桥梁工程第5章混凝土简支梁桥的构造ppt课件.ppt

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1、第三节荷载横向分布计算一、概述1、荷载横向分布系数的概念荷载横向分布是指作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配，或者说各主梁如何共同分担车辆活载。公路桥梁桥面较宽，主梁片数往往较多并与桥面板和横隔梁联结在一起。当桥上车辆处于横向不同位置时，各主梁参与受力的程度不同，属空间问题，求解难度大。应将空间问题简化为平面问题。第三节荷载横向分布计算一、概述影响面——空间计算问题影响线——平面计算问题1、荷载横向分布系数的概念第三节荷载横向分布计算为了便于实用计算，设计中把空间受力简化成平面受力来分析：首先从横桥向确定出某根主梁所分担的荷载，然后再

2、沿桥纵向确定该梁某一截面的内力，即式中：S——某根主梁某一截面的内力值；η(x，y)——该主梁某一截面的内力影响面；η1(x)——该单梁在x轴方向某一截面的内力影响线；η2(y)——单位荷载沿桥面横向(y轴方向)作用在不同位置时，该单梁所分配的荷载比值变化曲线，也称作对于某梁的荷载横向分布影响线。一、概述1、荷载横向分布系数的概念在桥梁设计中，通常用一个表征荷载分布程度的系数m与轴重的乘积来表示分布至某号梁的荷载，因此前后轴的两排轮重分布至某号梁的荷载可以分别表示为mP1和mP2。这个m就称为荷载横向分布系数。一、概述1、荷载横向分布系数的

3、概念横向刚度、荷载类型、荷载作用位置等一、概述2、荷载横向分布系数的影响因素中梁承受荷载为P（m＝1）中梁承受荷载mP各梁承受荷载P/5（m＝0.2）a)横向无联系b)∞＞EIH＞0c)EIH→∞桥上荷载横向分布的规律与结构的横向连接刚度有着密切关系，横向连接刚度越大，荷载横向分布作用越显著，各主梁的负担也愈趋均匀。一、概述3、荷载横向分布系数计算方法杠杆原理法——把横向结构视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。偏心压力法——把横隔梁视作刚性极大的梁。横向铰接板（梁）法——把相邻板（梁）视为铰接，只传递剪力。横向刚接梁法——相邻主梁之间视为

4、刚性连接。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。一、概述3、荷载横向分布系数计算方法共同特点：从分析荷载在桥上的横向分布出发，求得各梁的荷载横向分布影响线，从而通过横向最不利布载来计算荷载横向分布系数。第三节荷载横向分布计算二、杠杆原理法1.基本假设忽略主梁之间横向联系的作用，假定桥面板在主梁上断开的简支梁（边梁顶上不断开）第三节荷载横向分布计算二、杠杆原理法由于杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用，当桥上作用车辆荷载时，左边的轮重P1/2仅传递给1号和2号梁，右边的轮重P1/2传递给2号梁和3号

5、梁。第三节荷载横向分布计算二、杠杆原理法由静力平衡条件，1号梁的支承反力2号梁的反力R2为两个支承反力之和R2=R2’＋R2’’第三节荷载横向分布计算二、杠杆原理法2.使用条件3.计算方法和步骤a某号梁的横向影响线b加载求某号梁的最不利荷载位置c某号梁的最大荷载值d某号梁的横向分布系数第三节荷载横向分布计算二、杠杆原理法例如图所示，桥梁主梁宽2.2m（主梁间中心距为2.2m），计算跨径l=19.5m。桥面宽：净9+2×1.0m人行道；设计荷载：公路—Ⅱ级，人群荷载：由《公路工程技术标准JTGB01-2003》，桥梁计算跨径小于50m时，人群

6、荷载标准值为3.0KN/m2；用杠杆法计算1、2、3号梁支点截面的荷载横向分布系数。解：（1）绘制1号、2号梁和3号梁的荷载反力影响线（图b、c、d）。（2）确定荷载的横向最不利的布置（图b、c）。（3）内插计算对应于荷载位置的影响线纵标ηi。（4）计算主梁在车辆荷载和人群荷载作用下的横向分布系数第三节荷载横向分布计算三、偏心压力法——刚性横梁法1.基本假设横梁刚性极大第三节荷载横向分布计算三、偏心压力法——刚性横梁法2.基本假设的适用范围试验证明，当B/L≤0.5（称为窄桥）及具有多道横隔梁时，刚性横梁假设是成立的。假定中间横隔梁象一根无

7、穷大的刚性梁一样保持直线形状三、偏心压力法——刚性横梁法3.偏心压力法的原理第三节荷载横向分布计算三、偏心压力法3.偏心压力法的原理A.中心荷载作用P=1由刚性横梁假设，中心荷载作用下，各梁的挠度相等。第三节荷载横向分布计算三、偏心压力法3.偏心压力法的原理A.中心荷载作用P=1简支梁在集中荷载作用下的挠度：3.偏心压力法的原理A.中心荷载作用P=1竖向静力平衡：3.偏心压力法的原理B.偏心力矩作用M=Pe=e各梁竖向挠度：并根据位移与荷载的关系：注意：ai带正负号3.偏心压力法的原理B.偏心力矩作用M=Pe=e弯矩静力平衡：3.偏心压力法

8、的原理C.偏心荷载对各主梁的综合作用当荷载作用于第k号梁（e=ak）：由上式可推出：3.偏心压力法的原理C.偏心荷载对各主梁的综合作用当荷载作用于第1号梁：（注意e=a1I1=I