简支梁桥计算2(横向分布系数).ppt

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1、桥梁工程二、荷载横向分布计算1.荷载横向分布系数的概念2.荷载横向分布系数的计算方法3.荷载横向分布计算系的其它方法简介4.荷载在顺桥跨不同位置时主梁荷载横向分布系数的取值1.荷载横向分布系数的概念对多主梁桥，荷载横向分布指作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁之间进行分配，或者说各主梁如何分担车辆荷。公路桥梁通常桥面较宽，主梁片数较多并与桥面板和横隔梁连接在一起。当桥上车队处于横向不同位置时，各主梁参与工作的程度不同，由于结构受力和变形的空间性，求解这种结构的内力问题成为空间计算理论问题。由于实际结构的复杂性，对这种空间的计算问题一般是化成平面问题来求解。η(x,y)——表示结构某点截

2、面的内力影响面S——表示结构某点截面的内力值S=P·η(x,y)若将影响面函数η(x,y)近似分解为两个单值函数的乘积即η1(x)η2(y)，则对某根主梁的某一截面的内力值就表示为：S=P·η(x,y)=P·η2(y)·η1(x)η1(x)——单梁某一截面的内力影响线η2(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曲线，（对于某梁的荷载横向分布影响线）P’=P·η(x,y)，相当于P作用在a(x,y)点时沿横向分配给主梁的荷载。如图所示，桥上作用着一辆前后轴重各为P1和P2的汽车荷载相应的轮重分别为P1/2和P2/2。这样,就可完全像图5-47(a)所示平面问题一

3、样,求得某梁上某截面的内力值。将空间问题简化成平面问题,引入荷载横向分布影响线并推算各梁分担的荷载,这就是利用荷载横向分布来计算多主梁结构内力的基本原理。图5-49(a)表示主梁与主梁间没有任何横向联系，此时若中梁承受集中力P作用，则全桥只有直接承载的中梁受力，其它各主梁不受力，也就是说，中梁的m=l，其它各梁的m=0。荷载横向分布系数与各主梁之间的横向联系有直接关系。图5-49表示5根主梁组成的桥梁承受荷载P的跨中横截面。2.荷载横向分布系数的计算方法（1）杠杆原理法（3）修正的刚性横梁法（4）铰接板、梁法（5）刚接板、梁法（6）比拟正交异性板法（G-M法）以上六种实用计算方法所

4、具有的共同特点是：从分析荷载在桥上的横向分布出发，求得各主梁的荷载横向分布影响线，再通过横向最不利加载来计算荷载横向分布系数m。（2）偏心压力法（刚性横梁法）装配式梁简支T梁概貌（2）偏心压力法（刚性横梁法）铰接板法①杠杆原理法杠杆原理法的基本假定：忽略主梁之间的横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开并与主梁铰接，把桥面板视为横向在主梁上的简支梁或悬臂梁。杠杆原理法适用于计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数m，此时主梁的支承刚度远大于主梁问横向联系的刚度，受力特性与杠杆原理法接近。该法也可用于双主梁桥，或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。采用杠杆法计算时，应当计算几根主梁的

5、荷载横向分布系数，以便于得到承载能力最大的主梁内力作为设计依据。对于一般多主梁桥，不论跨度内有无中间横隔梁，当桥上荷载作用在靠近梁端支点处时，荷载的绝大部分将通过相邻的主梁直接传递至墩台。从集中荷载直接作用在端横隔梁上的情形来看，尽管端横隔梁将几根主梁连为一体，但由于不考虑支座的弹性压缩和主梁本身的微小压缩变形，显然荷载将主要传至两个相邻的主梁支座，即连续横隔梁的支点反力与多跨简支梁的反力相差不多。因此，在实践中常偏于安全地用杠杆法原理来计算荷载位于靠近主梁支点时的横向分布系数。（2）偏心压力法a）偏心压力法使用条件c）偏心压力法的分析过程b）偏心压力法的基本前提偏心压力法计算荷载

6、横向分布适用于桥上具有可靠的横向联接，桥的宽跨比小于或接近0.5的情况（一般称为窄桥)，用于计算跨中截面荷载横向分布系数mc。a）偏心压力法使用条件I.在车辆荷载作用下，中间横隔梁可近似地看做一根刚度为无穷大的刚性梁，横隔梁全长呈直线变化。b）偏心压力法的基本前提II.忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抗扭矩。根据在弹性范围内，某根主梁所承受到的荷载Ri与该荷载所产生的跨中弹性挠度成正比例的原则，我们可以得出：在中间横隔梁刚度相当大的窄桥上，在沿横向偏心布置的活载作用下，总是靠近活载一侧的边主梁受载最大。c）偏心压力法的分析过程I.中心荷载P＝l的作用II.偏心力矩的作用I

7、II.偏心力矩为e的单位荷载P=1对各主梁的总作用I.中心荷载P＝l的作用由于中心荷载作用下，刚性中横梁整体向下平移则各主梁的跨中挠度相等，即：根据材料力学，作用于简支梁跨中的荷载(即土梁所分担的荷载)与挠度的关系为：或——桥梁横截面内各主梁的惯性矩。根据静力平衡条件，有：当各主梁截面相等时，即则则中心荷载P=1在各梁间的荷载分布为：则在偏心力矩M＝1·e作用下，桥的横截面产生绕中心点O的转角，因此各主梁的跨中挠度为:II.偏心力矩的作用根据力矩平衡条件，有：——各片