曲线梁桥横向分配理论

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1、湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系第6讲　曲线梁桥横向分配理论横向分配理论简介曲线梁桥的横向分配——刚性横梁法曲线梁桥横向分配计算示例曲线梁桥横向分配计算程序实现小结内容简介1湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系1.横向分配理论简介对于多主梁曲线梁桥（截面形式有板式、I型、T型或箱型等）采用纵、横桥向分别处理的方法是在工程上可行的。此时，曲线梁桥的空间工作特性是通过内力或荷载的横向分布系数来体现的。如何合理的分析曲线梁桥的横向分布系数是曲线梁桥设计时应考虑的主要问题之一。（要说明的是，对于没有空间分析程序的时代，横向分布显得十分重要；但随着计算机的普

2、及与发展，横向分布的重要性正在逐步淡化）。便于理论体系的完整，这里仍做一简要介绍。横向分布的实质就是在一定的误差范围内，以一个近似的内力影响面去代替一个精确的内力影响面。横向分布系数的精度主要取决于内力影响面相似性、荷载的类型、组成及作用位置。理论上已经证明：当等截面简支直线梁桥采用半波正弦荷载时，内力、挠度的横向分布存在精确的等值关系。对于曲线梁桥而言，内力横向分配与荷载横向分配是不同的。2湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系1.1曲线梁桥荷载横向分布特点1）“内力横向分布”不等价于“荷载横向分布”对于直线梁桥而言，内力、挠度的横向分布与荷载的横向分布是等效的；曲

3、线梁桥则由于“弯扭耦合”作用，不存在内力、挠度的横向分布与荷载横向分布之间的等值关系。弯梁桥由于弯扭耦合，不存在内力、挠度的横向分配与荷载的横向分布之间的关系。2）分别计算竖向内力荷载横向分配系数和扭转力矩荷载横向分配系数。31.2曲线梁桥荷载横向分布理论概述湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系曲线梁桥荷载横向分配计算理论一直是曲线梁桥简化分析的重要课题，经过许多学者的研究，曲线梁桥的荷载横向分配理论大致可以分为梁格理论、梁系理论和比拟正交异型曲板理论。1）梁格理论基本理论：曲线梁桥结构为曲线主梁与横梁处于弹性支承关系上的结构，利用节点的挠度和扭角的关系计算节点力，

4、进而求出横向分布系数。——刚性横梁法（特例）Leonhardt-Homberg方法的基础上得到的。适用条件：梁格法主要适用于那些主梁与横梁联系十分紧密的桥梁结构，实际桥梁结构可简化为相应的由横梁和主梁共同组成的平面格构。42）梁系理论基本理论：将桥跨结构在纵向沿主梁连接处切开，分割成一片片弯主梁单元，横梁的抗弯刚度均匀摊在桥面板上（刚度相等，横梁分摊宽度可取横梁间距中到中的距离），主梁之间的连结用桥面板切口处的赘余力表示，然后用力法求解。——刚接梁法（特例）适用条件：梁系法适用于长宽比较小的桥梁（板式、T形、I字形和分离式箱形截面桥梁），此时曲线梁桥的实际受力与刚性横梁法的假定相

5、差较大。湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系53）比拟正交异性曲板理论基本方法：G-M法的推广，将曲线梁桥结构的主梁与横梁的刚度分别在桥的纵、横向均匀摊模拟成扇形正交异性板，以扇形板的挠曲微分方程为基础求解。（多制成图表供设计采用）。适用条件：该方法既可以求解长宽比较大的窄桥，也适合于求解长宽比较小的宽桥。湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系62.曲线梁桥的横向分配——刚性横梁法湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系刚性横梁法是刚接梁法的一个特例，即将梁桥视作由主梁和横梁组成的梁格系，荷载通过横梁由一片主梁传到其他主梁上去；反之，主梁又对横

6、梁起弹性支承作用。试验研究表明：在具有可靠横向联结的桥上，且在桥的宽跨比B/L小于或接近于0.5的情况时（一般称为窄桥），车辆荷载作用下横梁的挠曲弹性变形同主梁的相比微不足道，即横梁在荷载作用下变形较小，基本保持为一直线。7湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系8湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系9湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系10湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系曲线梁桥跨中横梁的受力平衡图式11湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系12湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系13湖南大学土木

7、工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系14湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系15即（15）湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系16湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系17湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系18湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系193.曲线梁桥横向分配计算示例湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥梁工程系参见《曲线梁》（姚玲森主编）相关部分。20湖南大学土木工程学院风工程试验研究中心、桥