桥梁工程荷载横向分布计算简介学习教案.pptx

《桥梁工程荷载横向分布计算简介学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁工程荷载横向分布计算简介学习教案.pptx（51页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1桥梁工程荷载横向桥梁工程荷载横向(hn xin)分布计算简分布计算简介介第一页，共51页。（2）梁式板桥或由多片主梁组成(z chn)的梁桥（空间问题）：S（x，）实际中广泛(gungfn)使用方法：将空间问题转化成平面问题第1页/共51页第二页，共51页。2、横向(hn xin)分布系数（m）的概念：说明：1）近似计算方法，但对直线梁桥(lin qio)，误差不大 2）不同梁，不同荷载类型，不同荷载纵向位置，不同横向连接刚度，m不同。多片式梁桥(lin qio)，在横向分布影响线上用规范规定的车轮横向间距按最不利位置加载第2页/共51页第三页，共51页。3、横向连结刚度对荷载(hzi

2、)横向分布的影响 结论：横向分布的规律与结构横向连结刚度关系密切，EIH 越大，荷载横向分布作用愈显著，各主梁的负担也愈趋均匀。第3页/共51页第四页，共51页。4、目前常用的荷载横向分布(fnb)计算方法：（1）梁格系模型杠杆原理(n n yun l)法 偏心(pinxn)压力法横向铰接梁（板）法 横向刚接梁法（2）平板模型比拟正交异性板法（简称GM法）各计算方法的共同点：（1）横向分布计算得m（2）按单梁求主梁活载内力值第4页/共51页第五页，共51页。二、杠杆原理(yunl)法（一）计算原理(yunl)1、基本假定：忽略主梁间横向结构的联系作用，假设桥面板在主梁上断开，当作沿横向支承在主

3、梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。纵向(zn xin)水平缝第5页/共51页第六页，共51页。2、计算方法：（1）反力R用简支板静力平衡条件求出，即杠杆原理。（R=R1+R2）（2）主梁最大荷载，可用反力影响(yngxing)线，即横向影响(yngxing)线第6页/共51页第七页，共51页。（二）适用(shyng)场合：1、双主梁桥，跨中和支点。2、多梁式桥的支点(zhdin)（不考虑支座弹性压缩刚性支座）第7页/共51页第八页，共51页。（三）计算举例 例2-5-2：钢筋砼T梁桥，五梁式 桥面净空：净7+20.75m，荷载：位于支点，公路II级荷载和人群荷载 求：1、2号梁横向(hn xin)分

4、布系数。第8页/共51页第九页，共51页。（1）确定计算方法：荷载位于支点杠杆原理法（2）绘制荷载横向影响线；（3）据桥规，确定荷载沿横向最不利(bl)位置（4）求相应的影响线竖标值（5）求得最不利(bl)荷载横向分布系数求解(qi ji)步骤：第9页/共51页第十页，共51页。基本假定：（1）假定中间(zhngjin)横隔梁无限刚性，受力变形后仍保持一直线；（2）忽略主梁抗扭刚度 适用条件(tiojin)：具有可靠的横向联结，且宽跨比 B/l 小于或接近0.5时（窄桥）。三、偏心(pinxn)压力法刚性横梁法第10页/共51页第十一页，共51页。荷载对各主梁的横向(hn xin)分布分析：（

5、一）偏心荷载P对各主梁的荷载分布 结论：在中横隔梁刚度相当大的窄桥上，在沿横向(hn xin)偏心布置的活载作用下，靠近活载一侧的边梁受载最大。第11页/共51页第十二页，共51页。为求1号梁的荷载假设：a、P1作用于1号梁梁轴，跨中，偏心距为e；b、各主梁惯性矩Ii不相等(xingdng)；c、横隔梁刚度无穷大。则由刚体(gngt)力学：偏心力P=1 中心荷载 P=1+偏心力矩M=1e 第12页/共51页第十三页，共51页。1中心荷载 P=1作用 中间横隔(hn)梁刚性，横截面对称，故RiWi第13页/共51页第十四页，共51页。从而，中心荷载Pl在各主梁间的荷载分布：（2-5-17）2偏心

6、力矩(l j)M=1e的作用 M=1e，使横截面绕o转角由力矩(l j)平衡：第14页/共51页第十五页，共51页。偏心力矩M=1e作用下各主梁所分配的荷载为 注：e、ai是有共同(gngtng)原点o的横坐标值，应记入正、负号。3偏心荷载P=1对主梁的总作用任意i号主梁荷载分布(fnb)的一般公式为（荷载作用于第k号梁）第15页/共51页第十六页，共51页。（二）利用荷载横向影响(yngxing)线求主梁的横向分布系数P=1作用于任意梁轴线上时，分布到K号梁的荷载，即K号主梁的荷载横向影响线在各梁位处的竖标值（ki）若各梁截面尺寸(ch cun)相同：根据(gnj)反力互等定理第16页/共5

7、1页第十七页，共51页。（三）计算举例(j l)例2-5-3：已知：l=19.50m，荷载位于跨中 试求：#边梁，2中梁的mcq，mcr第17页/共51页第十八页，共51页。第18页/共51页第十九页，共51页。作业已知：l=29.16m,38.88m，荷载(hzi)位于跨中时 试求：2中梁的mcq，mcr第19页/共51页第二十页，共51页。a5四、考虑主梁抗扭刚度的修正偏心(pinxn)压力法第20页/共51页第二十一页，共51页。第21页/共51页第二十二页，共51页。五、铰接(jioji)板（梁）法和刚接梁法1.基本(jbn)假定将多梁式桥梁简化为数根并列而相互间横向铰接的狭长板（梁）

8、各主梁接缝间传递剪力、弯矩、水平压力、水平剪力用半波正弦荷载(hzi)作用在某一板上，计算各板（梁）间的力分配关系。第22页/共51页第二十三页，共51页。第23页/共51页第二十四页，共51页。2.铰接(jioji)板法假定各主梁接缝间仅传递剪力g，求得传递剪力后，即可计算(j sun)各板分配到的荷载第24页/共51页第二十五页，共51页。横向分布(fnb)系数第25页/共51页第二十六页，共51页。横向分布(fnb)系数：在横向(hn xin)分布影响线上加载第26页/共51页第二十七页，共51页。3.铰接(jioji)梁法假定各主梁除刚体位移外，还存在截面本身(bnshn)的变形与铰接

9、板法的区别：变位系数中增加(zngji)桥面板变形项第27页/共51页第二十八页，共51页。4.刚接梁法假定(jidng)各主梁间除传递剪力外，还传递弯矩与铰接(jioji)板、梁的区别：未知数增加一倍，力法方程(fngchng)数增加一倍第28页/共51页第二十九页，共51页。5.铰接(jioji)板桥计算m举例：如图所示，l12.60m的铰接空心板桥横截面布置。桥面净空为净72x0.75m人行道。全桥由9块预应力混凝土空心板组成，欲求1、3、5号板的公路-I级和人群荷载作用的跨中横向(hn xin)分布系数？第29页/共51页第三十页，共51页。分析：荷载横向分布影响(yngxing)线竖

10、标值与刚度参数，板块数n以及荷载作用位置有关。第30页/共51页第三十一页，共51页。采用(ciyng)查表法求荷载横向影响线竖标值（附录I）P404(n=9,=0.0214)第31页/共51页第三十二页，共51页。1号板荷载(hzi)横向分布影响线3号板荷载(hzi)横向分布影响线5号板荷载横向分布(fnb)影响线公路I级公路I级公路I级第32页/共51页第三十三页，共51页。六、比拟(bn)正交异性板法(G-M法）1、计算原理将由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，比拟简化为一块矩形的平板；求解板在半波正弦荷载下的挠度利用挠度比与内力比、荷载比相同的关系计算横向分布(fnb)影响线第

11、33页/共51页第三十四页，共51页。第34页/共51页第三十五页，共51页。2、比拟原理任何纵横梁格系结构比拟成的异性板，可以完全(wnqun)仿照真正的材料异性板来求解，只是方程中的刚度常数不同第35页/共51页第三十六页，共51页。根据荷载、挠度(nod)、内力的关系3、横向(hn xin)分布计算第36页/共51页第三十七页，共51页。Kki是欲计算的板条位置k、荷载位置i、扭弯参数(cnsh)以及纵、横向截面抗弯刚度之比的函数，已经被制成图表制表人Guyon、Massonnet，本方法称G-M法第37页/共51页第三十八页，共51页。表中只有9点值，必须通过内插计算实际(shj)位置

12、值查 表第38页/共51页第三十九页，共51页。荷载横向(hn xin)影响线的计算第39页/共51页第四十页，共51页。抗弯惯矩计算 必须考虑(kol)受压翼板有效工作宽度4、弯扭参数(cnsh)计算第40页/共51页第四十一页，共51页。抗扭惯矩计算 必须区分(qfn)连续宽板与独立主梁翼板第41页/共51页第四十二页，共51页。5.GM法计算(j sun)m举例：如图l19.5m，主梁翼缘板刚性连接(linji)。求公路I级汽车荷载mcq和人群荷载的mr第42页/共51页第四十三页，共51页。1、计算几何特性(txng)（1）主梁抗弯惯矩Ix6626x103cm4 主梁比拟单宽抗弯惯矩J

13、xIx/b6626x103cm4/160=41410cm4/cm（2）横隔梁抗弯惯矩 先求翼板的有效作用宽度，由表254查得 c/l=235/(4x160)=0.368,/c=0.547,=0.547x235=128cm Iy3220 x103cm4 主梁比拟单宽抗弯惯矩JyIy/a=3220 x103cm4/485=6440 cm4/cm（3）主梁和横隔梁的抗扭惯矩 ITx=208000cm4;ITy=88610cm4因为主梁翼缘板刚性连接，所以按式（2574）JTx+JTy=1/3h13+ITx/b+ITy/a=113/3+208000/160+88610/485=1828cm4/cm计算

14、(j sun)步骤：横隔(hn)梁截面第43页/共51页第四十四页，共51页。2、计算抗弯刚度(n d)参数 和扭弯参数 B为桥梁承重(chngzhng)结构的半宽B=5x160/2=400cm第44页/共51页第四十五页，共51页。3、计算(j sun)各主梁横向影响线坐标=0.324,由附录II G-M法可查得影响(yngxing)系数K1和k0（P409）校核(xio h)公式：第45页/共51页第四十六页，共51页。由内插法求实际(shj)梁位处的K1和K0。实际(shj)梁和表列梁位关系如图梁位关系(gun x)图对于(duy)1号梁：对于2号梁：对于3号梁（K0指梁位在0点的K值）

15、第46页/共51页第四十七页，共51页。横向影响线坐标值列表(li bio)计算第47页/共51页第四十八页，共51页。4、计算(j sun)各梁的mc公路(gngl)I级根据表中的横向(hn xin)影响线坐标值绘制影响线图第48页/共51页第四十九页，共51页。对于弯矩由于跨中截面车轮加载值占总荷载的绝大多数，近似认为其它(qt)截面的横向分布系数与跨中相同对于剪力从影响线看跨中与支点(zhdin)均占较大比例从影响面看近似影响面与实际情况相差较大七、横向分布系数沿桥纵向(zn xin)的变化第49页/共51页第五十页，共51页。计算(j sun)剪力时横向分布沿桥纵向的变化第50页/共51页第五十一页，共51页。