荷载横向分布计算(铰接板法)课件.ppt

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1、第二篇第五章简支梁桥的计算荷载横向分布计算（二）一、为什么进行荷载横向分布计算二、荷载横向分布主要计算方法（一）杠杆原理法（二）偏心压力法（修正偏心压力法）（三）横向铰接板（梁）法（四）横向刚接梁法（五）比拟正交异性板法三、荷载横向分布系数沿桥跨的变化（三）横向铰接板（梁）法对于用现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥；仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥；由于块件间横向具有一定的连接构造，但其连接的刚性又很薄弱，因此对于跨中荷载横向分布计算，“杠杆原理法”和“偏心压力法均不适用”。

2、这类结构的受力状态实际接近于数根并列而相互间横向铰接的狭长板。采用横向铰接板法来计算这类结构的荷载横向分布系数。（三）横向铰接板（梁）法基本假定：①在竖向荷载作用下，接缝内只传递竖向剪力。②采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律。解释①：★在P力作用下，板的接合缝处将产生：竖向剪力g(x)、纵向剪力t(x)、法向力n(x)、横向弯矩m(x)。★t(x)、n(x)与g(x)相比对板的影响极小，可忽略。★由于接合缝的高度不大，刚性很小，所以传递的m(x)很小，可忽略。∴结合缝处可视作铰接，仅传递竖向剪力g

3、(x)解释②：桥跨结构是由几片梁组成的空间结构，由于空间结构的分析计算较复杂，为简化计算，需将空间计算问题借助横向挠度分布规律来确定荷载横向分布的原理，简化为一个平面问题来处理。常数由材料力学的挠曲微分方程，对每片板梁均有关系式：常数（1）实际上，在P作用下的②号梁和在g(x)作用下的①号梁是在不同性质的荷载（P和g(x)）作用下的两片梁，所以（1）式的比例关系是不成立的。如果引入一种半波正弦荷载来代替P进行分析计算，那么（1）式成立、计算误差较小。∴各根板梁的挠曲线将是半波正弦曲线，所分配到的荷载是具有不

4、同峰值的半波正弦荷载这样能很好地模拟板间荷载的传递关系。所以采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律。1、铰接板桥的荷载横向分布在半波正弦荷载作用下，各铰缝内也产生正弦分布的铰接力对于n条板梁组成的桥梁，必然有（n－1）条铰缝。若在板梁间沿铰缝切开，则每一铰缝内作用着一对大小相等、方向相反的正弦分布铰接力。因此，n条板梁，有（n－1）个未知铰接力峰值单位正弦荷载的峰值作用于①号板时，分配到各板的竖向荷载的峰值为：①号板：②号板：③号板：④号板：⑤号板：根据变形协调条件：两相邻板块在铰接缝处的竖向相对位移

5、为零，建立正则方程：①和的求解：将铰接缝i截开,在板的跨中取单位长度进行分析。规定：与方向一致取正号，反之取负号。在铰缝i处：→与同向在铰缝（i－1）和铰缝（i＋1）处：且、在铰缝（i－2）和铰缝（i＋2）处：外荷载P在铰接缝i处引起的竖向位移：将上述求得的和代入方程组①并设刚度系数②只要解得方程组②中的，则可求得。求解的关键是求跨中扭角φ和跨中挠度w：跨中挠度w是对简支的挠曲线微分方程逐次积分,通过边界条件求解见课本P132—133跨中扭角φ是对简支的扭转微分方程逐次积分,通过边界条件求解见课本P133—

6、1342、铰接板桥的荷载横向影响线和横向分布系数前面讲的是作用在①号板中轴线上时各板的受力变形情况，对于弹性板梁来讲，荷载与挠度成正比关系，即，同理由变位互等定理：由于每块板的截面相同，则比例常数∴作用在①号板中轴线上时，任一板所分配到的荷载就等于作用在任一板中轴线上时①号板所分配到的荷载。因此，用作用在①号板中轴线上求得的各板的荷载值就是①号板的荷载横向影响线竖标值。在①号板的横向影响线上布载，即可求得①号板的横向分布系数。其他各板方法相同。3、铰接T梁的计算特点铰接T梁与铰接板的区别：由于T梁翼板的刚度

7、较板梁的小，T梁的悬臂端将产生弹性挠度f，f的分布接近于正弦分布，即其他与板梁完全相同，所以在分析中=2（），其他均相同，分析方法同板梁。（四）横向刚接梁法指翼缘板刚性连接的肋梁桥，只要在铰接梁计算的基础上，在接缝处补充引入赘余弯矩，建立含赘余弯矩和赘余剪力的正则方程。对于铰接梁法：n片梁，有（n－1）个铰缝，有（n－1）个未知铰接力，正则方程组中有（n－1）个方程。对于刚接梁法：n片梁，有（n－1）个刚接缝，有（n－1）个赘余弯矩和（n－1）个赘余剪力，正则方程组中有2（n－1）个方程。计算方法比照铰接板

8、（梁）法。（五）比拟正交异性板法前述几种方法的共同之处在于：均将全桥视作一系列并排放置的主梁所构成的梁系结构来进行力学分析的。不同之处在于：根据不同桥梁结构的具体特点对横向结构的连接刚性作了不同的假设。对于宽跨比较大的桥梁（B/L＞0.5），以上计算不能真实反映实际结构的受力情况，应将结构简化成纵横相交的梁格系，按杆件系统的空间结构来求解，或将其比拟简化为一块矩形的弹性薄板，用弹性理论来进行分析。目前常用的是第二