横向分布系数和偏载系数资料
9页1、 一 横向分布一 横向分布 如图 3 2 1a 所示 梁桥的上部结构由承重结构 号主梁 及传力结构 横隔梁 行 车道板 两大部分组成 各片主梁靠横隔梁和行车道板连成空间整体结构 当桥上作用荷载 桥面板上作用 2 个车轴 前轴轴重为 P1 后轴轴重为 P2 时 各片主梁共同参与工作 形成了各片主梁之间的内力分布 在计算恒载时 除主梁的自重外 一般将桥面铺装 人行道 栏杆等的重量近似平均分 配给各片主梁 即计算出桥面铺装 人行道 栏杆等的总重量除以梁的片数 本例 4 片梁 得到每片主梁承担的桥面铺装 人行道 栏杆的重量 由于人行道 栏杆等构件一般位于边 梁上 号主梁 精确计算时 也可考虑它们的重量在各梁间的分布 即中梁 号主梁 也分担一部分人行道 栏杆的重量 在计算活载时 需要考虑活载在各片主梁间的分布 标准 规定 车道荷载的横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算 车辆 荷载的横向布置如图 3 2 1c 所示 对于车道荷载 最外车轮距人行道缘石之距不得小于 0 5m 车道荷载的横向轮距为 1 8m 两列车道荷载车轮的横向间距不得小于 1 3m 如 图 3 2 1b 所 示 在 车
2、道 荷 载 的 作 用 下 号 边 梁 所 分 担 的 荷 载 也就是说 号边梁所分担的荷载 R1为轴重 P1的 若将第 i 号梁所承担的力 Ri表示为系数 mi与轴重 P 的乘积 Ri mi P 则 mi称为第 i 号梁的荷载横向分布系数 由此 1 号梁的横向分布系数 荷载所引起的各片主梁的内力大小 横向分布 与桥梁的构造特点 荷载的作用位 置有关 因此求解荷载作用下各主梁的内力是一个空间问题 目前广泛采用的方法是将 复杂的空间问题转化为平面问题 本节将着重介绍几种横向分布系数的计算方法 二 杠杆法二 杠杆法 基本原理 杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用 即假设桥面板在主梁上断 开 把桥面板看作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁 如图如图 3 2 1b所示 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 用车道荷载时 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 号梁 根据静力平衡条件 1 号梁的支承反力 2 号梁支承的相邻两块板 上均作用荷载 则该梁所支承的反力R2为两个支承反力之和 R2 R2 R2 杠杆法计算横向分布系
3、数的步骤及方法参见例 3 2 例 3 2 如图图 3 2 2a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 级 人群荷载 由 公路 工程技术标准JTG B01 2003 桥梁计算跨径小于 50m时 人群荷载标准值为 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 图图 3 2 2b c d 绘制 1 号梁的反力影响线的方法为 应用杠杆法的原理 当单位荷载P 1 作用于 1 号梁位时 1 号梁所承受的荷载反力 影响线纵标 R1 1 当单位荷载P 1 作用于 2 号 梁位时 1 号梁所承受的荷载反力 影响线纵标 R1 0 将两点连接直线 即得 1 号梁 的荷载反力影响线 2 确定荷载的横向最不利的布置 图图 3 2 2b c 根据 标准 中规定的车辆荷载的横向轮距 3 2 1c 及反力影响线的形状 应用 结 构力学 的原理 确定荷载的最不利布置 3 内插计算对应于荷载位置的影响线纵标 i 4 计算主梁在车道荷载和人群荷
4、载作用下的横向分布系数 表 3 2 1 对于车道荷载 轮重轴重 车道荷载的横向分布系数 m0车道 即主梁所承担的反力是一列车轴 重的 m0车道倍 对于人群 单侧人群荷载的集度 q 3 0KN m2 单侧人行道宽 其分布系数为人群荷载 重心位置的荷载横向分布影响线坐标 表 3 2 1 杠杆法计算 1 2 号梁的横向分布系数 在人群荷载作用下 2 号梁的横向分布系数 mc人 0 这是因为人群荷载对 2 号梁将引 起负反力 故在人行道上未加载 3 号梁的横向分布系数计算结果同 2 号梁 计算过程略 三 修正的偏心受压法 三 修正的偏心受压法 刚性横梁法 根据试验观测和理论分析 当桥的宽跨比B L 0 5 且主梁间具有可靠连接时 在 车道荷载的作用下 中间横隔梁的弹性挠曲变形与主梁的变形相比很小 因此可假定中 间横隔梁象一根无穷大的刚性梁一样保持直线形状 如图 3 2 3 所示 由于此法假定 横隔梁无限刚性 也称 刚性横梁法 图图 3 2 3 刚性横梁法梁桥的挠曲变形刚性横梁法梁桥的挠曲变形 一 偏心荷载P 1 对各主梁的荷载分布 如图图 3 2 3和3 2 4 a 所示 第i号梁的抗弯惯矩为
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