桥梁横向分布系数计算

1、2.3 简支梁桥内力(nil)计算 2.3.1 主梁内力计算2.3.2 荷载横向分布(fnb)计算2.3.3 结构挠度与预拱度计算2.3.4 斜交板桥的受力性能1第二章 简支板、梁桥-3共六十四页2.3.2 荷载(hzi)横向分布计算 2.3.2.1 荷载横向分布计算原理 2.3.2.2 杠杆原理法 2.3.2.3 刚性横梁法 2.3.2.4 修正刚性横梁法 2.3.2.5 铰接板（梁）法 2.3.2.6 刚接梁法 2.3.2.7 比拟(bn)正交异性板法 2第二章 简支板、梁桥-3共六十四页2.3.2.1 荷载横向分布计算(j sun)原理梁桥实用实用空间计算理论 梁桥作用(zuyng)荷载

2、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。可类似单梁计算内力影响线的方法，截面的内力值用内力影响面双值函数表示，即3第二章 简支板、梁桥-3共六十四页 荷载作用(zuyng)下的内力计算 4第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页荷载横向分布(fnb)计算原理 复杂的空间问题 简单的平面问题 影响面 两个单值函数(hnsh)的乘积5第二章 简支板、梁桥-3共六十四页1(x)单梁某一截面(jimin)的内力影响线2(y)单位荷载沿横向作用在不同位置时，对某梁所分配的荷载比值变化曲线（荷载横向分布影响线）P.2(y)荷载作用于某点时沿横向分布给某梁的荷载

3、6第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页车轮荷载在桥上的横向(hn xin)分布 7第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页荷载(hzi)横向分布系数 m 如果某梁的结构一定，轮重在桥上的位置也确定，则分布给某根梁的荷载也是定值。在桥梁设计(shj)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。8第二章 简支板、梁桥-3共六十四页不同横向(hn xin)刚度时主梁的变形和受力情况 9第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页不同(b tn)横向连结刚度对m的影响主梁间无联

4、系结构(jigu) m=1，整体性差，不经济主梁间横隔梁刚度无穷大 各主梁均匀分担荷载实际构造刚隔梁并非无穷大，各主梁变形复杂，故，横向连结刚度越大，荷载横向分布作用越显著10第二章 简支板、梁桥-3共六十四页常用几种荷载横向(hn xin)分布计算方法 杠杆原理法把横向结构（桥面板和横隔(hn )梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。刚性横梁法把横隔梁视作刚度极大的梁，也称偏心压力法。当计及主梁抗扭刚度影响时，此法又称为修正刚性横梁法（修正偏心压力法）。11第二章 简支板、梁桥-3共六十四页铰接板(梁)法把相邻板（梁）之间视为铰接，只传递剪力。刚接梁法把相邻主梁之间视为刚性连接，即传递剪

5、力和弯矩。比拟正交异性板法将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解(qi ji)，并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。12第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页2.3.2.2 杠杆原理(n n yun l)法 计算(j sun)原理忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开，当作横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。（基本假定）计算主梁的最大荷载用反力影响线，即为计算m的横向影响线根据各种活载的最不利位置计算相应的m13第二章 简支板、梁桥-3共六十四页按杠杆原理(n n yun l)受力图式 14第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页适用

6、(shyng)场合计算荷载靠近主梁支点时的m（如求剪力、支点负弯矩等）双主梁桥横向联系很弱的无中横梁的桥梁箱形梁桥的m=115第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页无横隔梁装配式箱梁桥的主梁横向(hn xin)影响线16第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页按杠杆原理计算横向(hn xin)分布系数 17第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页例题(lt)图示为一桥面净空为净7附20.75m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁相应(xingyng)于汽车20级、挂车100和人群荷载的横向分布系数。 18第二章 简支板

7、、梁桥-3共六十四页杆原理法计算(j sun)荷载横向分布系数例题19第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。绘制1号梁和2号梁的荷载横向影响线根据公路桥规规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置(wi zhi)。求出相应于荷载位置的影响线竖标值后就可得到横向所有荷载分布给1号梁的最大荷载值。 20第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页 汽车20级 挂车100 人群(rnqn)荷载21第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页1号梁在汽车20级、挂车100和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系

8、数(xsh)同理可得2号梁的荷载横向分布系数 （作业）22第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页2.3.2.3 刚性(n xn)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(chn wi)偏心压力法）。适用情况：具有可靠横向联结，且B/L=0.5（窄桥）。23第二章 简支板、梁桥-3共六十四页梁桥挠曲变形（刚性(n xn)横梁） 24第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页分析结论 在中间横隔梁刚度相当大的窄桥上，在沿横向(hn xin)偏心布置的活载作用下，总

9、是靠近活载一侧的边梁受载最大。25第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页考察对象 跨中有单位(dnwi)荷载P=1作用在1#边梁上（偏心距为e）时的荷载分布情况计算方法 偏心荷载可以用作用于桥轴线的中心荷载P=1和偏心力矩M=1.e 来替代26第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页偏心(pinxn)荷载P=1对各主梁的荷载分布图 27第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页1.中心荷载(hzi)P=1的作用各主梁产生同样的挠度(nod)：简支梁跨中荷载与挠度的关系：28第二章 简支板、梁桥-3共六十四页偏心(pinxn)荷载P=1对各主梁的荷载分布图 2

10、9第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页由静力平衡条件得：故，中心(zhngxn)荷载P=1在各主梁间的荷载分布为：若各主梁的截面均相同， 则：30第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页2.偏心力矩(l j)M=1.e的作用桥的横截面产生绕中心点的转角(zhunjio)， 各主梁产生的竖向挠度为：根据主梁的荷载挠度关系： 则：31第二章 简支板、梁桥-3共六十四页偏心(pinxn)荷载P=1对各主梁的荷载分布图 32第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页根据(gnj)力矩平衡 条件可得：则： 式中，故偏心力矩M=1.e作用下 各主梁分配的荷载为：33第

11、二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页注意(zh y)：式中，e和ai位于同一侧时乘积取正号，异侧取负号。对1#边梁，当荷载作用在1#边梁轴线上时，e=a1,34第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页如果各主梁得截面相同，则R11第二个脚标表示(biosh)荷载作用位置，第一个脚标表示由于该荷载引起反力的梁号。35第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页3.偏心(pinxn)荷载P=1对各主梁的总作用设荷载位于k号梁上e=ak，则任意I号主梁荷载分布的一般(ybn)公式为：关系式：36第二章 简支板、梁桥-3共六十四页求P=1作用在1号梁上，边梁的荷载：鉴

12、于Ri1图形呈直线分布(fnb)，实际上只要计算两根边梁的荷载值即可。37第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页4.利用荷载(hzi)横向影响线 求主梁的荷载(hzi)横向分布系数荷载(hzi)P=1作用在任意梁轴线上时分布给k号梁的荷载(hzi)为：此即k号主梁的荷载横向影响线在各梁位处的竖标38第二章 简支板、梁桥-3共六十四页若各主梁截面相同(xin tn)，则1号梁横向影响线的竖标：39第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页若各主梁截面(jimin)相同，则：有了荷载横向影响线，就可根据荷载沿横向的最不利位置计算相应的横向分布系数，再求得最大荷载。40第二章

13、 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页例题(lt)计算跨径 L=19.50m 的桥梁(qioling)横截面如图所示，试求荷载位于跨中时l号边梁在汽车荷载、挂车荷载和人群荷载作用下的荷载横向分布系数 。 41第二章 简支板、梁桥-3共六十四页 刚性横梁法横向(hn xin)分布系数计算图示 42第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页1.此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连结刚性(n xn)，且承重结构的长宽比为 故可按刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数。2.各根主梁的横截面均相等，梁数n5，梁间距为1.60m43第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六

14、十四页 则： = 3.l号梁横向(hn xin)影响线的竖标值为： 44第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页4.绘制1号梁横向影响线5.确定汽车荷载和挂车荷载的最不利位置6.设零点至1号梁位的距离(jl)为x 解得x=4.80m 设人行道缘石至1号梁轴线的距离为45第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页7.1号梁的活载横向分布系数可计算如下(rxi) 汽车荷载 46第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页挂车(guch)荷载 47第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页人群荷载 8.求得1号梁的各种荷载横向(hn xin)分布系数后，就可得

15、到各类荷载分布至该梁的最大荷载值。 48第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页作业(zuy)计算(j sun)跨径 L=19.50m 的桥梁横截面如上图所示，试求荷载位于跨中时2号中梁在汽车荷载、挂车荷载和人群荷载作用下的荷载横向分布系数49第二章 简支板、梁桥-3共六十四页刚性横梁法横向分布系数(xsh)计算图示50第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页主梁截面(jimin)尺寸 51第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页2.3.2.4 修正刚性(n xn)横梁法计算(j sun)原理用偏压法计算1#梁荷载横向影响线坐标：52第二章 简支板、梁桥-3

16、共六十四页第一项由中心荷载 P=1 引起，各主梁有挠度无转角，与主梁的抗扭无关；第二项由偏心力矩 M=1.e 引起，各主梁有挠度又有扭转，但公式中未计入主梁的抗扭作用(zuyng)；需对第二项进行修正。53第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页考虑(kol)主梁抗扭的计算图示54第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页考虑(kol)主梁抗扭刚度后任意k号梁的横向影响线竖标为：抗扭刚度系数为：55第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页 与梁号无关，只取决于结构(jigu)的几何尺寸和材料特性1#梁的横向影响线竖标为：56第二章 简支板、梁桥(lin qio

17、)-3共六十四页简支梁桥，若主梁的截面相同，Ii=I，ITi=IT，跨中荷载(hzi)P=1作用在1#梁上，e=a1，则：57第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页此时，当主梁的 间距(jin j)相同时，58第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页其中，n主梁根数 B桥宽 与主梁根数有关的系数则， （砼的剪切模量 G=0.425E） 由此可知，l/B越大，抗扭刚度对横向(hn xin)分布系数的影响越大。59第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页T梁、工字梁 的抗扭惯矩 bi 、ti 单个矩形截面的宽度(kund)和厚度 ci矩形截面抗扭刚度系数 m矩形截面块数60第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页例题(lt)（作业）仍取刚性横梁法的计算举例所采用的截面尺寸，来计算考虑抗扭刚度修正后的荷载横向影响(yngxing)线竖标值。T形主梁的细部尺寸如图所示。 61第二章 简支板、梁桥-3共六十四页主梁截面(jimin)尺寸 62第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页刚性横梁法横向分布(fnb)系数计算图示63第二章 简支板、梁桥(lin qio)-3共六十四页内容摘要2.3 简支梁桥内力计算。梁桥实用实用空间计算理论。1(x)单梁某一截面的内力影响