,即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。
用偏心压力法计算荷载横向分布适用于桥上具有可靠的横向连接,且桥的宽跨比B/L小于或接近0.5的情况时(一般称为窄桥)的跨中区域的荷载横向分布影响线。
偏心压力法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。
(3)修正偏心压力法,在偏心压力法的推导中由于作了横隔梁近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的两项假定,这就导致了边梁受力偏大的计算结果。
因此,在实用计算中有按偏心压力法求得的边梁最大横向分布系数乘以0.9加以折减的方法。
为了弥补偏心压力的不足,国内外也广泛地采用考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法,引入一个抗扭修正系数β,这一方法既不失偏心压力的优点,又避免了结构偏大的缺陷,因此修正偏心压力法是一个具有较高实用价值的近似方法。
(4)弹性支承连续梁法,是梁格法的一种。
弹性支承连续梁法主要是根据桥梁结构纵横梁刚度(抗弯及抗扭)的比例不同,通过假设横梁为弹性支撑在各纵梁位置的弹性支承连续梁(该弹性支撑的刚度即纵梁抗弯刚度),按弹性支承连续梁计算出各支撑处的反力即可得到荷载的横向分布。
此法不仅适用于宽跨比小于0.5的窄桥,也适用宽跨比大于0.5的宽桥[5]。
弹性支承连续梁的解法很多,比较简便的是初参数法。
1954年,中国学者翻译了原苏联奥西波夫所著的《弹性支承连续梁》,给出了初参数法导出的2~8跨弹性支承连续梁支点反力的公式和数值表。
后来,中国学者又补充了关于9跨、10跨的公式和表,并在引用、开发和推广方面做了大量工作,使这一方法在桥梁设计上得到广泛应用,且此方法常用于计算平面曲线桥的横向分布系数[6]。
(5)铰接板梁法,对于用现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥,由于快件间横向具有一定的连接构造,但其连接刚性又很薄弱。
这类结构的受力状态实际接近于数根并列而相互间横向铰接的狭长板(梁),对此情况专门拟定了横向铰接板(梁)理论来计算荷载的横向分布。
基本假定有:○1在竖向荷载作用下,接缝内只传递竖向剪力。
○2采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律。
m,(6)刚接板梁法,在铰接板(梁)桥计算理论的基础上,在铰接处补充引入赘余弯矩i可建立计横向刚性连接特点的赘余力正则方程。
用这一方法来求解各梁荷载横向分布的问题,就称为刚接梁法。
对于相邻二片主梁的接合处可以承受弯矩的,或虽然桥面系没有经过构造处理,但没有多片内横箱梁的,或桥面浇筑成一快整体板的桥跨结构,都可以看作是刚接梁系。
(7)比拟正交异性板法,对于由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥,当其宽度与跨度之比值较大时,可将其简化比拟为一块矩形的平板作为弹性薄板,按古典弹性理论来进行分析,即所谓“比拟正交异性板法”或称“G-M法”。
彭刚[7]研究认为使用“G-M法”计算的荷载横向分布系数比实际测量的值偏大一些。
因此,在新桥设计阶段我们按照“G-M 法”计算的数据来计算结构的内力是偏于安全的,是可行的;而在旧桥加固的计算时,如仍然采用“G-M法”计算荷载横向分布系数,会导致加固工程量偏大,不仅会造成经济上的浪费,而且有可能在实际的加固设计中不可能实现。
(8)广义梁格分析法,实际上是推广直梁桥中的梁格理论,但广义梁格分析法不同于刚性横梁法,刚性横梁法是梁格理论在桥梁上运用的特例。
广义梁格法也不同于正桥中的弹性支承连续梁法,广义梁格法不仅考虑主梁的抗扭惯矩,而且充分考虑由于弯扭耦合作用而产生的主梁的实际挠曲变形和扭转变形,同时在计算中也充分地考虑了横梁本身的弯曲变形。
因而,广义梁格分析法是一种可通用于直、斜、弯梁桥跨的横梁内力计算和主梁内力横向分布计算的方法,它既是一种实用简便的计算方法,又是一种比较精确的计算方法。
实质上,这是一个用结构力学位移法简化分析杆系空间结构的方法,由于它从横梁结构的分析入手,所以又可以叫做“横梁分析法”[8]。
(9)简化计算法,是研究者们经过实验与数据分析得出的经验公式,有助于我们定性分析和估算结构的受力能力,还能校核分析计算机的计算结果。
因此,简化计算方法受到广大桥梁工作者的欢迎。
文献[9]通过实例验证了一个简化公式,得出的计算结果与用横向影响线布载计算得到的结果完全一样,但省去了绘制荷载横向影响线、布置荷载等步骤。
y R a x a n R a x a n p y p n i ii n i i i i n i in i i i •=+=+=∑∑∑∑====12121111 上式表示了各分力1P 、2P 、…、n P 对主梁j 的作用效应等于合力R 与其竖标值的乘积,利用该式可以直接求解主梁荷载横向分布系数m 。
守建永[10]采用刚(铰)接梁法计算其荷载横向分布系数,经过参变量的相关分析和多元回归,确定跨中截面汽车和人群荷载横向分布系数的简化计算公式:()1b e B d L c S b N a C m m r q ×+×+×+×+×+=式中: q m ——截面汽车荷载横向分布系数;r m ——跨中截面人群荷载横向分布系数;N ——主梁根数;L ——桥梁跨径;S ——主梁间距;B ——车道宽;1b ——边主梁中心线到路缘石距离。
3. 影响横向分布系数的主要参数目前对公路梁桥荷载横向分布系数的计算,国外一般均采用经验公式来计算。
自1930年以来,美国AASHTO 规范[11]就以S/D (跨度/间距)来计算荷载横向分布系数,这一计算方法忽略了板梁桥的斜交角度()α、桥面板厚度()s t 、主梁刚度()g K 、桥梁跨度()l 及曲线半径()r 等方面因素对荷载横向分布的影响;1993年,美国高速公路管理部门在Zokaie. Et al (1991)等人[12]的研究基础上,制定了充分考虑板桥梁的跨度()l 、桥面板厚度()s t 、主梁间距()S 、主梁纵向刚度()g K 等因素在内的AASHTO-LRFD(1994)规范,得出有关板-梁桥的计算公式有: (1)实验归纳出内梁弯矩(Moment)和剪力(Shear)分布的计算公式:○1 弯矩(Moment)分布计算: 单车道加载:1.033.04.041.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=s g Lt K L S f S GDF ; 双车道或多车道: 1.032.06.0315.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=s g Lt K L S f S GDF ; ○2 剪力(Shear)分布计算: 单车道加载:fS GDF 156.0+=; 双车道或多车道: 22564.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=f S f S GDF ; 其中:f S f 165.3≤≤;f L f 20020≤≤;f t f s ≤≤375.0;f K f g 33748.04≤≤;)0.1(8.304ft mm f =(2) AASHTO-LRFD 中规定内梁弯矩(Moment)和剪力(Shear)分布的计算公式:○1 弯矩(Moment)分布计算: 单车道加载:1.033.04.014212.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=s g Lt K L S f S GDF ; 双车道或多车道: 1.032.06.05.915.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=s g Lt K L S f S GDF ; ○2 剪力(Shear)分布计算: 单车道加载:⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=f S GDF 2536.02; 双车道或多车道: 0.235264.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=f S f S GDF . 其中:f S f 165.3≤≤;f L f 20020≤≤;f t f s 0.12375.0≤≤;f K fg 33748.04≤≤;)0.1(8.304ft mm f =对于曲线板梁桥荷载横向分布计算,国内外相关规范均有所不足。