梁桥荷载横向分布计算原理及计算方法

桥梁工工程第二章章简简支支板、、梁桥桥上部部结构构1梁桥荷荷载横横向分分布计算原原理及及计算算方法法桥梁工工程第二章章简简支支板、、梁桥桥上部部结构构22.3.2荷载横横向分分布计计算2.3.2.1荷载横横向分分布计计算原原理2.3.2.2杠杆原原理法法2.3.2.3刚性横横梁法法2.3.2.4修正刚刚性横横梁法法2.3.2.5铰接板板（梁梁）法法2.3.2.6刚接梁梁法2.3.2.7比拟正正交异异性板板法桥梁工工程第二章章简简支支板、、梁桥桥上部部结构构32.3.2.1荷载横横向分分布计计算原原理梁桥实实用实实用空空间计计算理理论梁桥作用荷荷载P时，结构的的刚性使P在x、y方向内同时时传布，所所有主梁都都以不同程程度参与工工作。可类类似单梁计计算内力影影响线的方方法，截面面的内力值值用内力影影响面双值值函数表示示，即荷载作用下下的内力计计算桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构5荷载横向分分布计算原原理复杂的空间间问题简单的平面面问题影响面两个单值函函数的乘积积桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构61(x)———单梁某一截截面的内力力影响线2(y)———单位荷载沿沿横向作用用在不同位位置时，对对某梁所分分配的荷载载比值变化化曲线（荷荷载横向分分布影响线线）P.2(y)———荷载作用于于某点时沿沿横向分布布给某梁的的荷载车轮荷载在在桥上的横横向分布桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构8荷载横向分分布系数m如果某梁的的结构一定定，轮重在在桥上的位位置也确定定，则分布布给某根梁梁的荷载也也是定值。。在桥梁设设计中，常常用一个表表征荷载分分布程度的的系数m与轴重的乘乘积来表示示该定值。。m即为荷载横横向分布系系数，它表表示某根梁梁所承担的的最大荷载载是各个轴轴重的倍数数。不同横向刚刚度时主梁梁的变形和和受力情况况桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构10不同横向连连结刚度对对m的影响主梁间无联联系结构——m=1，整体性差差，不经济济主梁间横隔隔梁刚度无无穷大——各主梁均匀匀分担荷载载实际构造——刚隔梁并非非无穷大，，各主梁变变形复杂，，故，横向向连结刚度度越大，荷荷载横向分分布作用越越显著桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构11常用几种荷荷载横向分分布计算方方法杠杆原理法法——把横向结构构（桥面板板和横隔梁梁）视作在在主梁上断断开而简支支在其上的的简支梁刚性横梁法法——把横隔梁视视作刚度极极大的梁，，也称偏心心压力法。。当计及主主梁抗扭刚刚度影响时时，此法又又称为修正正刚性横梁梁法（修正正偏心压力力法）桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构12铰接板(梁)法——把相邻板（（梁）之间间视为铰接接，只传递递剪力刚接梁法——把相邻主梁梁之间视为为刚性连接接，即传递递剪力和弯弯矩比拟正交异异性板法——将主梁和横横隔梁的刚刚度换算成成两向刚度度不同的比比拟弹性平平板来求解解，并由实实用的曲线线图表进行行荷载横向向分布计算算桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构132.3.2.2杠杆原理法法计算原理忽略主梁之之间横向结结构的联系系，假设桥桥面板在主主梁上断开开，当作横横向支承在在主梁上的的简支梁或或悬臂梁。。（基本假定））计算主梁的的最大荷载载用反力影影响线，即即为计算m的横向影响响线根据各种活活载的最不不利位置计计算相应的的m按杠杆原理理受力图式式桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构15适用场合计算荷载靠靠近主梁支支点时的m（如求剪力力、支点负负弯矩等））双主梁桥横向联系很很弱的无中中横梁的桥桥梁箱形梁桥的的m=1桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构16无横隔梁装装配式箱梁梁桥的主主梁横向影影响线按杠杆原理理

计算横横向分布系系数桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构18例题图示为一桥桥面净空为为净—7附2×0.75m人行道的钢钢筋混凝土土T梁桥，共设设五根主梁梁。试求荷荷载位于支支点处时1号梁和2号梁相应于于汽车—20级、挂车—100和人群荷载载的横向分分布系数。。杆原理法计计算荷载横横向分布系系数例题桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构20当荷载位于于支点处时时，应按杠杠杆原理法法计算荷载载横向分布布系数。绘制1号梁和2号梁的荷载载横向影响响线根据《公路桥规》规定，在横横向影响线线上确定荷荷载沿横向向最不利的的布置位置置。求出相应于于荷载位置置的影响线线竖标值后后．就可得得到横向所所有荷载分分布给1号梁的最大大荷载值。。桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构21汽车－20级挂车－100人群荷载桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构221号梁在汽车车—20级、挂车—100和人群荷载载作用下的的最不利荷荷载横向分分布系数同理可得2号梁的荷载载横向分布布系数（作业）桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构232.3.2.3刚性横梁法法基本假定：：横隔梁无无限刚性。。车辆荷载载作用下，，中间横隔隔梁象一根根刚度无穷穷大的刚性性梁一样，，保持直线线的形状，，各主梁的的变形类似似于杆件偏心受受压的情况。（（又称为偏偏心压力法法）。适用情况：：具有可靠靠横向联结结，且B/L<=0.5（窄桥）。。梁桥挠曲变变形（刚性性横梁）桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构25分析结论在中间横隔隔梁刚度相相当大的窄窄桥上，在在沿横向偏偏心布置的的活载作用用下，总是是靠近活载载一侧的边边梁受载最最大。桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构26考察对象跨中有单位位荷载P=1作用在1#边梁上（偏偏心距为e）时的荷载载分布情况况计算方法偏心荷载可可以用作用用于桥轴线线的中心荷荷载P=1和偏心力矩矩M=1.e来替代偏心荷载P=1对各主梁的的荷载分布布图桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构281.中心荷载P=1的作用各主梁产生生同样的挠挠度：简支梁跨中中荷载与挠挠度的关系系：偏心荷载P=1对各主梁的的荷载分布布图桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构30由静力平衡衡条件得：：故，中心荷载P=1在各主梁间的的荷载分布布为：若各主梁的的截面均相同，则则：桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构312.偏心力矩M=1.e的作用桥的横截面面产生绕中中心点的转转角，各主梁产生生的竖向挠挠度为：根据主梁的的荷载挠度度关系：则：偏心荷载P=1对各主梁的的荷载分布布图桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构33根据力矩平平衡条件可得：：则：式中，故偏心力矩矩M=1.e作用下各主梁分配配的荷载为为：桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构34注意：式中，e和ai位于同一侧侧时乘积取取正号，异异侧取负号号。对1#边梁，当荷载作用用在1#边梁轴线上上时，e=a1,桥梁工程第二章简简支板、、梁桥上部部结构35如果各主梁梁得截面相相同，则R11’’—————第二个脚标表表示荷载作用用位置，第一个脚标表表示由于该荷荷载引起反力力的梁号。桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构363.偏心荷载P=1对各主梁的总总作用设荷载位于k号梁上e=ak，则任意I号主梁荷载分分布的一般公公式为：关系式：桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构37求P=1作用在1号梁上，边梁梁的荷载：鉴于Ri1图形呈直线分分布，实际上上只要计算两两根边梁的荷荷载值即可。。桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构384.利用荷载横向向影响线求求主梁的荷荷载横向分布布系数荷载P=1作用在任意梁梁轴线上时分分布给k号梁的荷载为为：此即k号主梁的荷载载横向影响线线在各梁位处处的竖标桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构39若各主梁截面面相同，则1号梁横向影响响线的竖标：：桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构40若各主梁截面面相同，则：：有了荷载横向向影响线，就就可根据荷载载沿横向的最最不利位置计计算相应的横横向分布系数数，再求得最最大荷载。桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构41例题计算跨径L=19.50m的桥梁横截面面如图所示，，试求荷载位位于跨中时l号边梁在汽车车荷载、挂车车荷载和人群群荷载作用下下的荷载横向向分布系数。。刚性横梁法横横向分布系数数计算图示桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构431.此桥在跨度内内设有横隔梁梁，具有强大大的横向连结结刚性，且承承重结构的长长宽比为故可按刚性横横梁法来绘制制横向影响线线并计算横向向分布系数。。2.各根主梁的横横截面均相等等，梁数n＝5，梁间距为1.60m桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构44则：=3.l号梁横向影响响线的竖标值值为：桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构454.绘制1号梁横向影响响线5.确定汽车荷载载和挂车荷载载的最不利位位置6.设零点至1号梁位的距离离为x解得x=4.80m设人行道缘石石至1号梁轴线的距距离为△桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构467.1号梁的活载横横向分布系数数可计算如下下汽车荷载桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构47挂车荷载桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构48人群荷载8.求得1号梁的各种荷荷载横向分布布系数后，就就可得到各类类荷载分布至至该梁的最大大荷载值。桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构49作业计算跨径L=19.50m的桥梁横截面面如上图所示示，试求荷载载位于跨中时时2号中梁在汽车荷载、、挂车荷载和和人群荷载作作用下的荷载载横向分布系系数桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构50刚性横梁法横横向分布系数数计算图示桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构51主梁截面尺寸寸桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构522.3.2.4修正刚性横梁梁法计算原理用偏压法计算算1#梁荷载横向影影响线坐标：：桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构53第一项由中心心荷载P=1引起，各主梁梁有挠度无转转角，与主梁梁的抗扭无关关；第二项由偏心心力矩M=1.e引起，各主梁梁有挠度又有有扭转，但公公式中未计入入主梁的抗扭扭作用；需对第二项进进行修正。考虑主梁抗扭扭的计算图示示桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构55考虑主梁抗扭扭刚度后任意意k号梁的横向影影响线竖标为为：抗扭刚度系数数为：桥梁工程第二章简简支板、梁桥桥上部结构56与梁号无关，，只取决