桥梁上部计算教程--横向力分布系数计算

1、桥梁上部计算教程-横向力分布系数计算（转）总的来说，横向力分布系数计算归结为两大类（对于新手能够遇到的）：1、预制梁（板梁、T梁、箱梁）这一类也可分为简支梁和简支转连续2、现浇梁（主要是箱梁）首先我们来讲一下现浇箱梁（上次lee_2007兄弟问了，所以先讲这个吧）在计算之前，请大家先看一下截面这是一个单箱三室跨径27+34+27米的连续梁，梁高1.55米，桥宽12.95米！支点采用计算方法为为偏压法（刚性横梁法）mi=P/n士Pxexai/Qaixai）跨中采用计算方法为修正偏压法（大家注意两者的公式，只不过多了一个B）mi=P/nPxexaixp/（Saixai）B-一抗扭修正系数P=1/（

2、1+L2xGxZIt/（12xEx2ai2Ii）其中：Ht-全截面抗扭惯距Ii主梁抗弯惯距Ii=KIiK为抗弯刚度修正系数，见后L-计算跨径G-剪切模量G=04E旧规范为0.43EP-外荷载之合力e-P对桥轴线的偏心距ai-主梁I至桥轴线的距离在计算0值的时候，用到了上次课程山垃卩：/比昶8山8皿/也“站-54712-1-1html我们讲到的计算截面几何性质中的抗弯惯矩和抗扭惯矩，可以采用midas计算抗弯和抗扭，也可以采用桥博计算抗弯，或者采用简化截面计算界面的抗扭，下面就介绍一下这种大箱梁是如何简化截面的：简化后箱梁高度按边肋中线处截面高度(1.55m)计算，悬臂比拟为等厚度板。矩形部分(

3、不计中肋)：计算公式：Itl=4Xb八2Xhl“2/(2Xh/t+b/tl+b/t2)其中：t,t1,t2为各板厚度h,b为板沿中心线长度h为上下板中心线距离It1=4X(8096+7281)/2)八2X134八2/(2x1.401/0603+8097/0.22+7.281/0.2)=5.454m4悬臂部分计算公式：It2=Cibiti3其中：ti,bi为单个矩形截面宽度、厚度Ci为矩形截面抗扭刚度系数,按下式计算：Ci=l/3X(l-0.63Xti/bi+0.052X(ti/bi)八5)=1/3X(1-0.63X0.26/2.2+0.052X(0.26/2.2)八5)=0.309It2=2X

4、0.3O9X2.2X0.26A3=0.0239m4截面总的抗扭惯距It=It1+It2=5.454+0.0239=5.4779m4大家可以用midas计算对比一下看看简化计算和实际能差多少？先计算一下全截面的抗弯和中性轴，下面拆分主梁需要用的到采用V2.9版中的截面设计模块计算全截面抗弯惯距，输出结果如下:-截面设计系统输出文档文件:D:27+34+27.sds文档描述:桥梁博士截面设计调试任务标识:组合截面几何特征任务类型:截面几何特征计算截面高度:1.55m计算结果:基准材料:JTJ023-85:50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04MPa换算面积:7.37m2换算惯矩:2.24m4中性

5、轴高度:0.913m沿截面高度方向5点换算静矩(自上而下):主截面:点号:高度(m):静矩(mxx3):11.550.021.161.7730.7751.8340.3881.5850.00.0计算成功完成结果：I全=2.24m4中性轴高度H=0.913m下面来讲一下主梁拆分的原则:将截面划分为T梁和I梁,保持将两截面中性轴与全截面中性轴位置一致。T梁和I梁顶板尺寸在两肋间平均划分。由于中性轴位置不变，可计算底板尺寸，具体尺寸见附件I梁和T梁对于I梁248.5x22x52.8+45x15x36.8+41.8人2/2x40=(2x+40)x20 x81.2+20 x15x66.2+71.2人2/2

6、x40解的x=49.9cm对于T梁x=785/2-2x49.9-40=252.7cm采用桥梁博士V2.9版中的截面设计模块计算T梁和I梁抗弯惯距输出结果如下：I梁:桥梁博士-截面设计系统输出文档文件:C:ProgramFilesDBStudioDrBridgeToolDbDebug2.sds文档描述:桥梁博士截面设计调试任务标识:组合构件应力验算任务类型:截面几何特征计算截面高度:1.55m计算结果:基准材料:JTJ023-85:50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04MPa换算面积:1.43m*2换算惯矩:0.446m*4中性轴高度:0.897m沿截面高度方向5点换算静矩(自上而下):主截面

7、:点号:高度(m):静矩(m*3):11.550.021.160.35330.7750.364出愛典血OS门pooZOLL员*舉嫂w蛊莹ESS.I血蠅EM8n詡隸蛋舊只皐豆番黑匱蛋歿ig迎仪spsCNhq畧qBoOJAMP匸DQopasD2se=LL.we60do_e仪迎仪人A+HS無临VV10.00.0SSK08800.0寸寸EsoH無-寸E9寸寸oHoiem0.00.0Soso88000寸84.0.0oohs.o9=Z00SSLI人oo*ELnJ*滥AKEzr皿)舉滥星砸SE806.0一鰹蠅effi廿寸熏曰Tromj+skg星Z*EIoo.zedz寸o+esH-wBtffia嫂w在计算拆分

8、后的I梁或者T梁的抗弯惯矩时，由于结构是多跨连续梁，所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨：边跨=34：27=1.259:1查梁桥下册P204页等截面连续梁等效简支梁刚度修正系数表：跨度比L23二跨连续梁边跨L1三跨连续梁四跨连续梁中跨L2边跨L1中跨L2中跨L2边跨L10.81.4971.7891.01.3921.3921.4291.8181.4321.861.11.3661.4171.4041.8761.4041.891.21.3431.4421.3821.8311.3811.9191.41.3061.4481.3442.0341.3411.9741.51.291.511.3282.0791

9、.32421.61.2761.5291.3142.1251.3092.0221.81.2521.5671.2892.2091.2822.0792.01.2311.61.2672.2861.2622.105内插得项目边跨中跨K1.3711.891求取B值中跨:B=1/(1+L人2xGxIt/(12xExai人2Ii)=1/(1+34A2x5.4779x0.43E/(12xEx2x(1.245A2x0.446+3.888A2x0.713)x1891)=0.1605边跨:p=1/(1+LA2xGxZIt/(12xExZaiA2Ii)=1/(1+272x5.4779x0.43E/(12xEx2x(1.

10、245人2x0.446+3.888人2x0.713)x1371)=0.1802这样通过上面计算出的结果就可以利用偏压法公式和修正偏压法公式计算横向力分布系数预制梁的横向力分布系数计算从上面我能看出常见的预制梁包括板梁、小箱梁、T梁跨中横向力分布系数：对于板梁和小箱梁由于横向联系比较薄弱，所以采用铰接板梁法对于T梁有横隔板比较多，认为是刚接，所以采用刚接板梁法梁端横向力分布系数：通常采用杠杆法下面就讲一下30米简支转连续T梁横向力分布系数计算：主梁横断面见附件桥博计算横向力分布系数计算需要输入的数据见附件包括主梁宽、抗弯、抗扭、左板长、左板惯矩、右板长、右板惯矩、主梁跨度G/E等首先计算主梁的抗

11、弯抗扭惯矩（中梁、边梁断面尺寸见附件，梁高200cm）中梁：=MIDASSPCTEXTOUTPUTFILE=(TueJun1720:45:162008)=- HYPERLINK http:/www.midasIT.com http:/www.midasIT.com-=UNIT:KN.M*Section-P1(PLANE)*A:0.856000000000*Asx:0.400980727409*Asy:0.354751134759*Ixx:0.422696666511抗弯惯矩*Iyy:0.142340833333*Ixy:0.000000000000*J:0.014830056019抗扭惯矩*(

12、+)Cx:1.075000000000*(-)Cx:1.075000000000*(+)Cy:0.702359813084*(-)Cy:1.297640186916*(+)1/Sx:2.543194884581*(-)1/Sx:2.543194884581*(+)1/Sy:4.934352263060*(-)1/Sy:9.116429604407边梁：MIDASSPCTEXTOUTPUTFILE(TueJun1720:48:082008)- HYPERLINK http:/www.midasIT.com http:/www.midasIT.com-UNIT:KN.M*Section-P1(PL

13、ANE)*A:0.844000000000*Asx:0.391132635890*Asy:0.355302089507*Ixx:0.417957000632抗弯惯矩*Iyy:0.129234681082*(+)Cx:1.060248815166*(-)Cx:1.014751184834*(+)Cy:0.711208530806*(-)Cy:1.288791469194*(+)1/Sx:2.536741371871*(-)1/Sx:2.427884168228*(+)1/Sy:5.503232761132*(-)1/Sy:9.9724892606430.0078585462090.0146761

14、84393由于结构是多跨连续梁（本文假定是3x30简支转连续T梁），所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨：边跨=30：30=1.0:1查梁桥下册P204页等截面连续梁等效简支梁刚度修正系数表：跨度比L2二1二跨连续梁边跨L1三跨连续梁四跨连续梁中跨L2边跨L1中跨L2中跨L2边跨L10.81.4971.7891.01.3921.3921.4291.8181.4321.861.11.3661.4171.4041.8761.4041.891.21.3431.4421.3821.8311.3811.9191.41.3061.4481.3442.0341.3411.9741.51.291.511.32

15、82.0791.32421.61.2761.5291.3142.1251.3092.0221.81.2521.5671.2892.2091.2822.0792.01.2311.61.2672.2861.2622.105内插得项目边跨中跨K1.4291.818则在计算边跨横向力分布系数，边跨的中梁和边梁的抗弯惯矩需要乘以1.429中梁：0.6040边梁：0.5973而在计算中跨横向力分布系数，中跨的中梁和边梁的抗弯惯矩需要乘以1.818中梁：0.7685边梁：0.7599*Ixy:*J:抗扭惯矩对于计算抗扭惯矩在上次课程中我们给除了箱梁断面的简化计算公式，在这里我也给出T梁断面的简化计算公式见公

16、路桥梁荷载横向分布计算李国豪石洞编第21页，粘贴在附件中，供大家学习！左板惯矩右板惯矩就是等刚度桥面板抗弯惯矩，他是考虑相邻两篇主梁间桥面板的连接作用，其宽度取相邻横梁间距，翼板厚度取靠近主梁梁肋d1/3处的厚度，详细说明请参照公路桥梁荷载横向分布计算李国豪石洞编第22页桥面中线距首梁距离：对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离；对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离，用于确定各种活载在影响线上移动的位置。这里所说的桥面的中心线仅指图示中的中央分隔带中心线，当我在左面输入L4=0.5L2=11.75右侧输入R4=0.5时，桥面中线距首梁是12.25；如果我在左面

17、输入L4=0.5,右面输入R2=11.75R4=0.5，这是桥面中线距首梁就是0.5,这么说大家应该知道怎么回事了吧，其实很简单的下面就输出2列车的横向力分布系数，其他的只需把车列数修改一下就可以了，这里就不再输出了文档文件:C:ProgramFilesTongHaoDoctorBridge30EXAMPLESToolDbDebug2.sdt文档描述:桥梁博士2.0横向分布调试任务标识:德州大桥计算方法:刚接板梁法结构描述:主梁跨径:30.000m材料剪切模量/弯曲模量=0.430梁号梁宽弯惯矩扭惯矩左板宽左惯矩右板宽右惯矩连接12.0750.5970.0150.9000.0000.9750.

18、301刚接22.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301刚接32.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301刚接42.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301刚接52.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301刚接62.0750.5970.0150.9750.3010.9000.000刚接注意：上表中的左板惯距和右板惯距由于时间匆忙忘记除以隔板中心距了，在此深表歉意！桥面描述:人行道分隔带车行道中央分隔带车行道分隔带人行道0.5000.00011.7500.0000.0000.0000.0000

19、.500左车道数=2,右车道数=0,自动计入车道折减汽车等级:汽车超-20级挂车等级:无挂车荷载人群集度:0.000KPa影响线数值:坐标X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁0.0000.5630.4080.2460.085-0.074-0.2271.0000.4970.3690.2330.099-0.035-0.1642.0750.4320.3300.2210.1120.004-0.1003.1500.3650.2900.2080.1270.045-0.0344.2250.2980.2490.1950.1410.0860.0325.3000.2310.2080.1820.1550.1270

20、.0986.3750.1640.1670.1680.1680.1670.1647.4500.0980.1270.1550.1820.2080.2318.5250.0320.0860.1410.1950.2490.2989.600-0.0340.0450.1270.2080.2900.36510.675-0.1000.0040.1120.2210.3300.43211.750-0.164-0.0350.0990.2330.3690.49712.750-0.227-0.0740.0850.2460.4080.563横向分布系数计算结果:梁号汽车挂车人群满人特载车列10.6900.0000.0000

21、.0000.0000.00020.5550.0000.0000.0000.0000.00030.4080.0000.0000.0000.0000.00040.4080.0000.0000.0000.0000.00050.5550.0000.0000.0000.0000.00060.6900.0000.0000.0000.0000.000计算成功完成下面来简单说一下杠杆法在结构描述中主梁间距为5*2.15桥面中线距首梁的距离为11.25（到梁位线处）这样就可以看结果了文档描述:桥梁博士2.0横向分布调试任务标识:2计算方法:杠杆法结构描述:主梁间距:5*2.15m桥面描述:人行道分隔带车行道中央分隔带车行道分隔带人行道0.5000.00011.7500.0000.0000.0000.0000.500左车道数=2,右车道数=0,自动计入车道折减汽车等级:汽