铰接板梁桥荷载横向分布计算方法应用研究
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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。
Journal of Zhejiang V ocational and Technical I nstitu te o f TransportationV ol14 NO11 , Mar. 2003用铰接板法计算桥梁荷载横向分布影响线的程序算法王中伟(湖南交通职业技术学院长沙410004)摘要: 本文介绍了用铰接板法计算桥梁荷载横向分布影响线的原理, 以及通过计算机程序算法进行荷载横向分布影响线的数值计算和计算机自动绘图的方法, 最后给出了两个相应的算例。
关键词: 荷载横向分布; 影响线; 铰接板桥; 程序设计; 计算机绘图文献标识码: A中图分类号: U441 + 12文章编号: 1671 - 234X (2003) 01 - 0013 - 07前言梁桥横向分布计算的方法很多, 有杠杆法、偏心压力法、铰接板( 梁) 法、刚接板( 梁)法、以拟正交异性板法等。
其中杠杆法和偏心压力法原理和计算公式均比较简单, 便于手算, 但后几种方法则较复杂, 一般采用查图、查表手算的方法, 容易出错, 劳动强度大, 特别是实际板数、板宽与图表不一致时, 计算更加繁杂。
而使用计算机编制计算、绘图程序则可使设计过程更加简单、方便。
这里以铰接板法为例, 使用编程语言(VB 或FORTR AN) 编制计算程序, 生成影响线数据文件, 然后使用AUT OL I SP 语言编制绘图程序, 在AUT OC AD 软件环境下自动绘制影响线图。
1 计算原理111 基本假定πx 各板刚度和尺寸相同, 假定荷载沿纵向按具有某峰值p0 的半波正弦分布, 即: p ( x) = p0 sin , 则l各根板的挠曲线也将是半波正弦曲线, 它们所分配到的荷载也是具有不同峰值的半波正弦荷载。
因此, 可在跨中取出一单位长, 并以半波正弦的峰值代表整个荷载或内力来分析横向分布问题。
112 计算公式先推导铰接板桥的正则方程。
收稿日期: 2003 - 01 - 12作者简介: 王中伟(1974 - ) , 男, 助教浙江交通职业技术学院学报14图一 铰接板计算图式取荷载峰值 p = 1 , 铰接 ( 图一处的结点) 处只有剪力 g k , 考虑第 k 号结点的变形协调条件 , 得 : δk , k 21·g k - 1 + δk , k ·g k + δk , k + 1·g k + 1 + Δkp = 0 k = 1~ m - 1 ( 1)无δk , k 21·g k 21项;当 k = 1 时 , 当 k = m - 1 时 , 无δk , k + 1·g k + 1项 。
铰缝破损状态下的装配式T梁桥荷载横向分布分析摘要:本文针对一座部分铰缝破损的装配式t梁桥,应用铰(刚)接梁(板)法,对其横向分布进行了分析计算,并结合桥梁荷载试验进行了对比分析。
结果表明,应用适当的横向分布分析模型、合理修正破损的横向联系是评价铰缝破损状态下的装配式t梁桥承载能力的关键,对装配式简支t梁桥的检测加固具有一定指导意义。
关键字:装配式t梁桥;铰(刚)接梁(板)法;荷载横向分布;铰缝破损中图分类号:u448文献标识码: a 文章编号:0 前言装配式t梁桥,由于具有良好的经济技术指标和施工快捷的优点,而广泛用于中小跨径的桥梁。
早期建造的部分装配式t梁桥,在横隔板采用钢板连接,铰缝用砂浆填缝,由于受车辆动荷载的长期作用,尤其是重车荷载的影响,极易导致连接钢板扭曲失效、铰缝破损,直接影响到结构的横向受力分布,降低桥梁的承载能力。
对于这一通病,目前新设计的装配式t梁桥,已将横向联系改进为湿接缝连接。
但仍存在一定数量的老桥带病通车。
对于这些桥梁,采用怎样的计算分析模型、如何合理修正破损的横向联系是评价桥梁承载能力的关键。
1 工程背景为了分析铰缝破损对装配式t梁桥横向分布的影响,本文选取一座配跨19×20m的简支钢筋混凝土t梁桥。
本桥建成于1991年,桥梁断面见图1-1,桥面系由7片t梁组成,计算跨径19.5米。
主梁在1/2、1/4跨共设置3块横隔板,横隔板采用钢板连接、砂浆填缝。
桥面铺装为7cm的250#混凝土,铰缝混凝土与铺装一同浇筑。
图1-1 桥梁断面图(单位:cm)桥梁建成20年来交通量不断增大,超限超载逐渐增多,在车辆荷载和外界不利环境的影响下,横隔板连接和铰缝的破损等病害逐渐显现,且病害发展迅速,桥梁横向联系严重削弱。
本文选取典型的6#跨作为分析对象。
其病害主要为3#~4#t梁间、5#~6#t梁间的横隔板连接钢板扭曲失效、填充砂浆脱落,铰缝严重破损。
2 分析方法对于装配式t梁桥的荷载横向分布计算,应用刚接梁法计算可以达到较大的精度。