题举一桥梁结构分析车辆荷载在各跨梁上的作用,并作出影响线

题：举一桥梁结构分析车辆荷载在各跨梁上的作用，并作出影响线。

在世界范围内，车辆荷载标准有两种形式：车列荷载和车道荷载。

下面分别分析两种形式荷载作用在桥梁上的情况。

因为其力学原理一样，故为了方便计算，选取单跨简支梁结构进行分析。

如图。

研究C截面的弯矩变化情况，当车辆荷载在梁上移动时。

先画Ｍc的影响线：
（1）在车列荷载的作用下，截面C的最大弯矩。

汽车车列荷载分为四个等级：汽车-10级，汽车-15级，汽车-20级，汽车-超20级。

选取汽车-10级进行分析。

车列在梁上时，当重车驶于梁上时截面C的弯矩才可能最大，即最不利荷载位置，此时Fp1=50kN，Fp2=100Kn，Fp3=30kN，Fp4=70kN。

（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
先来看车队左行的情况：
将Fp2置于C点，如图（b）。

则有
（50+100）/8﹥30/8
50/8﹤（100+30）/8
将Fp3置于C点，如图（d）。

则有
（100+30）/8﹥70/8
100/8=（30+70）/8
所以Fp2是临界荷载。

S=Fp1*y1+ Fp2*y2+ Fp3*y3=50*0.25+100*0.5+30*0.188=68.14kN·m 再来看车队右行的情况：由于该结构中心对称，弯矩图也对称，所以右行的情况和左行的情况一样。

综上所述，当车列荷载才此桥梁结构上移动时，截面C的最大弯矩发生在Fp2处于C点时。

总结：对于移动荷载组作用的情况（车列作用于桥梁各跨上即属于这种情况），应先分析
什么样的荷载作用位置可能使量值S取得极值，即找到临界荷载，然后再从这些位置中确定最不利位置。

(2)在车道荷载的作用下，截面C的最大弯矩。

车道荷载即一集中力加一均布荷载的汽车重力荷载形式。

车道荷载在结构上产生的内力和车列荷载在结构上产生的内力等效。

求弯矩和求剪力时分别加不同的均布荷载，且大小随等级而异。

对于连续梁，求最大负弯矩时，除在最大影响线所在跨上布置上述荷载外，在其他产生相同符号弯矩的各跨上还要布置量值相同的集中荷载；求最大正弯矩时，除在最大影响线所在跨上布置上述荷载外，在其他产生相同符号弯矩的各跨上还要布置量值相同的均布荷载。

因此在选取的这个桥梁结构上，当集中荷载作用于C截面时，弯矩最大，即最不利荷载位置。

下图为桥梁在我国城市桥梁设计荷载标准规定的城-A级荷载作用下。

其中P=140Kn，求弯矩时q M=22.5kN/m；求剪力时q Q=37.5kN/m。

以上是分析桥梁各跨在车辆荷载作用下的截面C的弯矩最大位置，同理可以分析截面C的剪力最大的位置，在此不再详细展开。