荷载横向分布计算-偏心压力法.ppt

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1、荷载横向分布计算荷载横向分布计算 偏心压力法偏心压力法1偏心压力法偏心压力法刚性横梁法刚性横梁法n基本假定：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）。n适用情况：具有可靠横向联结，且B/L=0.5（窄桥）。2梁桥挠曲变形（刚性横梁）3n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。4n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n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

2、 来替代5偏心荷载P=1对各主梁的荷载分布图 6P=1的作用n各主梁产生同样的挠度：n简支梁跨中荷载与挠度的关系：RiWi7偏心荷载P=1对各主梁的荷载分布图 8n由静力平衡条件得：n故，n中心荷载P=1在各主梁间的荷载分布为：n若各主梁的截面均相同，则：9的作用n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：n根据主梁的荷载挠度关系：则：10偏心荷载P=1对各主梁的荷载分布图 11n根据力矩平衡 条件可得：n则：式中，n故偏心力矩作用下 各主梁分配的荷载为：12n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=a1,13如果各主梁

3、得截面相同，则R11o第二个脚标表示荷载作用位置，o第一个脚标表示由于该荷载引起反力的梁号。14P=1对各主梁的总作用n设荷载位于k号梁上e=ak，则任意I号主梁荷载分布的一般公式为：n关系式：15n求P=1作用在1号梁上，边梁的荷载：n鉴于Ri1图形呈直线分布，实际上只要计算两根边梁的荷载值即可。164.利用荷载横向影响线 求主梁的荷载横向分布系数n荷载P=1作用在任意梁轴线上时分布给k号梁的荷载为：n此即k号主梁的荷载横向影响线在各梁位处的竖标17n若各主梁截面相同，则n1号梁横向影响线的竖标：18n若各主梁截面相同，则：n有了荷载横向影响线，就可根据荷载沿横向的最不利位置计算相应的横向分

4、布系数，再求得最大荷载。19例题n计算跨径 L=19.50m 的桥梁横截面如图所示，试求荷载位于跨中时l号边梁在汽车荷载和人群荷载作用下的荷载横向分布系数。20 刚性横梁法横向分布系数计算图示 211.此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连结刚性，且承重结构的长宽比为 故可按刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数。2.各根主梁的横截面均相等，梁数n5，m22 则：=3.l号梁横向影响线的竖标值为：23x 解得x=4.80m 设人行道缘石至1号梁轴线的距离为247.1号梁的活载横向分布系数可计算如下 汽车荷载 25人群荷载 8.求得1号梁的各种荷载横向分布系数后，就可得到各类荷载分布至该

5、梁的最大荷载值。26n刚性横梁法的精度刚性横梁法的精度n 边梁偏大，中梁偏小边梁偏大，中梁偏小274 4 修正刚性横梁法修正刚性横梁法n计算原理n用偏压法计算1#梁荷载横向影响线坐标：28n第一项由中心荷载 P=1 引起，各主梁有挠度无转角，与主梁的抗扭无关；n第二项由偏心力矩 M=1.e 引起，各主梁有挠度又有扭转，但公式中未计入主梁的抗扭作用；需对第二项进行修正。29考虑主梁抗扭的计算图示30n竖向反力与扭矩的关系31n转动时的扭矩平衡32n考虑主梁抗扭刚度后任意k号梁的横向影响线竖标为：n抗扭刚度系数为：33n 与梁号无关，只取决于结构的几何尺寸和材料特性n1#梁的横向影响线竖标为：34

6、n简支梁桥，若主梁的截面相同，nIi=I，ITi=IT，n跨中荷载P=1作用在1#梁上，e=a1，则：35n此时，n当主梁的 间距相同时，n其中，n主梁根数 B桥宽 与主梁根数有关的系数36n则，（砼的剪切模量 G=0.425E）n 由此可知，l/B越大，抗扭刚度对横向分布系数的影响越大。n45671.0671.0421.0281.02137nT梁、工字梁 的抗扭惯矩 bi 、ti 单个矩形截面的宽度和厚度 ci矩形截面抗扭刚度系数 m矩形截面块数38荷载横向分布系数沿桥跨的变化荷载横向分布系数沿桥跨的变化 荷荷载载在在桥桥跨跨纵纵向向的的位位置置不不同同，对对某某一一主主梁梁产产生生的的横向

7、分布系数也不同。横向分布系数也不同。习惯处理方法：习惯处理方法：（1）无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁时）无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁时mcm0l/4mcm0l/439（2）有多根内横隔梁的情况：）有多根内横隔梁的情况：m0mcmcm0第一道内横隔梁第一道内横隔梁40荷载横向分布系数沿桥跨的变化v荷载位于支点处的横向分布系数m0杠杆法v荷载位于跨中处的横向分布系数mc其它方法v桥跨其它位置的处理方法（如前面图示）：41说明：说明：实用中实用中：（1）求弯矩）求弯矩 跨中（跨中（Mmax），可按），可按mc计算计算 其它截面，一般按其它截面，一般按mc计算，计算，但但mc 与与m0相差较大时，考虑其变化相差较大时，考虑其变化（2）求剪力）求剪力 支点（支点（Qmax），近端考虑变化，远端不考虑），近端考虑变化，远端不考虑 其它截面，视具体情况考虑其变化其它截面，视具体情况考虑其变化42 思考题：思考题：m，六梁式，设计荷载为：公路，六梁式，设计荷载为：公路级及级及人群荷载。试分别求出荷载位于跨中和支点截面时，人群荷载。试分别求出荷载位于跨中和支点截面时，2号主梁号主梁 的的mcq，mcr。86043