簡(jiǎn)支梁橋計(jì)算2(橫向分布系數(shù)).ppt

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1、橋梁工程二、荷載橫向分布計(jì)算1.荷載橫向分布系數(shù)的概念2.荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法3.荷載橫向分布計(jì)算系的其它方法簡(jiǎn)介4.荷載在順橋跨不同位置時(shí)主梁荷載橫向分布系數(shù)的取值1.荷載橫向分布系數(shù)的概念對(duì)多主梁橋，荷載橫向分布指作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進(jìn)行分配，或者說(shuō)各主梁如何分擔(dān)車輛荷。公路橋梁通常橋面較寬，主梁片數(shù)較多并與橋面板和橫隔梁連接在一起。當(dāng)橋上車隊(duì)處于橫向不同位置時(shí)，各主梁參與工作的程度不同，由于結(jié)構(gòu)受力和變形的空間性，求解這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)力問(wèn)題成為空間計(jì)算理論問(wèn)題。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對(duì)這種空間的計(jì)算問(wèn)題一般是化成平面問(wèn)題來(lái)求解。η(x,y)——表示結(jié)構(gòu)某點(diǎn)截

2、面的內(nèi)力影響面S——表示結(jié)構(gòu)某點(diǎn)截面的內(nèi)力值S=P·η(x,y)若將影響面函數(shù)η(x,y)近似分解為兩個(gè)單值函數(shù)的乘積即η1(x)η2(y)，則對(duì)某根主梁的某一截面的內(nèi)力值就表示為：S=P·η(x,y)=P·η2(y)·η1(x)η1(x)——單梁某一截面的內(nèi)力影響線η2(y)——單位荷載沿橫向作用在不同位置時(shí)對(duì)某梁所分配的荷載比值曲線，（對(duì)于某梁的荷載橫向分布影響線）P’=P·η(x,y)，相當(dāng)于P作用在a(x,y)點(diǎn)時(shí)沿橫向分配給主梁的荷載。如圖所示，橋上作用著一輛前后軸重各為P1和P2的汽車荷載相應(yīng)的輪重分別為P1/2和P2/2。這樣,就可完全像圖5-47(a)所示平面問(wèn)題一

3、樣,求得某梁上某截面的內(nèi)力值。將空間問(wèn)題簡(jiǎn)化成平面問(wèn)題,引入荷載橫向分布影響線并推算各梁分擔(dān)的荷載,這就是利用荷載橫向分布來(lái)計(jì)算多主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的基本原理。圖5-49(a)表示主梁與主梁間沒(méi)有任何橫向聯(lián)系，此時(shí)若中梁承受集中力P作用，則全橋只有直接承載的中梁受力，其它各主梁不受力，也就是說(shuō)，中梁的m=l，其它各梁的m=0。荷載橫向分布系數(shù)與各主梁之間的橫向聯(lián)系有直接關(guān)系。圖5-49表示5根主梁組成的橋梁承受荷載P的跨中橫截面。2.荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法（1）杠桿原理法（3）修正的剛性橫梁法（4）鉸接板、梁法（5）剛接板、梁法（6）比擬正交異性板法（G-M法）以上六種實(shí)用計(jì)算方法所

4、具有的共同特點(diǎn)是：從分析荷載在橋上的橫向分布出發(fā)，求得各主梁的荷載橫向分布影響線，再通過(guò)橫向最不利加載來(lái)計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)m。（2）偏心壓力法（剛性橫梁法）裝配式梁簡(jiǎn)支T梁概貌（2）偏心壓力法（剛性橫梁法）鉸接板法①杠桿原理法杠桿原理法的基本假定：忽略主梁之間的橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，假設(shè)橋面板在主梁上斷開(kāi)并與主梁鉸接，把橋面板視為橫向在主梁上的簡(jiǎn)支梁或懸臂梁。杠桿原理法適用于計(jì)算荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的荷載橫向分布系數(shù)m，此時(shí)主梁的支承剛度遠(yuǎn)大于主梁?jiǎn)枡M向聯(lián)系的剛度，受力特性與杠桿原理法接近。該法也可用于雙主梁橋，或橫向聯(lián)系很弱的無(wú)中間橫隔梁的橋梁。采用杠桿法計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算幾根主梁的

5、荷載橫向分布系數(shù)，以便于得到承載能力最大的主梁內(nèi)力作為設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)于一般多主梁橋，不論跨度內(nèi)有無(wú)中間橫隔梁，當(dāng)橋上荷載作用在靠近梁端支點(diǎn)處時(shí)，荷載的絕大部分將通過(guò)相鄰的主梁直接傳遞至墩臺(tái)。從集中荷載直接作用在端橫隔梁上的情形來(lái)看，盡管端橫隔梁將幾根主梁連為一體，但由于不考慮支座的彈性壓縮和主梁本身的微小壓縮變形，顯然荷載將主要傳至兩個(gè)相鄰的主梁支座，即連續(xù)橫隔梁的支點(diǎn)反力與多跨簡(jiǎn)支梁的反力相差不多。因此，在實(shí)踐中常偏于安全地用杠桿法原理來(lái)計(jì)算荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的橫向分布系數(shù)。（2）偏心壓力法a）偏心壓力法使用條件c）偏心壓力法的分析過(guò)程b）偏心壓力法的基本前提偏心壓力法計(jì)算荷載

6、橫向分布適用于橋上具有可靠的橫向聯(lián)接，橋的寬跨比小于或接近0.5的情況（一般稱為窄橋)，用于計(jì)算跨中截面荷載橫向分布系數(shù)mc。a）偏心壓力法使用條件I.在車輛荷載作用下，中間橫隔梁可近似地看做一根剛度為無(wú)窮大的剛性梁，橫隔梁全長(zhǎng)呈直線變化。b）偏心壓力法的基本前提II.忽略主梁的抗扭剛度，即不計(jì)入主梁對(duì)橫隔梁的抗扭矩。根據(jù)在彈性范圍內(nèi)，某根主梁所承受到的荷載Ri與該荷載所產(chǎn)生的跨中彈性撓度成正比例的原則，我們可以得出：在中間橫隔梁剛度相當(dāng)大的窄橋上，在沿橫向偏心布置的活載作用下，總是靠近活載一側(cè)的邊主梁受載最大。c）偏心壓力法的分析過(guò)程I.中心荷載P＝l的作用II.偏心力矩的作用I

7、II.偏心力矩為e的單位荷載P=1對(duì)各主梁的總作用I.中心荷載P＝l的作用由于中心荷載作用下，剛性中橫梁整體向下平移則各主梁的跨中撓度相等，即：根據(jù)材料力學(xué)，作用于簡(jiǎn)支梁跨中的荷載(即土梁所分擔(dān)的荷載)與撓度的關(guān)系為：或——橋梁橫截面內(nèi)各主梁的慣性矩。根據(jù)靜力平衡條件，有：當(dāng)各主梁截面相等時(shí)，即則則中心荷載P=1在各梁間的荷載分布為：則在偏心力矩M＝1·e作用下，橋的橫截面產(chǎn)生繞中心點(diǎn)O的轉(zhuǎn)角，因此各主梁的跨中撓度為:II.偏心力矩的作用根據(jù)力矩平衡條件，有：——各片