桥梁工程荷载横向分布计算-1研究报告.ppt

第二章 简支板、梁桥-3 6.3.4 荷载横向分布计算 6.3.4.1 荷载横向分布计算原理 6.3.4.2 杠杆原理法 6.3.4.3 刚性横梁法 6.3.4.4 修正刚性横梁法 6.3.4.5 铰接板（梁）法 6.3.4.6 刚接梁法 6.3.4.7 比拟正交异性板法 6.3.4.1 荷载横向分布计算原理 公路桥梁在桥的横向设有多车道→汽车活载在横向移动→各根主梁承受不同的活载。 例： 如图表示一座简单的桥梁，其计算跨径为5m，有两片钢筋混凝土矩形截面的主梁。主梁间距为2m。主梁上铺有两端伸臂的预制桥面板，桥面两侧栏杆的净距为3m。现有100KN重的汽车通过。汽车前轴重力为30KN，后轴重力为70KN。 现在我们求①号主梁的最大跨中弯矩M0.5L和支点剪力V0 （1）求最大跨中弯矩maxM0.5L 不同横向刚度时主梁的变形和受力情况 不同横向连结刚度对m的影响 主梁间无联系结构 —— m=1，整体性差，不经济 主梁间横隔梁刚度无穷大 ——各主梁均匀分担荷载 实际构造 ——横隔梁并非无穷大，各主梁变形复杂，故，横向连结刚度越大，荷载横向分布作用越显著 常用几种荷载横向分布计算方法 杠杆原理法——把横向结构（桥面板和横隔梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。 刚性横梁法——把横隔梁视作刚度极大的梁，也称偏心压力法。当计及主梁抗扭刚度影响时，此法又称为修正刚性横梁法（修正偏心压力法）。 铰接板(梁)法——把相邻板（梁）之间视为铰接，只传递剪力。 刚接梁法——把相邻主梁之间视为刚性连接，即传递剪力和弯矩。 比拟正交异性板法——将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解，并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。 6.3.4.2 杠杆原理法 计算原理 忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开，当作横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。（基本假定） 按杠杆原理受力图式 适用场合 计算荷载靠近主梁支点时的m（如求剪力、支点负弯矩等） 双主梁桥 横向联系很弱的无中横梁的桥梁 箱形梁桥的m=1 按杠杆原理计算横向分布系数 例题 图示为一桥面净空为净—7附2×0.75m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁车辆荷载和人群荷载的横向分布系数。 杆原理法计算荷载横向分布系数例题 当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。 绘制1号梁和2号梁的荷载横向影响线 根据《公路桥规》规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。 求出相应于荷载位置的影响线竖标值后．就可得到横向所有荷载分布给1号梁的最大荷载值。 车辆荷载 人群荷载 1号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数 同理可得2号梁的荷载横向分布系数 （作业） 6.3.4.3 刚性横梁法（偏心压力法） 基本假定：1）横隔梁无限刚性。车辆荷载作用下，中间横隔梁象一根刚度无穷大的刚性梁一样，保持直线的形状，各主梁的变形类似于杆件偏心受压的情况。（又称为偏心压力法）。 2）忽略主梁的抗扭刚度，不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。 适用情况：具有可靠横向联结，且B/L=0.5（窄桥）。 梁桥挠曲变形（刚性横梁） 分析结论 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梁受载最大。 考察对象 跨中有单位荷载P=1作用在1#边梁上（偏心距为e）时的荷载分布情况 计算方法 偏心荷载可以用作用于桥轴线的中心荷载P=1和偏心力矩M=1.e 来替代 偏心荷载P=1对各主梁的荷载分布图 1.中心荷载P=1的作用 各主梁产生同样的挠度： 简支梁跨中荷载与挠度的关系： 偏心荷载P=1对各主梁的荷载分布图 由静力平衡条件得： 故， 中心荷载P=1在 各主梁间的荷载分布为： 若各主梁的截面 均相同， 则： 2.偏心力矩M=1.e的作用 桥的横截面产生绕中心点的转角， 各主梁产生的竖向挠度为： 根据主梁的荷载-挠度关系： 则： 偏心荷载P=1对各主梁的荷载分布图 根据力矩平衡 条件可得： 则： 式中， 故偏心力矩M=1.e作用下 各主梁分配的荷载为： 注意： 式中，e和ai位于同一侧时乘积取正号，异侧取负号。 对1#边梁， 当荷载作用在1#边梁轴线上时，e=a1, 如果各主梁得截面相同，则 R11’’———— 第二个脚标表示荷载作用位置， 第一个脚标表示由于该荷载引起反力的梁号。 3.偏心荷载P=1对各主梁的总作用 设荷载位于k号梁上e=ak，则任意I号主梁荷载分布