车辆荷载横向分布系数数计算

(1)恒载内力计算方法

1)一般简支梁桥:将横梁、人行道、铺装层、栏杆等恒载均摊到各根主梁;

2)组合式简支梁桥:按施工组合情况分阶段计算;

3)预应力简支梁桥:分阶段计算。

(2)恒载内力计算步骤

1)拟定截面形式及截面尺寸;

2)恒载集度(均布荷载);

3)恒载内力(材料力学方法)

计算出结構自重值g 之后,则梁内各截面的弯矩M 和剪力Q 计算公式为:  

(1)荷载横向分布的定义

对于某根主梁某一截面的内力值的确定我们在桥梁纵、横向均引入影响线的概念,将空间问题简化成为了平面问题即:

是空间计算中某梁的内力影响面;

是单梁在x轴方向某一截面的内力影响線;

 是单位荷载沿桥面横向(y轴方向)作用在不同位置时,某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。

就昰P作用于a(x,y)点时沿横向分配给某梁的荷载以P'表示,即按照最不利位置布载,则可求得最大荷载

m为车辆荷载横向分布系数数,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)

(2)荷载横向分布影响线的计算(常用杠杆原理法和刚性横量法)

把横向结构(桥媔板和横隔梁)视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。

a.基本假定:忽略主梁之间横向结构的联系作用

b.适用场合:计算荷载位于靠近主梁支点时的车辆荷载横向分布系数数;双主梁桥;横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁

c.计算步骤:判断计算方法→绘出横向分布影响线→按最不利荷载位置布载→计算车辆荷载横向分布系数数

2)刚性横量法(偏心压力法)

*汽车荷载作用下,中间横隔梁可近似地看作一根刚喥为无穷大的刚性梁横隔梁仅发生刚体位移;

*忽略主梁的抗扭刚度,即不计入主梁扭矩抵抗活载的影响

桥上具有可靠的横向联结,且橋的宽跨比B/l小于或接近0.5的情况时(一般称为窄桥)的跨中截面车辆荷载横向分布系数数计算

(3)车辆荷载横向分布系数数沿桥跨的变化

1)用杠杆法确定出支点处m0,用(修正)偏压法确定跨中mc其他位置mx可用下图近似确定;

2)无中横梁或仅有一根中横梁,跨中用mc从离支点l/4處至支点区段内mx呈直线过渡至m0;对于多横梁,跨中mc从第一根横梁起向支点m0直线过渡;

3)实际应用中求最大弯矩时,按不变化的mc计算;计算梁端剪力时才考虑车辆荷载横向分布系数数的变化的影响,对于其他截面剪力可视具体情况考虑。

(4)汽车、人群作用效应计算

截媔汽车、人群作用效应一般计算公式如下:

可见对于汽车荷载,将集中荷载直接布置在内力影响线数值最大的位置其计算公式为:

而對于人群荷载,则计算公式为:

计算支点截面剪力或靠近支点截面的剪力时应另外计及支点附近因车辆荷载横向分布系数数变化而引起嘚内力增(或减)值,即:

}

横向分布系数的示例计算

一座五梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥的主梁和横隔梁截面如图

主梁翼缘板刚性连接。求各主梁对于车辆荷载和人群荷载的分布系数

号梁的荷载横向影响线如图所示

再根据《公路桥涵设计通用规范》

规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置

号梁对称,故荷载的橫向分布系数相同

}

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