移动荷载(包括冲击系数)取值的简单说明
移动荷载和影响线ppt课件
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极值位置时只要荷载移动 Ri tg i 就变号，它就是一个判别式。
在什么情形下它才会变号呢？
R1R1
R2R2
R3R3
临界位置
y1 y 2 0 y2
1 0 x
y3 3 0
临界荷载
总结： 1）选一个荷载置于影响线的某个顶点；
2）利用判别式，看是否变号；
3）求出每个临界位置对应的Z值；
2024/2/17
PP==11
1
A
C
B
I.L RB RA a QC
b
RB
I.L QC
1
b
(4) M C 分段考虑 P=1在AC段，取CB段
MC
RB
b
x l
b
P=1在CB段，取AC 段
I.L MC
MC
RA
a
lx l
a
4
（5）内力影响线与内力图的比较
P=1
P
A
B
l
1
bl
al
ab
I.L QC
1
a
b
l
Pb
l
Q
Pa
l
a
l
b
I.L MC
§８-1 移动荷载与影响线的概念
移动荷载的例子
目的：解决移动荷载作用下结构的内力计算问题。 内容：1）在移动荷载作用下结构内力变化规律和范围；
2）确定内力的最大值及相应的荷载位置——最不利荷载位置。 方法：在各种荷载中抽象出单位荷载（P =1）。
2024/2/17
1
利用平衡条件建立影响线方程:RBຫໍສະໝຸດ 4m2mAB
CD
RC 1
EF
1.25
冲击系数
冲击系数说明书、冲击系数原理1一般，桥梁动载实验中，动力荷载作用与桥梁结构上产生的动挠度或动应变较同样的静荷载所产生的相应的静挠度（静应变）要大。
以动挠度为例，动挠度。
由于挠度反映了桥梁结）与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数（1+μ因此活载冲击系数综合反映了动力是衡量结构刚度的主要指标，构的整体变形，车辆行驶速活载冲击系数与桥梁结构的结构形式、荷载对桥梁结构的动力作用。
应使车辆以不同为了测定桥梁结构的冲击系数，度、桥梁的平整度等因素有关。
的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，按照冲击系数的定义有：Y ???1max Y meanY----动载作用下该测点最大动挠度值；式中：axm Y----相应的静载荷作用下该测点最大挠度值，简称最大静挠度值，其值mean可由动挠度曲线求得：1)YY?Y?(minmaxmean2YY相应的最小挠度值。
如图1为与所示。
其中meaninm图1 移动荷载作用下桥梁动挠度曲线同理，在动载实验中测试动应变时，产生的冲击系数（1+μ）的计算公式如下：1 / 2S??1?max S mean式中：----动载作用下该测点最大动应变值；S axm----相应的静载荷作用下该测点最大应变值，其值可由动应变曲线求S mean得：1 )?SS?(S minmeanmax2 为与相应的最小应变值。
其中SS meanmin另外，在测试动应变时程曲线时，由于应变片的贴法的正负极性不同，用户实测的动应变曲线的主峰很可能往下（为负值），在这种情况下，冲击系数的计SS、都将有所改变，具体如下：、算公式不变，但是S meanaxmmin S----动载作用下该测点最大动应变的绝对值；axm S----相应的静载荷作用下该测点最大应变的绝对值；mean S相应的最小应变的绝对值。
与----S meanmin（范文素材和资料部分来自网络，供参考。
可复制、编制，期待你的好评与关注）2 / 2。
移动和荷载影响线的概念
静力法是绘制影响线的最基本的方法，应能正确的掌握和应用。
影响线的应用主要是最不利荷载位置的确定，为了确定荷载的最不利位置，要掌握如何判定临界荷 载和临界位置。
下面重点分析一下影响线与弯矩图的区别：
弯矩图 图5-15a 承受的荷载是作用位置固定不变 的实际荷载，有单位 横坐标表示所求弯矩的截面位置
弯矩影响线 图5-15b 承受的荷载为数值是1的移动荷 载 横坐标表示单位移动荷载的作用 位置
这样得到的位移图就是 C 截面弯矩的影响线的轮 廓。 为了求得影响系数的数值，将位移图中的数值除 以δZ，即得到图5-7c所示的影响线。 注意这里的虚位移δZ是微小值，不能令其等于1 弧度。
（2）C 截面剪力影响线 撤去截面 C 处相应与剪力的约束，代以剪力 FQC ，得图5-7d所示的机构。 发生虚位移，在 C 截面处产生相对竖向位移δZ，注意不发生相对转角和水平位移。 令δZ= 1，由几何关系求得影响线的数值。（图5-7e）
3. 临界位置的判断
•
• • •
• •
对于移动荷载是一组集中荷载，要确定某量值 Z 的最不利荷载位置，通常分 以下三个步骤： (1) 求出某量值 Z 达到极值的荷载位置。这种位置称为荷载的临界位置。 (2) 从荷载的临界位置中选取荷载的最不利位置。 (3) 利用叠加原理求出最不利荷载位置时该量值的大小。 以下主要讨论工民建专业中常见的影响线为三角形的情况。 如图5-11(a)是一组间距不变的移动荷载，图5-11(b)是量值 Z 的影响线，要是 量值 Z 的值达到极值，则必有一荷载作用在影响线顶点。 是否任意荷载作用在顶点都可以使 Z 达到极值？ 则需要进一步的判定。 当荷载作用在顶点时， 量值达到极值，则此荷载称为临界荷载，以下 是判定荷载 Fpk 是临界荷载所满足的条件：
11动载荷_2冲击载荷
P
st
d
解得钢丝绳的动荷伸长
d Kd st
式中，动荷因数
l
Kd 1
v2 g
st
静荷伸长
st
Pl EA
d
P
钢丝绳内的静荷应力
st
P A
所以，钢丝绳内的动荷应力
d Kd st 1
v2 g
st
P A
1
v 2 EA gPl
P A
所以，此时轴内的最大扭转切应力
d max
Td Wt
JGIp Wt 2l
1057 MPa
◆ 相较前例，最大切应力增大了约 395 倍。在这种情况下，早 已超过了材料的许用切应力。因此，为了保证转轴的安全，在停 车时应尽量避免急刹车。
解：当滑轮被卡住，重物的速度由 v 瞬间降为零，使钢丝绳受到冲击。
此时，前面公式不再适用。
l
根据能量守恒原理，重物在冲击过程
中损失的动能和重力势能应等于钢丝
绳内增加的弹性变形能，即有
d
v
st
P
1 P v2 P
2g
d st
1 2
Fd d
1 2
Pst
P
在线弹性范围内，
Fd
◆ 与前者相比，此时的动荷应力小了很多。可见，弹簧起到了 缓冲作用，使冲击载荷大大减小。
[例3] 一正方形截面外伸梁如图，已知梁的尺寸 l = 1 m，截面边长 a = 50 mm ，弹性模量 E = 200 GPa。若一重 P = 150 N 的物体，自 高度 h = 75 mm 处自由落下，撞击梁的跨中截面 C ，试计算梁自由 端 D 的动荷挠度与梁内的动荷最大弯曲正应力。
移动荷载
对于曲线梁桥考虑偏载对结构的影响较大（尤其对扭矩的影响）。
一 纵向施加移动荷载
各种布载形式之间的关系：
1.各布载形式（工况）是独立的。 2.最终活载的结果是取各布载形式中的 最不利值，而非累加值。
一 纵向施加移动荷载
1.纵向单梁加载——选择移动荷载规范
注意：
1
2
1.可以选择各国的移动荷载，但各单 位购买模块不同此处显示的规范数量 不同。
一 纵向施加移动荷载
车道数量如何确定：
1.设计车道数量（施工图中的车道数量）。 2.截面可以布置的最多车道数。
公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）
一 纵向施加移动荷载
为什么要考虑偏载：
对上述模型分别考虑中载和偏载两种情况,竖向弯矩（My）如下图所示：
6000 4000 2000 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 -2000 -4000 -6000
2.梁格模型施加移动荷载
注意： 1.车辆荷载分布： 选择横向联系梁 2.横向联系梁组： 选择对应的横向联系梁组（提前定义的） 3.车道位置仍然通过纵梁单元及相关角度确定具体位置。（上边选 择横向联系梁组，但添加单元为纵梁相关单元）。
一 纵向施加移动荷载
3.人行荷载的加载方式—定义车道
注意： 偏心距离： 人行道中线到单元轴线的距离。 车轮间距： 输入0，考虑人行荷载为线荷载。
二 横向施加移动荷载加载
定义车辆荷载
1）车轮荷载：一个车轮的标准中70kN。 2）分布宽度：1m 纵向宽度：1m 3）最多车道数：该横向框架分析模型上可 能作用的最多车道数。
Midas移动荷载研究
Midas 移动荷载研究1、Midas 中计算支座反力时，是按剪力处理的，即：=1.2() 1.21*()k k P P μ⨯⨯+实际剪力效应系数（车道横向折减系数，以单车道为例）（）(冲击系数)车道荷载集中力验算要求支座反力不计1.2倍剪力放大系数，所以需要自己定义相应的车道荷载。
Midas 计算支座反力时，采用程序自带的公路一级、二级车道荷载时，对于集中力P k 会按剪力放大效应多乘一个1.2的系数，最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
采用自定义车道荷载时，选用新公路车道荷载类型，程序也会将自定义的集中力P k 按剪力放大效应多乘一个1.2的系数,最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
但是，按照城市桥梁车道荷载类型（CJJ177-98）自定义车辆时，计算支座反力，程序则不会将集中力P k 乘以1.25（规范中规定的剪力效应放大系数），最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力+车道荷载均布力×梁长/2)。
2、Midas 中定义车道时，“桥梁跨度”的输入影响车道荷载的集中载P k 和冲击系数的计算。
（注意不能输入桥梁全长）3、Midas中定义移动荷载工况时，“系数”是车道荷载的增减系数，老工程师常用取1.3来代替冲击系数，若已经定义冲击系数则此项保持为1。
支座反力结果=“系数”×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)4、以支反力为例，看Midas如何考虑冲击系数。
支座反力结果=（1+μ）（冲击系数）×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)算例：采用Midas建立L=10m简支梁，截面为5m*1m的矩形截面，单车道加载，材料为C40砼，容重为25kN/m3。
桥梁规范关于荷载组合系数取值详细解释
2.此图主要为永久作用的分项系数取值首先考虑汽车冲击，组合中的移动荷载必须为 1.4*（1+μ）；若其他可变作用超过汽车荷载作用，即荷载组合中只有其他可变作用，肯定没有移动荷载，则其他可变作用的系数取1.4即可。
特殊情况用车辆荷载取1.8。
此条主要意思要理解为，在含有汽车荷载作用且考虑冲击系数的情况下，还含有其他可变作用，其他可
变作用没有超过汽车荷载作用，所以其他可变作用没有替代汽车荷载，此时，其他可变作用的分项系数要取 1.4，但若是风荷载系数要取1.1。
此条主要意思结合上一条红框一起理解，当汽车荷载和其他可变作用同时存在时，其他可变作用不仅要乘以对应工况的分项系数，所有其他可变作用还是一个可变作用组合，这个可变作用组合还要乘以一个组合值系数：0.75。
即开头公式的最后一项的表达式的由来。
所以最终在含有移动荷载的情况下，其他可变作用的系数取值应该为：1.4*0.75=1.05，若是风荷载即为1.1*0.75=0.825。
注：Midas计算过程中的移动荷载结果为计入移动荷载冲击系数的结果，在规范组合中请注意辨别。
材料力学-第14章 冲击载荷
= Fdl3 3EI
解：
B Fd v
A BP
A
材料力学－第14章 冲击载荷
最大冲击力
Fd = v
3PEI gl 3
冲击位移
∆d
=Fd l 3 3EI
动载系数kd怎么确定？
冲击物的动能转化为杆件弹性应变能
Ek = Vε (k - kinetic)
= Ek
1= mv2 2
1= P v2 2g
Pv2 2g
1+
2h ∆st
=P 1+
1+
2h ∆st
所以，再次引入一个量：
动载系数
kd =1+
1+
2h ∆st
∆d = kd∆st = Fd k= d P kd Fst
P
h
∆d
P
Fd
材料力学－第14章 冲击载荷
∆d = kd∆st = Fd k= d P kd Fst
其中Kd为大于1的系数，称为动载系数或动荷因数(coefficient of dynamical load)，它表示构件承受的冲击载荷是静载荷的若 干倍数。
基本假定 能量守恒定律的应用 动载系数
材料力学－第14章 冲击载荷
基本假定
材料力学－第14章 冲击载荷
在冲击过程中，构件上的应力和变形分布比较复杂，因此， 精确地计算冲击载荷，以及被冲击构件中由冲击载荷引起的应 力和变形是很困难的。工程中大都采用简化计算方法，它以如 下假设为前提：
假设冲击物的变形忽略不计，即认为冲击物是刚体。从 开始冲击到冲击产生最大位移时，冲击物与被冲击构件一起运 动，而不发生回弹。
材料力学
第十四章 冲击载荷
材料力学－第14章 冲击载荷
动荷载计算
动荷载计算动荷载计算是工程设计中一个重要的步骤，用于确定结构在运行过程中受到的各种动力荷载。
动荷载可以分为静态荷载和动态荷载两种类型，其中动态荷载可以进一步分为周期性荷载和非周期性荷载。
在工程设计中，动荷载计算是为了保证结构的安全性和稳定性。
结构在运行过程中受到的动荷载主要包括风荷载、地震荷载、交通荷载等。
这些荷载的大小和方向都会对结构产生影响，因此需要进行准确的计算和分析。
风荷载是结构设计中常见的一种动荷载。
风荷载的大小和方向与风速、风向、建筑物的形状和高度等因素有关。
为了计算风荷载，需要根据规范中的公式和方法进行计算。
在计算过程中，需要考虑建筑物的结构特点和地理环境，以确定风荷载的作用点和作用方向。
地震荷载是另一种重要的动荷载。
地震荷载的大小和方向与地震的震级、震源距离、土壤的特性等因素有关。
为了计算地震荷载，需要根据规范中的地震设计参数和计算方法进行分析。
在计算过程中，需要考虑结构的动力特性和地震波的传播规律，以确定地震荷载的大小和方向。
交通荷载是结构在运行过程中受到的另一种动荷载。
交通荷载的大小和方向与车辆的类型、速度、荷载分布等因素有关。
为了计算交通荷载，需要根据规范中的荷载系数和荷载分布进行计算。
在计算过程中，需要考虑结构的受力特点和车辆的运行规律，以确定交通荷载的作用点和作用方向。
除了上述几种常见的动荷载外，还有一些特殊情况下需要考虑的动荷载，如水荷载、爆炸荷载等。
这些荷载的计算方法和分析步骤与其他动荷载有所不同，需要根据具体情况进行处理。
在动荷载计算过程中，需要进行详细的荷载计算和分析，以确定结构在运行过程中受到的动荷载。
这些计算和分析的结果将作为设计依据，用于确定结构的尺寸、材料和构造等参数。
通过合理的动荷载计算，可以保证结构的安全性和稳定性，提高工程质量。
动荷载计算是工程设计中一个重要的步骤，用于确定结构在运行过程中受到的各种动力荷载。
通过准确的计算和分析，可以保证结构的安全性和稳定性，提高工程质量。
midas预应力荷载和移动荷载说明
目录Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系 (2)Q2、如何进行体外预应力模拟？ (2)Q3、目前程序可以进行哪些移动荷载分析 (2)Q4、车道和车道面定义时的注意事项 (2)Q5、车道单元、虚拟车道、横向联系梁都适用于哪些情况？ (2)Q6、车道定义时桥梁跨度和跨度始点的作用 (3)Q7、车辆荷载定义时车轮宽度的影响 (3)Q8、人群荷载定义时“宽度”的作用 (3)Q9、公路车道荷载和城市车道荷载计算时荷载取值原则 (3)Q10、移动荷载工况定义中单独与组合的应用 (3)Q11、移动荷载分析控制选项 (4)Q12、移动荷载分析时如何得到同时发生反力情况 (4)Q13、公路QC移动荷载分析时的QC加载方法 (5)Q14、移动荷载分析时不能使用的其他功能 (6)Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系A1．直线法：适用于所有类型构件的钢束布置；曲线法：仅适用于圆曲线梁上的钢束布置；单元法：仅适用于直梁、斜梁上的钢束布置。
严禁用于弯桥钢束布置中。
Q2、如何进行体外预应力模拟？A2．体外预应力有两种，一种是体外预应力钢筋，一种是体外预应力拉索。
前者用钢束预应力荷载模拟，钢束特性值选择体外；后者通过建立拉索的桁架单元来模拟拉索，并对拉索施加初拉力荷载模拟体外荷载。
用体外预应力钢筋模拟时，体外放大弯矩在线帮助说的很清楚：输入计算抗弯承载力时所需的体外束的有效预应力的增加量。
所输入的预应力增加量将用于预应力混凝土结构的设计中。
这项内容仅在PSC设计的抗弯承载力计算时作为预应力提供的抗弯承载力的一部分存在。
可以不予输入。
体外类型荷载工况是专门针对成桥阶段桁架单元施加初拉力而言的，在成桥阶段，默认桁架单元的初拉力荷载的加载方式为体内力，如果要按体外力形式加载，可以通过设置体外荷载类型来实现。
该功能对其他单元、其他荷载分析不起作用。
在施工阶段，桁架单元初拉力的加载方式是体内还是体外，可以在施工阶段分析控制选项中指定。
冲击系数说明书
冲击系数说明书1、冲击系数原理在桥梁实验中，可根据动力冲击系数的实测值来评价桥梁结构的行车性能，实测冲击系数大则说明桥梁结构的行车性能差，桥面的平整程度不良，反之亦然。
桥梁动载实验中，动力荷载作用与桥梁结构上产生的动挠度或动应变，一般较同样的静荷载所产生的相应的静挠度（静应变）要大。
以动挠度为例，动挠度与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数（1+μ）。
由于挠度反映了桥梁结构的整体变形，是衡量结构刚度的主要指标，因此活载冲击系数综合反映了动力荷载对桥梁结构的动力作用。
活载冲击系数与桥梁结构的结构形式、车辆行驶速度、桥梁的平整度等因素有关。
为了测定桥梁结构的冲击系数，应使车辆以不同的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，按照冲击系数的定义有：meanY Y max1=+μ式中：max Y ----动载作用下该测点最大动挠度值；meanY ----相应的静载荷作用下该测点最大挠度值，简称最大静挠度值，其值可由动挠度曲线求得：)(21min max Y Y Y mean +=其中min Y 为与mean Y 相应的最小挠度值。
如图1所示。
图1 移动荷载作用下桥梁动挠度曲线同理，在动载实验中测试动应变时，产生的冲击系数（1+μ）的计算公式如下：meanS S max1=+μ式中：max S ----动载作用下该测点最大动应变值；meanS ----相应的静载荷作用下该测点最大应变值，其值可由动应变曲线求得：)(21min max S S S mean +=其中min S 为与mean S 相应的最小应变值。
另外，在测试动应变时程曲线时，由于应变片的贴法的正负极性不同，用户实测的动应变曲线的主峰 （应该怎样命名？？？）很可能往下（为负值），在这种情况下，冲击系数的计算公式不变，但是max S 、mean S 、min S 都将有所改变，具体如下：max S ----动载作用下该测点最大动应变的绝对值； meanS ----相应的静载荷作用下该测点最大应变的绝对值；min S ----与mean S 相应的最小应变的绝对值。
梁式桥梁结构设计冲击系数探讨
ＣＯ ＮＳ ＴＲＵ ＣＴＩ Ｎ Ｏ
梁式桥 梁结构设 计冲 击系数探 讨
熊 四 明 １ 重 庆 交 通 大 学 土 木 建 筑 学 院 重 庆４ ０ ７ 、 ０ ０ ４；２ 、重 庆 市交 通 规 划 勘 察 设 计 院 重 庆 ４ １ １ ０ ２ １
摘要 ：桥 梁结构设计 中，通 常基 于规范将移动荷 载的总效应按相 同静载 效应 乘以冲击增大效应 ，以提 高其承 载力安 全储备。本文讨论 了新 旧
＝０ ３ ｕ：Ｏ ５ ｉ ＝０ ９ ． ３ ａ ． ３ ． ２
图１ 桥梁结构平面图
壹堡望 圈 目
建 筑 设 计
Ｃ ｏＮＳ＝ ｜ Ｉ ’ ＲＵＣＴ ｏＮ ｌ
：
㈡ ‘ ｖ ． Ｏ Ｉ
一
：
；
‘
，
７ ∥
｛
一
：
’
｛
：
。
±
‘
＝
／＜１ ． ５
二 、冲击系数分析
｛＝．６ｎ 一．５ １ ／ １ ｌ ｏ７ Ｉ ０１ ． ’ ４ １７ ／ ０ ７ ５ ／ ｚ
０４ ．５ 厂 ＞１ ４
（） ２
采 用跳 车激励 使桥梁 产生按 指数 规律衰减 的 自由振动 ，用 高灵敏
加速 度计拾 取结构 自振信 号并 由采 集分 析系统记 录 ，通过分析 计算得
一
Ｖ
‰
、 ＾ ＾ 、 、 譬
（ 跳 车 自振 ａ ）
ｘ ８．１ ｆ
Ｏ《） ｌ ｝ ￡
ｆ如
ｍ ＾≯ ， 、
，
艘
‰ ～
～
（ ）跑 车余振 ｂ
图２中跨跨中截面 实测 自振信 号频谱 图
移动荷载.ppt
四、伸臂梁的影响线
1.支座反力的影响线 取A点为坐标点，横坐标X
以A点向右为正。 当荷载P=1作用在梁上任一点x时，由平衡方程分别求得支 座反力为：
2.A、B跨内剪力和弯矩的影响线
取A点为坐标点，横坐标X以A点向右为正。
当荷载P=1作用在梁截面C以左时，从截面C右面部分上所受 外力，自B向C求QC和MC，得到：
二、 影响线的概念 工程中的移动荷载是多种多样的，一般只需研究具有典型
意义的一个竖向单位集中荷载 FP = 1 沿结构移动时，某一 量值（内力、支反力等）的变化规律，再利用叠加原理，求 出移动荷载对结构某一量值的影响。
影响线：单位移动荷载作用下，结构上某一量值 Z 的变化 规律的图形称为该量值 Z 的影响线。
三、弯矩影响线 现在分析图a所示截面 C 处弯矩的影响线。
由于移动荷载有可能在截面的左侧，也可能在截面的右侧，因 此，应对以上两种情况分别进行考虑。
1. 移动荷载在截面的左侧
2. 移动荷载在截面的右侧
利用函数关系画出截面 C 处弯矩的影响线图b。
特点：影响线由两段组成，形成一个三角形，在截 面处形成一个极大值，说明移动荷载移动到截面 C 时， C 截面的弯矩最大。
由此作QD，MD的影响线如图所示：
当荷载P=1作用在梁截面C以右时，从截面C左边部分上所受 外力，自A向C求QC和MC，得到：
3.伸臂部分剪力和弯矩的影响线
当荷载P=1作用在梁截面D以左时，因为截面D右面部分无 外力作用，所以：
当荷载P=1作用在梁截面D以右时，以D为坐标原点，x 在D 右时，取正值，仍从截面D的右面部分上所受的外力计算QD， MD得到：
影响线的概念工程中的移动荷载是多种多样的一般只需研究具有典型意义的一个竖向单位集中荷载fp沿结构移动时某一量值内力支反力等的变化规律再利用叠加原理求出移动荷载对结构某一量值的影响
冲击系数说明书
冲击系数说明书1、冲击系数原理在桥梁实验中，可根据动力冲击系数的实测值来评价桥梁结构的行车性能，实测冲击系数大则说明桥梁结构的行车性能差，桥面的平整程度不良，反之亦然。
桥梁动载实验中，动力荷载作用与桥梁结构上产生的动挠度或动应变，一般较同样的静荷载所产生的相应的静挠度（静应变）要大。
以动挠度为例，动挠度与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数（1+μ）。
由于挠度反映了桥梁结构的整体变形，是衡量结构刚度的主要指标，因此活载冲击系数综合反映了动力荷载对桥梁结构的动力作用。
活载冲击系数与桥梁结构的结构形式、车辆行驶速度、桥梁的平整度等因素有关。
为了测定桥梁结构的冲击系数，应使车辆以不同的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，按照冲击系数的定义有：meanY Y max1=+μ式中：max Y ----动载作用下该测点最大动挠度值；meanY ----相应的静载荷作用下该测点最大挠度值，简称最大静挠度值，其值可由动挠度曲线求得：)(21min max Y Y Y mean +=其中min Y 为与mean Y 相应的最小挠度值。
如图1所示。
图1 移动荷载作用下桥梁动挠度曲线同理，在动载实验中测试动应变时，产生的冲击系数（1+μ）的计算公式如下：meanS S max1=+μ式中：max S ----动载作用下该测点最大动应变值；meanS ----相应的静载荷作用下该测点最大应变值，其值可由动应变曲线求得：)(21min max S S S mean +=其中min S 为与mean S 相应的最小应变值。
另外，在测试动应变时程曲线时，由于应变片的贴法的正负极性不同，用户实测的动应变曲线的主峰 （应该怎样命名？？？）很可能往下（为负值），在这种情况下，冲击系数的计算公式不变，但是max S 、mean S 、min S 都将有所改变，具体如下：max S ----动载作用下该测点最大动应变的绝对值； meanS ----相应的静载荷作用下该测点最大应变的绝对值；min S ----与mean S 相应的最小应变的绝对值。
冲击载荷动荷系数试验
冲击载荷动荷系数试验一、 试验目的在工程实践中经常会遇到动载荷问题，在动载荷作用下构件各点的应力应变与静载荷作用有很大的不同。
按照加载速度的不同，动载荷形式也不同，在极短的时间内以很大的速度作用在构件上的载荷，称为冲击载荷，它是一种常见的动载荷形式。
由冲击载荷作用而产生的应力称为冲击应力，它比静应力大得多。
因此对于锻造、冲击、凿岩等承受冲击力的构件，是设计中应考虑的主要问题。
本试验就是运用实验的方法测定冲击应力及动荷系数，同时一般了解动应力的电测原理、方法及仪器。
二、 原理及试验装置本试验采用矩形截面简支梁（图1），在中央受到重物Q 在高度H 处自由落下的冲击作用。
由理论可知该简支梁的动荷系数为：j H211Kd δ++=式中：H重物高度 Q重物的重量 δｊ 简支梁受冲击的静挠度，j δ=EJ 48QL 3L 梁的跨度E 材料的弹性模量J 梁截面的惯性矩实验测定：在简支梁上下表面贴上互为补偿的两片应变片，用导线接入动态应变仪及数字示波器。
（图1）1．当重物Q从H高度落下冲击简支梁时，测点的动应变e d将通过动态应变仪及数字示波器记录下来。
2．将重物Q静止放在梁上可测得同一点的静应变e j。
3．动荷系数为：K d=e d/e j。
4．冲击应力为：s d=E · e d或s d=e j · K d。
三、 试验仪器设备1．动态电阻应变仪（参阅本书仪器介绍部分）2．数字示波器（参阅本书仪器介绍部分）3．简支梁及重物冲击试验装置。
4．游标卡尺及卷尺。
四、 试验步骤1. 记录简支梁的几何尺寸、重物高度、重量及材料的弹性模量。
2. 连接导线（1） 将梁上两应变片按半桥接法接入接线盒，然后将接线盒接入动态电阻应变仪的输入插座。
（2） 将动态电阻应变仪的输出端接入数字示波器。
3. 按照动态电阻应变仪的操作规程，设置好各项参数。
4. 按照数字示波器的操作规程，设置好各项参数。
5. 进行应变标定：桥路调平衡后，数字示波器光点或线应在屏幕坐标的中心（可调整），然由应变仪给出标定信号（例如500με），此时数字示波器的光点或线跳动一高度，调节Y轴开关和“衰减”开关使光点或线处于数字示波器屏幕坐标的某一格上（例如第四格），可反复几次，并记录该光点或线的电压值u0。
移动荷载分析
车道/车道面>L1;节点号(5);放大系数(2)
反力>FZ
图13.11在节点5对反力的影响线图
查看单元4(j端)对弯矩的影响线。
结果/影响线/ 梁单元内力
节点号(关), 单元号(开)
车道/车道面>L1;单元号( 4 );放大系数( 2 )
位置>j端;内力>My
图13.12构件4(j端)的弯矩产生的影响线
模型/特性/ 材料
材料号( 1);类型>混凝土
规范>GB-Civil(RC);数据库>30
模型/特性/ 截面
数据/用户
截面号( 1 );名称(长方形)
截面形状>实腹长方形截面;用户
H( 1 );B( 3 )
图13.3定义材料图13.4定义截面
建立单元
首先输入节点,然后用扩展单元功能建立连续梁。
正面, 捕捉点(关) 捕捉轴线(关)
设定基本环境
打开新文件以‘活荷载.mgb’为名保存。单位体系为设置为‘m’和‘tonf’。
文件/ 新文件
文件/ 保存(活荷载)
工具/单位体系
长度>m;力>tonf
图13.2设定单位体系
设定结构类型为X-Z平面。
模型/结构类型
结构类型>X-Z平面
定义材料以及截面
连续梁的材料选择混凝土(设计标准抗压强度270 kgf/cm2)，输入截面数据。
输出位置>全部(开)
图13.13移动荷载引起的负弯矩图
在图13.13中可以看出移动荷载作用下单元4的j端（节点5）产生最大的负弯矩。此时可以确认出移动荷载的加载位置。移动荷载的加载位置是根据影响线决定，在图13.14的对弯矩的影响线图中可以确认诱发最大负弯矩的移动荷载加载位置。
冲击动载荷系数的一般形式
冲击动载荷系数的一般形式代入式(2)(3),并略去高阶微量,得到掣:g()(4)_.(卅嘶)(5J这就是一般教材中所给出的剪力弯矩和载荷集度之间的微分关系【.(2】若微段dz上没有分布载荷和分布力偶,即q()=0,m()=0,则根据奇异函数的性质,可将式(2),(3)变成d0)=只(6)dM(~z)=蛆(7)这就是微段上单独作用只和蛆的增量关系式.(3)根据公式(2)(3),就可得到与只和作用相应的剪力图,弯矩图(图3),其中图3(b)的剪力图实际上应画成图3(c)有箭头的线段代表与集中力偶相应的蛆个单位的冲量.这样,就整免了集中力集中力偶作用于梁上一点而产生剪力图弯矩图的突变与实际梁上剪力弯矩连续性之间相互矛盾的怪圈,从而为解释集中力,集中力偶作用处剪力图,弯矩图为什么会突变提供了理论基础练上所述,本文给出的公式(2)(3)是剪力弯矩载荷之间微分关系的一般公式,同时也说明了将各种载荷全部化为横向力是保证载荷图剪力图,弯矩图正确对应的理论基础;本文结论不仅在教学上有参考意义,而且可推广应用至备类工程结构中去.S7一Cl_PH一号0杠(C)图3b)参考文献1孙训方,方孝淑,关来泰材料力学北京:人民教育出版社,19792捏嘉氟主蹁材料力学北京:高等教育出版社,1989 3杜庆华.熊祝华.冉学文.应用固体力学基础.北京t 高等教育出版社,19874Crm~dall,Dahl,Lardner等着.诸关炯等译.固体力学导论北京:人民教育出版社.1980f1.95年12月9日收到第1稿,1996年5月2日收到修改稿】冲击动载荷系数的一般形式王隼杰●_____'一一(襄樊丈学教务扯,襄凳441003)A摘要本文采用振动分析方法导出了冲击载荷系一般表达式,并结合算例进行验证.关键词竺堡堡:冲击,垫璺煎墨墼在材料力学教科书中.对线性杆件受冲击作的动载荷系数一般是通过几个算倒采用能量法来的,对不同的算例给出的动载荷系数公式具有不形式本文采用振动分析方法导出了冲击动载荷的一般表达式,并结合算例进行了验证.结果说第19卷(1997年)第3期O.|.数的文导出的公式适用于任意杆件承受冲击作用时的动载荷计算.孟辚处.亲用时而可忽略不计时?冲击物与杆件接触后即可认为附着求解于杆件上而成为一个系统,在随后的过程中冲击物沿同的其冲击方向的运动即可用一个单自由度系统的弹性扰系数动来模拟?其运动方程为明本ma+kA=F(1)1——i广]—_r57其中是弹性系数.它等于杆件受冲击处点沿冲击方向产生单位静位移所需的外力.F是冲击物的重力沿冲击方向的分力,△是杆件点{凸冲击方向产生的动位移方程(1)的解为,=F+As~n,/皇Hcos~/利用初始条件△(0)=Ao,A(o)=vo,可得A=咖~/等,B=△.一iF最大动位移为△=一)+宰若令:△一=,△m=△.一iF,△=,则=(+1/(/%/l十2恙)"㈤式中的△m是冲击物的重力沿冲击方向的分力作用在杆件上所产生的静位移,△t是假定重力{凸冲击方向作用在杆件匕所产生的静位移.若奇.=会,=(会),冲击动载荷系Ka=Ad～+(3)圈1由围2可知虬=,△.=0所以一,△目f=代^(3)式得口=1.b=1Ka=l+1-'I-v~圈2倒2竖直放置的悬臂粱受初速为"0的重物水平冲击.由围3可知△日t1=0,AO0,△t2=0△|I=,所以0:0.b=0代^(3)式得力学与实践m—●n互============锯‰例3匀速降落重物的卷扬机突然刹车.所以由图4可知围4=,△o:△m:0At=,q一6代入(3)式得0=1.b=0参考文献1刘鸿文材料力学北京t高等教育出魑社,19832L.米维奇振动分析基础上海:上海变通大学出版社,19803王华杰正空粱系受集中质量撞击作用的理想刚塑性有限变形分析.襄樊大学.1991(11(本文干1995年I2月2日收到】考虑受冲击杆质量的动荷系数的讨论腿(同济大学工程力学系,上海200092)A摘要本文在研究材料力学冲击问题中.考虑受冲击杆件质量,对动苛系数进行了计算,并对有关文献的C)347,I'静荷时在被冲击点处的静变形(挠度),h是冲击物离未受力状态杆的高度.由于(I),(2)两式中(?),量时,文献[1】f2]等均有论述,文f1】中文中dc1}=1+以fl,=虬(1)×lKd(2】=1+隔6d(2)=Kd(2)×笔者认为文献[1l,【2】都是根据能量守恒原理处理冲击问题是可行的,结粜都是正确的但文【1】中是以自重作用下杆的静平衡位置为初始状态的,是冲击物重量m作为静荷时在被冲击点处的静变形(挠度),日是冲击物离杆静平衡位置的高度文【2l中是以杆的未受力状态为初始状态,屯是以(m+m1)9作为第19卷f1997年)第3期日)的含义不同文忽略了此点,才造成文【l】与实验结果不符的结论实际上,不存在文【2】修正[1】的^口丁题.如图所示,…～T—1图I图2T甲I1'm一一。
移动荷载操作流程part4
移动荷载操作流程part4移动荷载操作流程 part 4字数 852预计阅读时间7min四、移动荷载分析控制4.3 移动荷载分析控制设置冲击系数的设置中，桥梁类型包括钢筋砼、钢材、旧城市桥梁、列车（地铁），如图 4-3 所示。
当桥梁类型中选择了'钢筋砼'时，钢筋混凝土及预应力混凝土、混凝土桥涵和砖石砌体桥涵的冲击系数如下表4-1示：当跨度L值在表中数据之间时，采用内插法计算冲击系数。
程序默认的冲击系数计算类型为'工况I'，当选择了'工况II'时，需要事先将拱桥的主拱圈和拱肋指定为结构组。
程序仅对指定的结构组适用'工况II'的冲击系数，对模型内的其他部分仍按'工况 I'的冲击系数计算。
当在桥梁类型中选择了'钢材'时，钢桥的冲击系数参见表4-2，程序默认的冲击系数计算类型为'工况I'，当选择了'工况II'时，需要事先将相应单元指定为结构组。
程序仅对指定的结构组适用'工况II'的冲击系数，对模型的其他部分仍按'工况 I'的冲击系数计算。
当在桥梁类型中选择了'城市桥梁'时，汽车荷载的冲击系数如表 4-3 所示。
当在桥梁类型中选择了'列车（地铁）'时，请参见相关的中国现行的铁路桥涵和地铁设计规范。
五、运行并查看分析结果运行，查看分析结果，移动荷载计算得到的是包络结果，包括MVmax最大值、 MVmin最小值及MVall全部，同时移动荷载结果和其他荷载工况进行组合，组合得到的也是最大值、最小值及全部。
可以直接查看移动荷载作用下MVmax最大值、MVmin最小值及MVall 三个工况下的反力、位移、内力和应力结果，也可以查看其与其他荷载工况下的组合结果。
对于移动荷载分析结果，还可以查看各节点的反力、位移在相应车道上的影响线/面，各单元的内力、应力在相应车道上的影响线/面，如下图 5-1 所示。