桥梁横向分布系数计算

8
由静力平衡条件得： n
n
Ri'
' i
Ii 1
故，
' i
1
n
Ii
i 1
i 1
Ri'
I
i
' i
i 1
中心荷载P=1在
Ri'
Ii
n
各主梁间的荷载分布为： Ii
i 1
若各主梁的截面
均相同， 则：
R1'
R2'
Rn'
1 n
偏心压力法
9
2.偏心力矩M=1.e的作用
桥的横截面产生绕中心点的转角，
荷载横向分布计算
偏心压力法
偏心压力法
1
偏心压力法——刚性横梁法
基本假定：横隔梁无限刚性。车辆荷载作用下， 中间横隔梁象一根刚度无穷大的刚性梁一样， 保持直线的形状，各主梁的变形类似于杆件偏 心受压的情况。（又称为偏心压力法）。
适用情况：具有可靠横向联结，且B/L<=0.5 （窄桥）。
2
梁桥挠曲变形（刚性横梁）
1i
I1
n
ea1I1
n
Ii
ai2 Ii
i 1
i 1
35
简支梁桥，若主梁的截面相同，
Ii=I，ITi=IT， 跨中荷载P=1作用在1#梁上，e=a1，则：11Fra bibliotek1 n
a12
n
ai2
i 1
15
1 n
a12
n
ai2
i 1
36
此时，
1
1
nl 2GIT 12EI ai2
当主梁的 间距相同时，
n

R1’ R2’ R3’ R4’ R5’ R1’
其中， 数。
48E l3
为常
w1’
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由竖向静力平衡条件：
5
5
Ri i Ii 1
i1
i1
i
1
5
Ii
i1
P=1
w1’ w2’ R1’ R2’ R3’ R4’ R5’
R
i
Ii
5
Ii
i1
………………………………………(a)
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(2) 偏心力矩 M=e 作用
1
2
+1
图 双主梁桥
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人群
por
1
2
3
4
pr
汽车
a
Pq Pq
22
1
r
1号梁
1
2号梁
图 杠杆原理法计算横向分布系数
➢假定荷载横向分布影响线的 坐标为η ，车辆荷载轴重为 P ，轮重为 P/2，按最不利情 况布载，则分布到某主梁的最 大荷载为：
Pm ax P 212P
➢则汽车荷载横向分布系数为：
某梁上某截面的内力(弯矩、剪力)影响面：η=ηx, y
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梁桥由承重结构(主梁)及传力结构(横隔梁、 桥面板)两大部分组成。多片主梁依靠横隔梁和 桥面板连成空间整体结构。公路桥梁桥面较宽， 主梁的片数往往较多，当桥上的车辆处于横向不 同位置时，各主梁不同程度的要参与受力，精确 求解这种结构的受力和变形，需要借助空间计算 理论。但由于实际结构的复杂性，完全精确的计 算较难实现 ，目前通用的方法是引入横向分布 系数，将复杂的空间问题合理的简化为平面问题 来求解—空间理论的实用计算方法。
分担的荷载比值变化曲线，也称为该主梁的荷 载横向分布影响线。

横向分布系数荷载横向分布系数：表示某根主梁所承担的最大荷载占各个轴重的倍数。

为使荷载横向分布的计算能更好地适应各种类型的结构特性，就需要按不同的横向结构简化计算模型拟定出相应的计算方法。

目前最常用的几种方法：杠杆原理法：把横向结构（桥面板和横隔梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。

适用于双主梁桥、荷载位于靠近主梁支点处。

偏心压力法：把横隔梁视作刚性极大的梁，故又称刚性横梁法。

当计及主梁抗扭刚度影响时此法又称为修正偏心压力法（修正刚性横梁法）。

适用于窄桥（宽跨比B /l 小于或接近0.5的情况）。

G-M 法：由比拟正交异性板法发展而来，能利用计算机工具或编就的计算图表得出相对来说比较精确的结果。

此法概念明确，计算简捷，对于各种桥面净空宽度和多种荷载组合的情况，可以很快的求出各片主梁的相应内力值。

例：如图所示桥梁横断面，在公路-Ⅰ级荷载作用下，分别用杠杆原理法和偏心压力法求①和②号梁的荷载横向分布系数。

杠杆原理法：首先在①号梁和②号梁横向影响线上，按最不利方式布载，如图所示：①号梁：11900180011219002m −=×+× 11110.0530.521922=×+≈×+ 0.5265= ②号梁：1190018001119001300121900221900m −−=×+×+× 1111611 10.0530.50.316219221922=×+×+×≈×++× 0.6845=偏心压力法：首先画①号梁和②号梁横向影响线，那就要先找到其影响线的两个控制竖标值，由于各主梁的截面均相同，故可按下式计算：()()()()()()422222212341122222221112122114212121 1.5 1.90.5 1.90.5 1.9 1.5 1.918.05m 1.5 1.911=0.250.450.7418.051.5 1.911=0.250.450.2418.051=n ii i i n ii n i i i a a a a a a a n a a n a a a n a ηηη=====+++=×+×+−×+−×=×+=+=+=×−=−=−=−×+∑∑∑∑()()()()212424210.5 1.9 1.5 1.910.250.150.4418.050.5 1.9 1.5 1.911=0.250.150.1418.05n i ni i a a n aη==×××=+=+=××××−=−=−=∑∑然后在①号梁和②号梁横向影响线上，按最不利方式布载，如图所示：①号梁：()10.7160.4320.2260.508=0.6582m =×++− ②号梁：()10.4050.3110.2420.147=0.55252m =×+++ 荷载横向分布系数延桥垮的变化：通常用“杠杆原理法”来计算荷载位于支点处的横向分布系数m 0，其他方法均适用于计算荷载位于跨中的横向分布系数m c 。

2、铰接板桥的荷载横向影响线和横向分布系数
+ 前面讲的是 p 1作用在①号板中轴线上时各板的受
力变形情况，对于弹性板梁来讲，荷载与挠度成正比
关系，即 pi1 1 i1，同理 p1i 2 1i + 由变位互等定理：i1 1i + 由于每块板的截面相同，则比例常数1 2 pi1 p1i
+ ∴ p 作1 用在①号板中轴线上时，任一板所分配到的
单位正弦荷载
p(x)
x
p0 sin 的l 峰值
p 作1用于①
号板时，分配到各板的竖向荷载的峰值为：
①号板： p11 1 g1
②号板： p21 g1 g2 ③号板： p31 g2 g3 ④号板： p41 g3 g4
⑤号板： p51 g4
根据变形协调条件：两相邻板块在铰接缝处 的竖向相对位移为零，建立正则方程：
荷载就等于 p 作1用在任一板中轴线上时①号板所
分配到的荷载。
+ 因此，用 p 1作用在①号板中轴线上求得的各板的
荷载值就是①号板的荷载横向影响线竖标值 。
+ 在①号板的横向影响线上布载，即可求得①号板的横 向分布系数 。
+ 其他各板方法相同。
3、铰接T梁的计算特点
铰接T梁与铰接板的区别：由于T梁翼板的刚 度较板梁的小，T梁的悬臂端将产生弹性挠 度f， f的分布接近于正弦分布，即
与
ii同向gi
在铰缝（i－1）和铰缝（i＋1）处：
( i 1) i
i(i1)
(
b) 2
且 (i1)i
i (、i 1)
(i1)i
i ( i 1)
在铰缝（i －2）和铰缝（i ＋2）处：
(i2)i i(i2) ，0