论述公路桥梁荷载横向分布系数

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1、http://www.paper.edu.cn论述公路桥梁荷载横向分布系数章娜娜，陈水生华东交通大学土木建筑学院，南昌(330013)E-mail:nn860227jd@126.com摘要：本文就目前国内外对公路桥梁荷载横向分布系数的研究现状，做了一个较全面的综述。国内主要从常用的三大理论计算法出发，讨论有偏心压力法、修正偏心压力、弹性支承连续梁法、广义梁格法、铰接板（梁）法、刚接板（梁）法、及比拟正交异性板法（G-M法）。本文还补充了杠杆原理法及简化计算法。国外一般采用经验公式来计算荷载横向分布系数，主要从AASHTO标准规范和AASHTO-LRFD规范中的规定，分析桥梁

2、各影响参数，有桥梁跨度()l、主梁间距()S、桥面板的厚度(t)、主梁刚度(K)、横隔梁（板）的数量sg及位置、车载类型及布载位置、车辆间距、栏杆及横跨比等；曲线桥还应讨论曲线半径及角度等，得出相关参数影响，最后得出用有限元分析法计算的桥梁荷载横向分布系数较其它方法更精确。关键词：公路桥梁；荷载横向分布系数；理论计算方法；有限元分析法；参数1.概述随着国民经济的发展，对交通的需求日益提高，众多的高速公路及城市快速干道相继修建。公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高，车流密度也相应提高。使之在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性，准确计算各片梁所需承担的最大活载

3、弯矩就显得尤为重要。特别是对于中小跨多片梁型的桥梁，当跨数较多时，用测试横向分布状态的方法对桥梁运营状态进行评价，具有简洁、实用、可靠等优点，具有较高的推广价值。所谓荷载横向分布系数（LateralDistributionFactorofliveload）是指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分数。普通简支桥梁中它和各主梁间的联结方式（铰接或刚接），有无内横梁及其数目，断面的抗弯刚度和抗扭刚度，以及车辆荷载在桥上的位置等有关。它[1]是一个复杂的空间结构问题，在桥梁设计中常简化为平面问题而引用荷载横向分布系数。目前广泛采用的是利用主梁的纵向影响线和它的荷载横向分布影响线

4、相结合的方法，荷载横向分布系数是在荷载横向分布影响线的基础上按荷载的最不利位置布载，并将荷载位置相应的影响线竖标值求和得到的最后数值结果。2.理论计算方法荷载横向分布理论在梁桥设计中占有重要地位。目前对公路梁桥荷载横向分布系数的计[2-4]算，国内常用的计算方法主要有三大理论计算法：梁格法、板系法及梁系法。梁格法又包括偏心压力法、修正偏心压力法、弹性支承连续梁法及广义梁格法；板系法有铰接板（梁）法和刚接板（梁）法；梁系法有比拟正交异性板法（G-M法）。还有杠杆原理法及简化计算法。（1）杠杆原理法，忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假设桥面板在主梁梁肋处断开，而当作沿横向支承

5、在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。杠杆原理法适用于荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布计算。此时，主梁的支承刚度远大于主梁间横向联系的刚度，荷载作用于某处时，基本上由相邻的两片梁分担，并传递给支座，其受力特性与杠杆接近。另外，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。（2）偏心压力法，基本前提是：其一，在车辆荷载作用下，中间横隔梁可近似地看作-1-http://www.paper.edu.cn一根刚度无穷大的刚性梁，横梁全长呈直线变形；其二，忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。用偏心压力法计算荷载横向分布适用于桥上具有可靠的横向连接，且桥的宽跨

6、比B/L小于或接近0.5的情况时（一般称为窄桥）的跨中区域的荷载横向分布影响线。偏心压力法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。（3）修正偏心压力法，在偏心压力法的推导中由于作了横隔梁近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的两项假定，这就导致了边梁受力偏大的计算结果。因此，在实用计算中有按偏心压力法求得的边梁最大横向分布系数乘以0.9加以折减的方法。为了弥补偏心压力的不足，国内外也广泛地采用考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法，引入一个抗扭修正系数β，这一方法既不失偏心压力的优点，又避免了结构偏大的缺陷，因此修正偏心压力法是一个具有较高实用价值的近似方法。（4）弹性支承连续梁法，是梁

7、格法的一种。弹性支承连续梁法主要是根据桥梁结构纵横梁刚度(抗弯及抗扭)的比例不同，通过假设横梁为弹性支撑在各纵梁位置的弹性支承连续梁(该弹性支撑的刚度即纵梁抗弯刚度)，按弹性支承连续梁计算出各支撑处的反力即可得到[5]荷载的横向分布。此法不仅适用于宽跨比小于0.5的窄桥，也适用宽跨比大于0.5的宽桥。弹性支承连续梁的解法很多，比较简便的是初参数法。1954年,中国学者翻译了原苏联奥西波夫所著的《弹性支承连续梁》，给出了初参数法导出的2~8跨弹性支承连续梁支点反力的公式和数值表。后来，中国学者又补充了关于9跨、10跨