第三章21-荷载横向分布系数的计算-杠杆法.ppt

1998年12月 大屯煤电（集团）公司 中国矿业大学 * * 第二篇 混凝土梁桥 第二章 简支梁桥的计算 第五节 挠度、预拱度的计算 第六节 配筋的计算 第四节 横隔梁内力计算 第三节 主梁内力计算 第二节 荷载横向分布计算 第一节 行车道板的计算 第二节 荷载横向分布计算 荷载横向分布 （Live load lateral distribution） 含义：对多主梁桥，指作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配，或者说各主梁如何分担车辆荷载。 第二节 荷载横向分布计算 一、概述 二、杠杆原理法 三、偏心压力法 四、考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法 五、铰接板（梁）法 六、比拟正交异性板法（G-M 法） 七、荷载横向分布系数沿桥跨的变化 重点：计算假定、计算原理、适用条件 一、概述 一、概述 一、概述 梁桥由承重结构（主梁）及传力结构（横梁、桥面板）两大部分组成。多片主梁依靠横梁和桥面板连成空间整体结构。 主梁内力：与桥梁横截面形式、荷载类型、荷载作用位置有关。 精确的空间结构分析方法：有限元理论 图 内力影响面 1 5 4 3 2 P A k 0 y x 设梁上某点截面的内力影响面为： 该截面的内力值为： 一、概述 ：单位荷载沿横向作用在不同位置时，对某梁所分配的荷载比值变化曲线，也称为对于某梁的荷载横向分布影响线。 即为：当 P 作用于 a(x,y) 时沿横向分布给某梁的荷载。 一、概述 1 2 3 4 5 3 问题？ 计算 3 号梁 k 点截面内力。 m：称为荷载横向分布系数，表示某根主梁所承担的最大荷载是各个轴重的倍数（通常小于1）。 一、概述 把空间问题转化为平面问题：近似处理方法。 理论和试验研究表明，对于直线梁桥，当通过沿横向的挠度关系确定荷载横向分布规律时，由此而引起的误差很小。如果考虑到实际作用在桥上的荷载并非只是一个集中荷载，而是分布在桥跨不同位置的多个车轮荷载，那么此种误差就更小。 一、概述 梁桥空间计算实用方法的计算原理归纳： （1）梁桥空间计算的实用近似方法，是建立在一个近似的内力影响面去代替精确的内力影响面基础上的。近似内力影响面可用变量分离的方法得到，其坐标 。 （2）在梁桥空间结构的近似计算中，“荷载横向分布”仅是借用的一个概念，实质是“内力”横向分布。只是在变量分离后在计算式的表现上成了“荷载”横向分布。 （3）严格地说，任意位置（x,y）上的各个内力S（x,y） 都有各自的内力影响面，在实用计算方法中，应有各自的荷载横向分布系数。实际上，主梁各截面弯矩的横向分布系数均采用全跨单一的跨中截面横向分布系数，但剪力必须考虑横向分布系数的变化。 （荷载横向分布系数：主梁的连接、荷载类型、荷载的位置） 一、概述 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 一、概述 荷载横向分布系数与各主梁间的横向联系有直接关系。不同横向连接刚度对荷载横向分布的影响： 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1. 横向无联系 中梁承受荷载为P（ ），其它各梁为0 2. 刚度 各梁承受荷载为P/5（ ） 3. 刚度 各梁承受荷载为 结论：桥上荷载横向分布与结构的横向刚度关系密切，横向连接刚度愈大，荷载横向分布愈明显，各主梁的分担愈均匀。 一、概述 荷载横向分布计算方法：由于施工特点、构造设计等的不同——采用不同类型的横向结构——不同的简化计算模型 杠杆原理法：把横向结构（桥面板和横隔梁）看作在主梁上断开而简支在其上的简支梁和悬臂梁 偏心压力法：把横隔梁看作刚性极大的梁；当计及主梁抗扭刚度影响时，此法又称为修正偏心压力法 横向铰接板（梁）法：把