对斜梁桥荷载横向分布系数的探讨
对斜梁桥荷载横向分布系数的探讨
对斜梁桥荷载横向分布系数的探讨【摘要】借助于通用有限元软件ANSYS,对装配式斜梁桥进行模拟,通过计算分析,对在不同跨度和斜度的影响下斜梁桥荷载横向分布的探讨,并得到了不同情况的汽车荷载横向分布的变化规律。
【关键词】桥梁工程;斜梁桥;斜度;跨度;荷载横向分布0.前言随着我国交通事业的不断发展,高速公路的修建也越来越多,但是在受到道路规划的影响,在高速路上斜梁桥的运用很广泛。
斜梁桥的受力机理比正桥的复杂得,在正桥中运用的计算方法和计算理论都难以使用于斜梁桥中[1]。
到目前为止,仍没有一个可供实用计算的比较适宜的简化计算方, 其中在荷载横向分布的问题中表现尤为突出。
同时随着斜度(支承边与桥轴线法线之间的(20℃),横向分布越不容忽视。
对此,国内外学众多学者做了大量的现场实验和理论研究,取得了一些成果。
但是目前的一些设计单位,在设计的过程中为了计算简便,在计算斜梁桥时常采用正桥上的计算方法和经验数据,从而在设计上就造成了一定的误差。
鉴于上述原因本文采用了通用有限元软件ANSYS对现在国内高速公路上常采用的装配式空心板斜梁桥进行模型实验,通过计算分析,讨论在不同的跨度和斜度影响下荷载横向分布的变化规律。
为斜梁桥的设计工作做一个参考。
1.计算理论荷载横向分布系数的计算根据不同的桥梁类型采用的方法有所不同[4],根据文献[3]可以用结构的挠度的变化规律表征荷载横向分布规律。
设某片梁上的剪力为Q,挠度为Y,梁的截面尺寸为L,弹性模量为E,这些物理量之间的关系写成一般的函数形式为式:f(Y,Q,L,E)=0(1)如将(1)式写成相似准则形式,根据量纲和谐条件,则各量纲的若干次幂的乘积和为一无量纲数值,用π来表示这个无量纲数值,则为式:π=YαQbLcEd(2)现在以重力单位制为基本量纲来表示这些物理量:[Y]=[L][L]=[L][E]=[FL-2]共四个物理量,两个基本量纲,为了便于分析可将各物理量的量纲排列为规格的量纲矩阵的形式:ab c dY Q L E[L] 1 0 1 -2[F] 0 1 0 1根据量纲和谐条件,可直接从量纲矩阵写出各指数间的联立方程组:[L]:a+c-2d=0[F]:b+d=0(3)解方程组,可得:b=-(4)于是:b=-(5)由于b为正,所以,c必为负,且可为-3,-5。
20 斜弯桥荷载横向分布计算方法
竖向位移和扭角
(2)弯桥与正桥的比较 当荷载作用于跨中时,即
i
0
2
,有
C wpi
ri3 EIi
(0 sin 8 cos2 0
2
0
)
ki 80coss2in20 0
1 tg 0
2 2
0
4
梁系法[刚(铰)接板(梁)法] 比拟正交异性板法(G-M)等 对于变截面简支梁桥,连续梁桥,刚架桥等其它梁式
或梁式组合结构,可按等代刚度法将其换算为等代简支梁 进行横向分布计算,此方面内容可参阅文献[1]、[2]、[3]。
修正偏心压力法
在正交桥中,荷载横向分布的规律主要取决于纵横向
抗弯刚度的比值,而抗扭能力只影响分布系数的数值。因
C wpi源自l3 6EIi 1 2 1 2
1 2
2
2
l3 48EIi
Cpi cwTi 0(无弯扭耦合项)
C wTi
l 6EIi
3ki 2
3k
i
l 4EIi
ki
l
4GJi
就是正桥跨中作用单位竖向力和单位扭矩在跨中产生的
ki EIi / GIdi
i si / li
i 第 式中:、——分别
抗扭刚度
片梁截面的抗弯刚度和
2 )曲梁桥
对于曲梁桥(后图),有
曲梁桥及其柔度系数计算图式
Cwpi
ri3 2EIi
{1 ki s in 0
[
简支梁桥实测荷载横向分布系数研究
文章编号:1009-6825(2011)18-0176-03简支梁桥实测荷载横向分布系数研究收稿日期:2011-02-28作者简介:代少敏(1984-),男,助理工程师,广东交通集团检测中心,广东广州 510550代少敏摘 要:针对多梁式简支梁桥,探讨了基于实测挠度计算荷载横向分布系数的方法,提出了相应的计算公式,结合某小桥的静载试验,给出了相关算例,证明了该计算方法的可行性。
关键词:桥梁工程,静载试验,实测挠度,横向分布系数中图分类号:U 448.217文献标识码:A桥梁静载试验是评定桥梁承载能力和工作性能的重要方法,荷载横向分布系数是评价桥梁横向传力性能的主要依据。
在 公路桥梁承载能力检测评定规程 (送审稿)的评定指标体系中,首次引用实测荷载横向分布系数,并给出了计算公式,但该公式没有考虑横向布载车辆数的影响,实际计算结果是特定荷载模式下各片梁所分担的荷载比例系数,并不是荷载横向分布系数[1],文献[1]针对该特点提出了修正后的计算公式,使基于实测挠度的荷载横向分布系数计算方法得到了完善。
但该公式假设桥梁的各片主梁为等截面梁,即抗弯刚度E I 均相等,然而,对于部分多梁式桥梁,边梁与中梁截面形式往往存在差异,其抗弯刚度也不等,配料单以质量比进行配料。
配料系统每半年标定一次。
为保证称量、配料系统的精度,现场每一周要校核一次。
2)混凝土拌和与浇筑。
混凝土拌合站采用电子计量系统自动计量原材料。
总搅拌时间不少于2m i n ,但也不宜超过3m i n 。
混凝土出厂前,要对混凝土坍落度、含气量等检测,各项指标检验合格才能出场。
混凝土浇筑应有2个~3个浇筑作业面,采用分层连续推移方式进行,分层厚度不超过30c m 。
采用插入式振捣棒振捣,振捣棒距离模板不小于10cm ,振捣密实标准具体以混凝土不再沉陷、气泡均匀、表面泛浆为度。
3)混凝土养护。
当混凝土采用带模养护时,应保证模板接缝处混凝土不失水干燥。
混凝土终凝后即浇水养生,拆模后的养生采用塑料薄膜覆盖养生。
桥梁荷载横向分布系数的各种计算方法综述.
桥梁荷载横向分布系数的各种计算方法综述姓名:XXX学号:50XXXXXXX3摘要:公路桥梁荷载横向分布有多种计算模型,其中比较实用的有:1)杠杆原理法;2)偏心压力法、修正偏心压力法;3)铰接板(梁)法;4)刚接板(梁)法等。
这些理论方法有各自的适用范围,应按具体情况选用适当的方法来运用。
关键词:混凝土简支梁桥;荷载横向分布系数;影响线;影响因素1引言随着国民经济的发展,对交通的需求日益提高,众多的高速公路及城市快速干道相继修建。
公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高,车流密度也相应提高。
使之在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性,准确计算各片梁所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
特别是对于中小跨多片梁型的桥梁,当跨数较多时,用测试横向分布状态的方法对桥梁运营状态进行评价,具有简洁、实用、可靠等优点,具有较高的推广价值。
所谓荷载横向分布系数(Lateral Distribution Factor of Live Load)是指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分数。
普通简支桥梁中它和各主梁间的联结方式(铰接或刚接),有无内横梁及其数目,断面的抗弯刚度和抗扭刚度,以及车辆荷载在桥上的位置等有关。
它是一个复杂的空间结构问题,在桥梁设计中常简化为平面问题而引用荷载横向分布系数。
[1]目前广泛采用的是利用主梁的纵向影响线和它的荷载横向分布影响线相结合的方法,荷载横向分布系数是在荷载横向分布影响线的基础上按荷载的最不利位置布载,并将荷载位置相应的影响线竖标值求和得到的最后数值结果。
对于混凝土简支梁桥,荷载横向分布系数的影响因素主要有桥粱跨度(Z)、主梁间距(S)、桥面板的厚度(t0)、主梁刚度(K0)、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布栽位置、车辆间距、栏杆及横跨比等。
[2][3][4][9]2计算方法及其适用范围荷载横向分布理论在桥梁设计中占有重要地位。
目前桥梁荷载横向分布系数常用的计算方法主要有杠杆原理法、偏心压力法(修正偏心压力法)、铰接板(梁)法、刚接梁法和比拟正交异性板法(G-M法)等。
对桥梁横向分布系数计算方法的对比分析
对桥梁横向分布系数计算方法的对比分析摘要:本文针对桥梁横向分布系数计算方法—杠杆原理法和偏心压力法进行了对比分析,提出了自己的一些看法,目的是使方法得当,计算简化。
关键词:横向分布系数;对比分析;计算简化1.引言鉴于同一座桥梁内各根主梁的横向分布系数m是不同的,并且同一根主梁的横向分布系数也是不同的,所以在设计时要想求得哪根主梁的哪个位置所受的内力最大以便控制必须确定主梁的横向分布系数。
钢筋混凝土桥梁由于施工特点、构造设计等的不同,通常可能采取不同的类型,通过把实际的结构进行假定,忽略某些次要因素,简化成某种计算模型进行求解,能够适用不同类型的横向结构,达到方便、实用的目的。
荷载沿桥跨方向的位置影响着荷载的横向分布,若荷载作用在桥梁中部时,由于桥梁横向结构的传力作用使所有主梁都参与受力,则荷载的横向分布较均匀,但是当荷载作用在支点处的某主梁上,若不考虑支座弹性变形的影响,荷载由主梁直接传给支座,其他的主梁基本不受力。
因此通常采用两种方法—杠杆原理法和偏心压力法进行横向分布系数的计算,下面分别对这两种方法进行论述。
2.杠杆原理法简单的说杠杆原理法是把横隔梁视作简支梁,其基本假定是忽略主梁之间横向结构的联系作用,假设桥面板在主梁上断开,按照沿横向支撑在主梁上的简支板或悬臂板考虑。
如下图所示桥面板直接搁置在主梁上的装配式桥梁,当桥梁上有车辆荷载作用时,作用在悬臂板上的轮重p1/2只传递给1和2号主梁,作用在中部板上的荷载只传递给2和3号主梁,而反力可通过板的静力平衡条件求出。
若要求主梁的最大荷载,可利用简支梁反力影响线进行,即是计算荷载横向分布系数的横向影响线,如下图给出了2号梁的η。
若η为影响线上对应于所布置的各个车轮位置的竖坐标,则对该主梁而言,在汽车荷载作用下其荷载横向分配系数m(一个轮重为P)设计时若要求主梁所受到的最大荷载可通过简支梁支座反力影响线去求,待横向影响线求出后可确定汽车或人群的最不利布置。
刚性横梁法计算桥梁荷载横向分布系数
关于荷载横向分布系数的一些结论:
1.梁桥实用空间理论的计算,实际上是应用“荷载横向分 布”,将空间问题转化为平面问题。 2.“荷载横向分布”,其实质是内力的横向分布。 3.严格地说,同一内力沿跨径方向在不同的截面横向分布系 数不同,不同内力在同一截面的横向分布系数也不同。在 计算中,主梁各截面弯矩的横向分布系数均采用全跨一的 跨中截面横向分布系数。但剪力必须考虑不同截面横向分 布系数的变化。 4.试验证明,按挠度、弯矩及主梁反力求得的横向分布系数 相差很小。报告结论中用实测挠度、应变求得的横向分布 系数来验证理论计算值。
刚性横梁法计算桥梁荷载横向分布系数
一.概述: 1.此法是梁格法的一个特例。即把梁桥视作由主梁和横梁组成 的梁格系,荷载通过横梁由一片主梁传到其它主梁上去;反 之,主梁对横梁起弹性支承的作用。 2.适用范围:具有可靠横向联结的桥上,且在桥的宽跨比B/l 小于或接近于0.5的情况时(一般称为窄桥)。 3.假定:横梁刚度很大,车辆荷载作用下中间横梁的弹性挠曲 变形与主梁的相比微不足道。也就是说,中间横梁像一片刚 度无穷大的刚性梁一样保持直线形状(见图2-4-23)。 4.按计算中是否考虑主梁的抗扭刚度,又可分为“刚性横梁法” 和“考虑主梁抗扭刚度的修正刚性横梁法”两种。 5.刚性横梁法也称偏心受压法。
1 =2 =...=n 1) (
根据材料力学中简支梁中荷载与挠度的关系式为:
Ril 3 i 或Ri I i (2) i 48 EI i
式中:
48E 3 l
由静力平衡条件并代入式(2)得:
i I i P即i P (3) Ri n i 1 i 1 Ii
i 1 i 1
式(10)是在不等间距不等刚度的结构中推导出来的,但大多 数的梁桥还是做成等间距等刚度的,从式(10)中很容易得到 这种梁桥的主梁荷载分配表达式:
公路桥梁荷载横向分布系数的应用研究
公路桥梁荷载横向分布系数的应用研究摘要:运用MIDAS结构分析软件,分析该桥梁荷载横向分布系数变化规律,并将偏心压力法、刚接板梁法及数值分析法计算结果进行对比研究。
研究结果证明荷载横向分布系数的简化计算方法的结果可靠性,同时说明了采用有限元模型进行T 梁桥分析是方便、合理、可行的。
关键词:简支梁桥;跨中挠度;横向分布系数;数值分析法1 概述随着国民经济的发展,对交通的需求日益提高,众多的高速公路及城市快速干道相继修建。
公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高,车流密度也相应提高。
使之在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性,准确计算各片梁所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
横向分布系数是设计计算的首要任务,关系到结构的安全性和可靠性。
2 实用空间数值法计算荷载横向分布系数由梁桥荷载横向分布模型理论分析和试验结果可知,按主梁挠度、弯矩M 和剪力Q求得的跨中横向影响线非常接近,因此,在实际计算中可以按主梁跨中挠度或弯矩M的比例来计算跨中荷载横向影响线坐标值。
将主梁、桥面板和横隔梁组成的桥跨结构简化为纵横相交的梁格系,按杆系空间结构有限元法分别求解单位竖向荷载作用于不同梁处的结构内力及挠度,从而求得各主梁荷载横向影响线,进而求解荷载横向分布系数[3]。
3工程实例滨海公路碧流河大桥采用预应力混凝土先简支后结构连续T梁的结构形式,本文利用MIDAS有限元软件[4],采用梁格法建立计算模型,对其进行模拟分析计算,得出在集中荷载作用下简支板梁结构的跨中截面挠度以及结构的变形,并通过一系列计算整理,得出该桥型的荷载横向分布系数,与简化算法(偏心压力法、刚接梁法)所得的计算结果进行比较,得出每个简化计算方法的精确度,最终经过分析确定计算简支T 梁桥荷载横向分布系数的最适宜简化计算方法。
以下是简支T 梁桥构件基本状况:图 3 MIDAS简化分析模型表1数值算法计算荷载横向分布影响线竖标值绘制横向分布影响线图,在影响线上按横向最不利位置布置荷载,按相对应的影响线竖标值求得主梁的荷载横向分布系数[5]。
桥梁荷载横向分布系数计算方法
桥梁荷载横向分布系数计算方法桥梁是交通系统中重要的基础设施,承载着大量的车辆和行人荷载。
桥梁荷载横向分布系数的计算对于桥梁设计和施工具有重要意义。
本文将详细介绍桥梁荷载横向分布系数的计算方法,包括计算原理、步骤和注意事项,并通过具体算例进行分析和说明。
桥梁荷载是指作用在桥梁上的各种力量,包括车辆荷载、人群荷载、风荷载等。
横向分布系数是用来描述桥梁荷载在桥面横向分布的系数,其大小与桥梁的形状、结构形式等因素有关。
桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计的重要环节,也是施工过程中的关键步骤。
计算桥梁荷载横向分布系数的方法可以分为理论计算和数值模拟两种。
理论计算方法包括集中力作用下的横向分布系数计算和均布力作用下的横向分布系数计算。
数值模拟方法则是利用计算机进行模拟分析,得到更精确的横向分布系数。
根据集中荷载作用下的弯矩和剪力,计算横向分布系数。
根据车道均布荷载的弯矩和剪力,计算横向分布系数。
数值模拟方法可以利用有限元软件进行模拟分析,得到更精确的横向分布系数。
具体步骤如下:通过对模型的应力、应变等进行分析,得出横向分布系数。
下面通过一个简单的算例来说明桥梁荷载横向分布系数的计算方法。
该桥梁为简支梁结构,跨度为20米,桥面宽度为10米。
车辆荷载为50吨的重车,速度为20公里/小时,作用在桥上长度为10米。
通过集中力作用下的横向分布系数计算方法,来计算该桥梁的横向分布系数。
计算桥梁单位长度的自重为5吨/米。
然后,确定车辆荷载的大小为50吨,位置为桥面中心线偏左1米处。
根据车辆荷载作用下的弯矩和剪力,可以得出横向分布系数为67。
根据横向分布系数的定义可知,该桥梁在车辆荷载作用下的横向分布系数为67。
桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计和施工中的重要环节,对于保证桥梁的安全性和正常使用具有重要意义。
本文详细介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算方法,包括计算原理、步骤和注意事项,并通过具体算例进行了分析和说明。
随着计算机技术和数值模拟方法的发展,未来的研究方向将更加倾向于开发更加精确、便捷的计算方法和模型,以便更好地应用于实际工程中。
桥梁荷载横向分布系数的各种计算方法综述
桥梁荷载横向分布系数的各种计算方法综述姓名:XXX 学号:50XXXXXXX3摘要:公路桥梁荷载横向分布有多种计算模型,其中比较实用的有:1)杠杆原理法;2)偏心压力法、修正偏心压力法;3)铰接板(梁)法;4)刚接板(梁)法等。
这些理论方法有各自的适用范围,应按具体情况选用适当的方法来运用。
关键词:混凝土简支梁桥;荷载横向分布系数;影响线;影响因素1 引言随着国民经济的发展,对交通的需求日益提高,众多的高速公路及城市快速干道相继修建。
公路桥梁上行驶车辆的轴重加重、速度提高,车流密度也相应提高。
使之在设计过程中如何确保桥梁结构在使用寿命期限内的安全性,准确计算各片梁所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
特别是对于中小跨多片梁型的桥梁,当跨数较多时,用测试横向分布状态的方法对桥梁运营状态进行评价,具有简洁、实用、可靠等优点,具有较高的推广价值。
所谓荷载横向分布系数(Latera l Distri butio n Factor of Live Load)是指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分数。
普通简支桥梁中它和各主梁间的联结方式(铰接或刚接),有无内横梁及其数目,断面的抗弯刚度和抗扭刚度,以及车辆荷载在桥上的位置等有关。
它是一个复杂的空间结构问题,在桥梁设计中常简化为平面问题而引用荷载横向分布系数。
[1]目前广泛采用的是利用主梁的纵向影响线和它的荷载横向分布影响线相结合的方法,荷载横向分布系数是在荷载横向分布影响线的基础上按荷载的最不利位置布载,并将荷载位置相应的影响线竖标值求和得到的最后数值结果。
对于混凝土简支梁桥,荷载横向分布系数的影响因素主要有桥粱跨度(Z)、主梁间距(S)、桥面板的厚度(t0)、主梁刚度(K0)、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布栽位置、车辆间距、栏杆及横跨比等。
对简支斜梁桥荷载横向分布系数计算模型的改善
[ yw r s i pesp o e k w b a r g ;r i dah gm b a a a ses i rb — Ke o d ]s l u p s dse em bi e i d i aa e m l dt nvr ds u u m d g p o r e t
0 前 言
作 者 曾在 文 献 [ ] , 据 等 截 面 正 交 格 子 式 1中 根
斜 梁桥 [ 1 a ] 受 力 特 点 , 立 了 以 刚 性 横 梁 图 ()的 建
t du e h ddto a o io t lrg d a ms i t h e a a ie s h me,t e i r o c d te a iin lh rz na ii r no t e s p r tv c e h mpr vn ac ltn d l o i g c l u ai g mo e
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第3 2卷 , 4期 第 2 0 0 7 年 8 月
公 路 工 程
H i h y En i e rn g wa g n e i g
Vo .3 . NO. 1 2 4 Aug . ,2 0 0 7
对 简支 斜 梁 桥 荷 载 横 向分 布 系数计 算模 型 的 改善
程 翔 云
( 南 大 学 土木 工 程 学 院 ,湖 南 长 沙 湖 408 ) 10 2
[ 摘 要 ]以 文 献 [ ] 的 刚 性 横 梁 法 理 论 公 式 为 依 据 , 在 离 散 图 中引 入 了 附 加 水 平 刚 臂 , 而 建 立 了 改 善 2中 并 从 的 斜 梁 桥 荷 载 横 向分 布 系 数 的 计 算 模 型 。按 本 文 模 型 对 一 座 桥 例 进 行 了计 算 , 结 果 与 按 文 献 [ ] 理 论 分 析 值 其 2的 完 全 吻 合 。此 外 , 型还 可 以推 广 应 用 到需 要 计 人 中横 梁 弹 性 变 形 影 响 的 荷 载 横 向 分 布 分 析 的 问题 上 。 因 此 , 模 它 对 设 计 人 员 来 说 , 十分 具 有 实 用 意 义 的 。 是 [ 键 词 ]简 支 斜 梁 桥 ;刚性 横 梁 ;荷 载 横 向 分 布 系 数 ;弹 簧 支 承 刚 度 弯 扭耦 合 效 应 ; 加 水 平 刚 臂 关 附 [ 图分 类 号 ]U 4 8 2 7 中 4 . 1 [ 献 标 识 码 ]A 文 [ 章 编 号 ]10 — 25 2 0 )4 0 2 - 6 文 0 2 10 (0 7 0 - 11 0
最新影响荷载横向分布系数的几个因素分析
影响荷载横向分布系数的几个因素分析------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx2 / 7基金项目:内蒙古交通厅科技项目(NJ_2012_12)作者简介:闫古龙(1989—),男,汉族,山西古交人,硕士。
研究方向:桥梁结构设计理论。
通讯作者:贾艳敏*(1962—),女,汉族,内蒙古牙克石人,博士,现任教授、博士生导师、中国公路影响荷载横向分布系数的几个因素分析闫古龙,贾艳敏*,马云龙(东北林业大学土木工程学院 哈尔滨 150040)摘要:以预应力混凝土T 型简支梁桥为例,采用比拟正交异性板法计算桥梁横向分布系数,分析桥梁翼缘板宽度对横向分布系数的影响,得出主梁宽度与横向分布系数的关系。
同时基于公路上普遍运行的3种重载汽车轮距布置最不利荷载,分析汽车轮距对横向分布系数的影响,得出汽车轮距与横向分布系数的关系。
结果表明:在布载车道数相同条件下,主梁宽度增大,荷载横向分布系数逐渐增大。
在主梁宽度一定时,作用在桥梁上的汽车轮距增大,荷载横向分布系数在减小。
梁宽和轮距对边梁的横向分布系数影响较大,对中梁影响很小。
关键词:比拟正交异性板板法,横向分布系数,主梁宽度,汽车轮距在我国公路桥梁建设中,对于由多片主梁通过现浇湿接成整体的简支T 型梁桥来说,桥梁因具有纵向和横向刚度,作用在桥梁上的汽车荷载沿桥梁纵向和横向均发生传递,使得各片主梁均承受到大小不等的荷载效应。
桥梁结构的受力和变形属于空间计算理论问题,由于空间计算问题的复杂性,借助横向分布系数将其近似的转化为平面问题有利于简化桥梁结构的受力分析[1] 。
而且随着横向连接的增强,各主梁共同受力性能越好,横向分布系数随着横向刚度的增强而变小[2]。
关于T 型梁桥横向分布系数的研究大多是在强调计算方法[3] [4],而关于桥梁截面几何尺寸的变化对横向分布系数的影响方面还缺乏相应的参考资料,此外,由于交通运输业的发展必然带动了汽车制造业的发展和革新,许多重载汽车类型应运而生,现在公路上运行的重载汽车车型轮距不仅限于我国公路桥梁设计规范规定的轮距和轴距[5],这种规范规定以外的车型运行到公路桥梁上,轮距的变化必然导致汽车荷载布置不同于基于规范的设计布置,桥梁实际运营阶段的荷载效应与设计期的荷载效应是不一致的[6],而公路桥梁汽车荷载标准的适应性应基于全国范围内的汽车荷载数据研究才能得出适用的结论,所以关于汽车荷载标准与实际汽车荷载的适应程度还需大量的统计数据。
斜交箱梁桥荷载横向分布系数的简化计算方法
均匀、以及跨中弯矩折减。正桥横向分布系数求解简单易行,但是斜交桥在此方面却不那么容易,因
为其影响因素包含多方面,比如斜交角、宽跨比、抗弯扭刚度以及支撑方式、荷载型式。如此看来,探
究荷载横向分布系数简化算法的准确、便捷性显得尤为重要。主要方法归结起来就是:杠杆原理法、
刚性横梁法(偏心压力法)、铰(刚)梁板法、以及犌-犕法;空间数值法包含空间梁单元法、板壳元法、
50犿。
上部结构用犆50预应力混凝土梁,抗压弹性模量犈犮=3.45×104犕犘犪,容重γ=26犽犖/犿3,轴心
抗压强度设计值犳犮犱=22.4犕犘犪,轴心抗拉强度设计值犳狋犱=1.83犕犘犪。桥面系中防撞护栏容重
值γ=26犽犖/犿3,沥青混凝土容重24犽犖/犿3。箱梁横截面图见图1。
·111·
图1 箱梁横截面图(单位:犮犿)
关键词: 斜交箱梁;荷载横向分布系数;模态参数法;空间梁格法 中图分类号:犝442 文献标识码:犃 文章编号:1673-582犡(2019)10-0110-05
城市立交里面,箱梁是常见的一种型式并且被广泛使用。和正交相比,斜交梁桥的空间受力状
态、受力机理比正交复杂得多,斜交梁桥所表现出来的力学特性,主要包括弯扭耦合效应、反力分布不
Φ———狆阶模态振型矩阵;
犙(狋)———广义模态贡献列向量。
我们知道,低阶模态的贡献大于高阶,则取前狉阶计算,上式⑵可以表示为
∑数犿犼,犻犻,φ表犻示第模态振型对第柔度的贡献程度;
⑶
λ犻———第犻个模态的特征值;
犿犻———第犻个模态质量;
2.模型建立与结果分析
通过有限元程序犕犻犱犪狊犮犻狏犻犾2012进行求解分析,梁格法确立上部结构有限元模型,总共划分
532单元,333节点。同时,把沥青混凝土铺装层、防撞护栏质量,以每延米质量来表示,得到结构振动
公路桥梁荷载横向分布系数的计算问题
摘要:在公路桥梁的设计中,荷载横向分布系数的计算问题是设计的核心内容。
虽然公路桥梁荷载横向分布系数的计算方式有多种,但是在实质上它们之间是有差异的。
为了改进计算方式,使计算过程更加简化和精确。
本文阐述了常用的公路桥梁荷载横向分布系数的计算方法及公路桥梁荷载横向分布系数对比,对影响计算问题的主要参数进行了分析。
关键词:公路桥梁;荷载横向分布系数;计算roads and bridges lateral load distribution factor calculation problem自从国内外的学者对公路桥梁结构的计算进行大量的研究开始,荷载横向分布系数计算就被广泛应用。
采用荷载横向分布系数计算对公路桥梁进行分析,是为了能够使精确的影响面被近似的影响面所取代。
此计算主要是将空间问题转变为平面问题进行解决,也就是借助荷载横向分布系数计算出公路桥梁的梁间内力的分布状况。
在荷载横向分布系数的计算中,常用的方法有横向铰接板梁法和横向刚接板梁法、偏心压力法和杠杆原理法、比拟正交异性板法和简化计算法,以及修正偏心压力法和弹性支承连续法等。
一、常用的公路桥梁荷载横向分布系数的计算方法1、横向铰接板梁法和横向刚接板梁法横向铰接板梁法适应于在无中间横隔梁的装配式桥与无横隔梁的组合式梁桥中。
由于正弦荷载取代集中荷载可以减小计算中的误差,所以在假定竖向荷载作用时,可以忽略计算g (x)竖向剪力与m(x)横向弯矩,以及t(x)纵向剪力与n(x)法向力。
用半波正弦荷载p(x)=psin 代替集中荷载p,所以正弦分布的竖向剪力为:。
横向刚接板梁法适应于翼缘板刚性连接的肋梁桥中。
按照理论基础进行计算,将赘余弯矩mi引入到铰接的地方,就能够建立赘余力正则方程。
由于相邻的主梁接合的地方可以承受弯矩,设定平p(x)=isin,因此正弦分布的赘余力素为:,其中是峰值,所以可以计算出刚接梁桥系。
如:30米小箱梁计算。
跨径30米,横向6片,桥面宽14米,4车道,公路1级荷载。
浅析桥梁设计中的横向分布系数计算
浅析桥梁设计中的横向分布系数计算摘要:鉴于桥梁设计过程中荷载横向分布系数计算误差普遍存在的情况,本文通过简要介绍了桥梁荷载的横向分布系数计算的原理,对板桥梁进行了理论分析,阐述了采用空间数值方法进行荷载横向分布系数计算的方法及应用,简单介绍了运用空间数值方法借助ANSYS等大型开放有限元软件进行横向分布系数计算的方法。
关键词:桥梁设计;横向分布系数;计算方法;参数探讨Abstract: in view of the bridge design process of load transverse distribution coefficient error of the prevailing situation, this paper briefly introduces the bridge load transverse distribution coefficient calculation, the bridges are analyzed, discussed the spatial numerical method for load transverse distribution coefficient calculation method and application, simple application spatial numerical methods by means of ANSYS and other large open finite element software for calculating transverse load distribution method.Key words: Design of the bridge; transverse distribution coefficient; calculation method; parameter study引言作为公路桥梁设计重要组成内容的横向分布系数,其计算一直采用近似的方法,得到的计算结果同实际值之间有着一定误差存在。
大跨径斜箱梁桥荷载效应横向分布分析
底板 的 剪切变 形 ,可 以提高 计算 精度 。为反 映梁 底荷 载
效 应 的横 向 分布情 况 ,将 梁底 板单 元沿横 向4 等 分 ,板
2 有 限元模型 及试 验工况
采 用MI DA S 中 的 四 边 形 厚 板 单 元 进 行 结 构建 模 ,
3 荷 载效 应横 向分布 系数 比较
3 . 1 应 力横 向分布 系数 边跨 箱梁在 荷载 作用 下工况 1 与 工况2 中的应 力横 向 分 布 系数见 表2 。中跨 箱梁 在 荷载 作 用 下工 况3 与工况 4
表1 斜 交 箱梁 施 加 工 况
大 跨 径斜 交箱 梁 为 工程 背景 ,建 立板 单 元 有限 元模 型 , 并 对实 桥进 行试验 ,测 试荷 载作用 下的 应力和 挠度横 向 分 布 系数 ,比较实 测值 与理论 值 的差异性 ,验 证板 单元
模 型 的准确性 。
1 工 程 背 景
0 引 言 由于周 边环 境 条件 的限 制及路 线走 向 的需 要,高等 级 公路 桥梁 经常 会采 用斜交 形式 。斜交 桥按截 面形 式可 以分 为斜板 桥 、斜 肋梁 桥和斜 箱梁 桥 。其 中斜 箱梁 多用 于 连续 体 系 的桥梁 上,它具有 抗扭 刚度 大 、整体 性好 等
底宽1 0 . 9 8 m,斜腹 板设 置 ;4 0 m跨径 主 梁采 用单 箱 三室
等 截 面 现 浇 预 应 力 混 凝 土箱 梁 ,跨 中 主 梁 梁 高 1 . 9 0 m,
支点处 梁高2 . 6 0 m,斜 腹板设 置 。
刚性横梁法计算桥梁荷载横向分布系数
可以结合实际工程情况,对刚性横梁法进行改进和调整,以更好地满 足实际需求。
此外,还可以将刚性横梁法与其他数值分析方法进行比较和结合,以 实现优势互补,提高整体计算效果。
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优点
计算简单
刚性横梁法是一种简化的计算方 法,其计算过程相对简单,易于 理解和实现。
适用性强
该方法适用于多种类型的桥梁, 特别是主梁间距较小、横截面形 式一致的桥梁。
精度满足要求
对于许多实际工程,刚性横梁法 的计算精度已经足够满足需求, 能够提供较为准确的横向分布系 数。
缺点
1 2
假设限制
刚性横梁法基于一系列假设,如横梁的刚性、横 梁之间的无转角等,这些假设可能与实际情况存 在偏差。
刚度计算
根据桥梁的结构形式和材 料特性,通过计算或试验 确定横梁的弹性模量和截 面惯性矩。
刚度分类
根据刚度大小,可分为刚 性横梁和柔性横梁,刚性 横梁在受力时变形较小, 而柔性横梁则变形较大。
计算横向分布影响线
影响线定义
横向分布影响线是指在桥 梁上施加单位力时,各横 梁上反力分布的图形。
影响线计算
桥梁荷载横向分布系数的定义
01
桥梁荷载横向分布系数是指桥梁 承受的荷载在各横向分布位置的 分布情况,是衡量桥梁承载能力 和稳定性的重要指标。
02
横向分布系数的计算方法有多种 ,其中刚性横梁法是一种常用的 方法,适用于等跨径的桥梁。
02
刚性横梁法的基本原理
刚性横梁法的概念
刚性横梁法是一种计算桥梁荷载横向 分布系数的简化方法,基于刚性横梁 的假设,将多跨连续梁等效为一系列 独立的简支梁或固支梁。
斜交空心板桥横向分布系数计算方法研究
2 实桥 算 例
2 . 1 工程概 况
对 于斜交 板 桥 , 根 据 奥尔 森 ( Ol s e n ) 提 出的实 验 数据 , 装 配式斜 板 桥 为横 向铰接 , 其单 块板 为跨宽 比
毛 坝 中桥 是龙 永 ( 龙 山一 永 顺 ) 公 路 上的一 座斜
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第 3期 2 0 1 3年 5月
合 的方 法 , 等 于 把 内力 的 影 响 面 r / ( , Y ) 近 似 地 转
化为 7 l ( z ) 和' 7 2 ( ) 的乘 积 , 即 ( , ) ≈ 1 ( z)・
叩 。 ( ) 。横 向分 布 的 计 算 方 法 有 多 种 , 对 于铰 接 板
桥, 常用 铰接 板 ( 梁) 法。
组成 的桥 梁整 体结 构 时 , 如 何 将 梁 格 划 分是 梁 格 法 建模 的 核心 问题 , 也 关 系到 模 拟 的准 确 性 和 精 度 。
主要 思 路是将 上部 结构 用 一 个 等 效 梁格 来 模 拟 , 用 多条 纵 向单元 来 分别 模 拟 多 片 主 梁 , 将 分 散 在 主梁 每一 区段 内的弯 曲刚度 和抗 扭 刚度集 中于最邻 近 的 等效 梁格 内 , 实际 结构 的纵 向 刚度 集 中于 纵 向梁 格 构件内 , 并 采用 多 条横 向单 元 来 模 拟 各 主梁 之 间不
摘要: 斜 桥 是 梁桥 中一种 特 殊 的 结 构 形 式 , 由于斜度 的影响 , 斜桥结构 受力复 杂 , 受力特 点与 正桥 也 有 较 大 的 不 同 。文 中 以毛 坝 中桥 成桥 荷 载 试 验 为 背 景 , 运 用铰 接 板 法 和 梁格 法 计 算 该 斜 交 空 心 板 桥 的 横 向 分布 系数 , 并将 其 与 根 据 实 际成 桥 荷 载 试验 数 据 计 算 得 到 的 横 向 分 布 系数 进 行 比
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随着我 国交通事业 的不 断发展 ,高速公 路的修建也越来越 多 , 但 是在受到道路规划 的影 响. 在高速路上斜 梁桥的运用很广泛 。斜梁桥 的受力机理 比正 桥的复杂得 .在正桥 中运用 的计算方法和计 算理论 都难 以使用于斜梁桥 中I 到 目前为止, 没有 一个可供实用计算的 比 I _ 仍 较 适 宜 的简 化 计 算 方 , 中在 荷 载 横 向分 布 的 问 题 中表 现 尤 为 突 出 。 其 同时随着斜度f 支承边与桥 轴线法线 之间 的( 9 '的夹角) < 01 : 2 的增 大( 一 股 腈况 > 0C) 向 分 布 越 不 容 忽 视 。对 此 . 内 外 学 众 多 学 者 做 了大 2" , 横 国 量 的现场实验 和理论研究 . 取得 了一些 成果。但是 目前 的一 些设计单 位 . 设计 的 过 程 中 为 了 计 算 简 便 . 计 算 斜 梁 桥 时 常 采 用 正 桥 上 的 在 在 计算方法 和经验数据 . 而在设计 上就造成了一定的误差 从 鉴 于上述原 因本文采用 了通用有 限元软件 AN Y S S对现 在国 内高 速公路 上常采用 的装 配式空心板 斜梁桥进 行模型实 验 .通过计算 分 析. 讨论在不 同的跨度 和斜度影 响下荷 载横向分布的变化规 律。为斜 梁 桥 的设 计 工 作 做 一 个 参 考
探 讨 , 得 到 了不 同 情 况 的 汽 车 荷 载 横 向 分 布 的 变化 规 律 。 并
【 关键词 】 梁工程 ; 桥 斜梁桥 ; 度 ; 斜 跨度 ; 荷载横 向分布
O. 言 前 因 此 . 据 上 面 的 分 析 可 以 用 结 构 的 挠 度 的变 化 规 律 表 征荷 载 横 根 向分 布 规律 于 此 . 文 通 过 建 立 有 限 元 模 型 . 算 不 同 布 载 情 况 下 鉴 本 计
图 1全 桥 模 型
1计 算 理 论 .
为 了精 确 的模 拟 各 片 梁 的 真 实 情 况 . 模 型 采 用 空 间 混 凝 土块 体 本
荷 载 横 向分 布 系 数 的 计 算 根 据 不 同 的 桥 梁 类 型 采 用 的 方 法 有 所 单; s utrl oi— o ee 6 ) 两 片 梁 之 间 的 连 接 , 桥 采 用 钢 筋 的  ̄(t cua sl cnrt 5 。 r d 本 不 同[. 据 文献 [ 以用 结 构 的 挠 度 的 变 化 规 律 表 征 荷 载横 向 分 布 规 焊接 进 行连 接 . 后 浇 注 混 凝 土 , 个 片 梁 连 接 为 一 个 整 体 。所 以 , 4根 1 3 1 可 然 将 这 律。 里连 接 部分 也 近 似 运 用 相 互 连接 的 块 体 单 元 进 行 。桥 梁 约 束 为一 端 设 某 片 梁 上 的剪 力 为 Q. 度 为 Y, 的 截 面 尺 寸 为 L 弹性 模 量 约束 纵向 、 挠 梁 , 横向和扭 矩 , 另一端约束横向和扭矩 , 这能客观 的反 映成 桥 为 E, 些 物 理 量 之 间 的关 系 写成 一 般 的 函 数形 式 为 式 : 这 后 的受力状 态 . 全载横向分布影响线。 在最不利情 况布载 , 算 计 各 片梁 的荷 载 横 向 分 布 系 数 。
2计 算 模 型 .
本 文 以 大 庆 至 广 州 高 速 公 路 上 的 某 斜 梁 桥 为 例 ,本 桥 跨 径 为 2m, 0 主梁 采 用 1 标 准 预 制 空 心 板 , 宽 1 4 高 09 车 道 数 为 0块 板 . m, .m, 2 两 车 道 为 了 做 比较 . 在本 例 的 基 础 上 变 化 跨 度 和 斜 度 , 不 同 的 情 况 分 进行 建 立模 型 和计 算 分 析
◇交通与路建◇
科 技 轻向导
21年第 1 期 01 7
对 斜梁桥荷 载横 向分布 系数的探讨
张 显 昆 孟 云 ( 州 省 交 通 科 学 研 究 院 贵 州 贵 阳 贵 【 摘 500 1 5 0 0 要 1 助于通 用有 限元软 件 A S S 借 N Y , 配式斜 梁桥进行模拟 , 对装 通过计算分析 , 对在不 同跨度和斜度 的影响下斜 梁桥荷 载横 向分布的
YQ,,)0 , LE= ( ) 1 计 算过程 : 斜梁桥荷载 横向分布 的计 算过程 中 , 考虑到正 向 在 要 如将 ( ) 1 式写成相似 准则形式 . 根据量 纲和谐 条件 , 则各 量纲的若 布载 ( 布载方向垂 直于纵梁) 和斜向布载( 布载方向平行于梁端倾斜 方 干次幂 的乘积和为一无量 纲数值 . 用 来 表示这个无量 纲数值 , 则为 向) 两种情 况 . 计算 过程为 , 在模型建立和网格划分完后 。分别在一 号 式: 梁 A B两点 作用单位荷 载 , 录 1 1 号 梁跨 中扰度 . , 记 —0 同样在 2 上 号 Y E () 2 作 用 单 位 荷 载 . 时 记 录 1 0号 梁 跨 中 扰 度 . 样 一 直 到 第 1 同 —1 这 0号 梁 现 在以重 力单位 制为基 本量纲来表示这些物理量 : 结束 得出分别 在正 向和斜 向布载时各梁跨中扰度 . 根据扰 度和作 用 [ = L Y] [ ] 荷 载 之 间 的 关 系 . 终 求 出 各 梁 的 汽 车 横 向 分 布 系 数 最 [ ][] L = L [ E L ] E = F J 3模 拟 结 果 与 分 析 . 共 四 个 物 理 量 . 个 基 本 量 纲 , 了便 于 分 析 可 将 各 物 理 量 的 量 两 为 31 同跨度 情况 的结果 比较 .不 纲 排 列 为规 格 的 量纲 矩 阵 的形 式 : 上例跨度 为 2 m. 0 为了 比较 , 在其他条件 不变情况将其 跨度取 为