荷载横向分布计算--偏心压力法.ppt

荷载横向分布计算偏心压力法 偏心压力法 2 偏心压力法 刚性横梁法 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 适用情况 具有可靠横向联结 且B L 0 5 窄桥 梁桥挠曲变形 刚性横梁 偏心压力法 4 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 偏心压力法 5 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来替代 偏心荷载P 1对各主梁的荷载分布图 偏心压力法 7 1 中心荷载P 1的作用 各主梁产生同样的挠度 简支梁跨中荷载与挠度的关系 偏心荷载P 1对各主梁的荷载分布图 由静力平衡条件得 故 中心荷载P 1在各主梁间的荷载分布为 若各主梁的截面均相同 则 偏心压力法 10 2 偏心力矩M 1 e的作用 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 根据主梁的荷载挠度关系 则 偏心荷载P 1对各主梁的荷载分布图 根据力矩平衡条件可得 则 式中 故偏心力矩M 1 e作用下各主梁分配的荷载为 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 偏心压力法 14 如果各主梁得截面相同 则R11 第二个脚标表示荷载作用位置 第一个脚标表示由于该荷载引起反力的梁号 偏心压力法 15 3 偏心荷载P 1对各主梁的总作用 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 关系式 偏心压力法 16 求P 1作用在1号梁上 边梁的荷载 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 偏心压力法 17 4 利用荷载横向影响线求主梁的荷载横向分布系数 荷载P 1作用在任意梁轴线上时分布给k号梁的荷载为 此即k号主梁的荷载横向影响线在各梁位处的竖标 偏心压力法 18 若各主梁截面相同 则1号梁横向影响线的竖标 偏心压力法 19 若各主梁截面相同 则 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布系数 再求得最大荷载 偏心压力法 20 例题 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 刚性横梁法横向分布系数计算图示 1 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n 5 梁间距为1 60m 则 3 l号梁横向影响线的竖标值为 4 绘制1号梁横向影响线5 确定汽车荷载的最不利位置6 设零点至1号梁位的距离为x解得x 4 80m设人行道缘石至1号梁轴线的距离为 7 1号梁的活载横向分布系数可计算如下汽车荷载 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梁的最大荷载值 偏心压力法 27 刚性横梁法的精度边梁偏大 中梁偏小 偏心压力法 28 4修正刚性横梁法 计算原理用偏压法计算1 梁荷载横向影响线坐标 偏心压力法 29 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 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 考虑主梁抗扭的计算图示 偏心压力法 31 竖向反力与扭矩的关系 偏心压力法 32 转动时的扭矩平衡 偏心压力法 33 考虑主梁抗扭刚度后任意k号梁的横向影响线竖标为 抗扭刚度系数为 偏心压力法 34 与梁号无关 只取决于结构的几何尺寸和材料特性1 梁的横向影响线竖标为 偏心压力法 35 简支梁桥 若主梁的截面相同 Ii I ITi IT 跨中荷载P 1作用在1 梁上 e a1 则 此时 当主梁的间距相同时 其中 n 主梁根数B 桥宽 与主梁根数有关的系数 则 砼的剪切模量G 0 425E 由此可知 l B越大 抗扭刚度对横向分布系数的影响越大 偏心压力法 38 T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 偏心压力法 39 荷载横向分布系数沿桥跨的变化荷载在桥跨纵向的位置不同 对某一主梁产生的横向分布系数也不同 习惯处理方法 1 无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁时 偏心压力法 40 2 有多根内横隔梁的情况 第一道内横隔梁 偏心压力法 41 荷载横向分布系数沿桥跨的变化 荷载位于支点处的横向分布系数m0 杠杆法荷载位于跨中处的横向分布系数mc 其它方法桥跨其它位置的处理方法 如前面图示 偏心压力法 42 说明 实用中 1 求弯矩跨中 Mmax 可按mc计算其它截面 一般按mc计算 但mc与m0相差较大时 考虑其变化