不同斜度、跨度对斜梁桥荷载横向分布系数的影响

《不同斜度、跨度对斜梁桥荷载横向分布系数的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn不同斜度、跨度对斜梁桥荷载横向分布系数的影响张显昆，程海根，姚桃荣华东交通大学土木建筑学院，南昌（330013）E-mail：407021986@qq.com摘要：借助于通用有限元软件ANSYS,对装配式斜梁桥进行模拟,通过计算分析,对在不同跨度和斜度的影响下斜梁桥荷载横向分布的探讨，并得到了不同情况的汽车荷载横向分布的变化规律。关键词：桥梁工程；斜梁桥；斜度；跨度；荷载横向分布设某片梁上的剪力为Q，挠度为Y，梁0前言的截面尺寸为L，弹性模量为E，这些物理随着我

2、国交通事业的不断发展，高速公量之间的关系写成一般的函数形式为式：路的修建也越来越多，但是在受到道路规划f(Y,Q,L,E)=0(1)的影响，在高速路上斜梁桥的运用很广泛。如将（1）式写成相似准则形式，根据斜梁桥的受力机理比正桥的复杂得多[1]，在量纲和谐条件，则各量纲的若干次幂的乘积正桥中运用的计算方法和计算理论都难以和为一无量纲数值，用π来表示这个无量纲使用于斜梁桥中。到目前为止,仍没有一个可数值，则为式：abcd供实用计算的比较适宜的简化计算方π=YQLE（2）[2]现在以重力单位制为基本量纲来表示这法

3、,其中在荷载横向分布的问题中表现尤为突出。同时随着斜度(支承边与桥轴线些物理量：°°[Q]=[F][Y]=[L]法线之间的（<90的夹角)的增大（>20）横向分布越不容忽视。对此，国内外学众多[L]=[L][E]=[FL]-2学者做了大量的现场实验和理论研究，取得共四个物理量，两个基本量纲，为了便了一些成果。但是目前的一些设于分析可将各物理量的量纲排列为规格的计单位，在设计的过程中为了计算简便，在量纲矩阵的形式：计算斜梁桥时常采用正桥上的计算方法和abcd经验数据，从而在设计上就造成了一定的误YQLE差。[

4、L]101-2鉴于上述原因本文采用了通用有限元[F]0101软件ANSYS对现在国内高速公路上常采用根据量纲和谐条件，可直接从量纲矩阵的装配式空心板斜梁桥进行模型实验，通过写出各指数间的联立方程组：计算分析，讨论在不同的跨度和斜度影响下[L]:a+c-2d=0⎫⎬（3）荷载横向分布的变化规律。为斜梁桥的设计[F]:b+d=0⎭工作做一个参考。接解方程组，可得：a+c1计算理论b=-（4）2荷载横向分布系数的计算根据不同的1+c显然，a=1,于是：b=-（5）桥梁类型采用的方法有所不同，根据文献[3]2可以用

5、结构的挠度的变化规律表征荷载横由于b为正，所以，c必为负，且可为-3，向分布规律。-5。又由于c为粮尺寸的幂次，它为截面的-1-http://www.paper.edu.cn惯性矩及跨度的函数，由材料力学的知识可型建立和网格划分完后。分别在一号梁A，知，梁的惯性矩越大挠度将越小或跨度越大B两点作用单位荷载，记录1-10号梁跨中扰挠度越大，所以：度，同样在2号上作用单位荷载，同时记录c=f-4e（6）1-10号梁跨中扰度，这样一直到第10号梁(6)式中f为跨度的幂次，e为惯性矩的幂次。结束。得出分别在正向和斜

6、向布载时各梁跨令e=1，则f=1，c=-3；或f=3，c=-5。后一中扰度，根据扰度和作用荷载之间的关系，种情况不太合理，因此，c=-3，b=1。最终求出各梁的汽车横向分布系数。因此，根据上面的分析可以用结构的挠3模拟结果与分析度的变化规律表征荷载横向分布规律。鉴于此，本文通过建立有限元模型，计算不同布3.1不同跨度情况的结果比较载情况下各片梁的挠度，反算出荷载横向分上例跨度为20m，为了比较，在其他条布影响线。再最不利情况布载，计算各片梁件不变情况将其跨度取为16m，运用有限元的荷载横向分布系数。软件分别

7、建模、计算和结果分析。下列结果2计算模型分别为两种跨度在斜度为0、10、20、30、40、45度时的横向分布系数变化图。本文以大庆至广州高速公路上的某斜梁桥为例，本桥跨径为20m，主梁采用10块标准预制空心板，板宽1.24m，高0.9m，车道数为两车道。为了做比较，在本例的基础上变化跨度和斜度，分不同的情况进行建立模型和计算分析。°图2两种跨度斜度0度时横向分布系数变化图图1全桥模型Fig.1Themodelofthewholebridge为了精确的模拟各片梁之间的真实连接情况，本模型采用空间块体单元（st

8、ructuralsolid-concret65），两片梁之间的现浇部分也运用相互连接的块体单元进行[4]模拟，桥梁约束为一端约束纵向、横向和扭矩，另一端约束横向和扭矩，这能客观的反映成桥后的受力状态，全桥模型建立如图1所示。°图3两种跨度斜度10度时横向分布系数变化图计算过程：在斜梁桥荷载横向分布的计算过程中，要考虑到正向布载（布载方向垂直于纵梁）和斜向布载（布载方向平行于梁端倾斜方向）两种情况，计算过程为，在模