刚性横梁法计算荷载横向分布系数的简化方法

第44卷第1期
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2 0 1 8 年 1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 44 No. 1 Jan. 2018
文章编号：1009-6825 (2018) 01-0054-02
刚性横梁法计算荷载横向分布系数的简化方法
王扶义
炱森 梁朝伟 朱健
(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000)
摘要:利用刚性横梁法各个主梁横向分布影响线是直线的特点,提出了横向布载的判别公式，推导了刚性横梁法计算荷载横向 分布系数的简化计算公式,省略了绘制荷载横向分布影响线的步骤。

关键词：刚性横梁法,横向分布系数，简化计算中图分类号:TU 311.4
文献标识码:A 刚性横梁法也称为偏心压力法，是计算多片式梁桥荷载横向 分布系数的常用方法，其基本假定是将横隔梁视作刚度极大的 梁，而且不考虑主梁的扭转影响，在车辆荷载作用下，仅发生刚性 变形而保持直线状态，各个主梁的荷载横向分布影响线是直线。

传统的计算方法是求得各个主梁的横向分布影响线及其值，然后 根据影响线布载，之后计算横向分布系数，本文利用横梁发生刚 性位移的特点，简化了计算过程并推导了相应的公式。

1计算主梁荷载横向分布系数的简化公式
+——e
_-----------+n ______________________________________
P =l ^xM =l.e
1
1
〇 1 1
图
i
偏心力作用图
如图1所示，在某个偏心距为e 的偏心荷载P = 1作用下，其
作用效果等效为一个中心力P = 1及一个偏心力矩M = P e 的作用
SO -S 9-O-S 9-O-S
SO -S 9-O-S
SO -S 9-O-S 9-O-S
SO -S 9-O-S 9-O-S
SO -S 9-O-S
SO -S 9-O-S 9-O-S
工程影响较大，工期影响较大，优选形式1、形式2;平原地区施工 操作面较为开阔，各工程可依照合理的流程安排，保证同时施工， 优先选用经济性比较好的形式3。

4结语
随着近几年高速铁路发展，不同车站的雨棚选型受项目投
资、建筑美观、周边环境、工期要求、施工场地条件等诸多因素的 影响，如何统筹考虑并有效地分析这些因素，达到车站建筑与铁 路站场设计密切融合、有机统一，是对设计人员的一大挑战[3]。

而同一车站选择不同的雨棚结构形式，不仅影响立面造型、建筑
之和。

1)中心力P = 1作用。

如图2所示，在中心力P = 1作用下，由于横梁是刚性的，因 此横梁只做平行下挠，各主梁的挠度相等，假定各片主梁抗弯刚 度相同，各梁所分担的荷载A '也相等，即：
^'=—
(1)
n 其中,n 为主梁数量。

P =1
Ri
Ri
R 3
R 4r 5'
图2
中心力作用图
2)偏心力矩M = pe 作用。

图3
偏心力矩作用图
效果、周围环境、工程投资、施工周期、交通组织，也制约着其他相
关专业的设计，系统分析选择合理雨棚结构形式，是设计整个过 程中至关重要的一步，也是雨棚设计前不可缺少的重要环节。

参考文献：
[1]
罗静.铁路中小型高架车站站台雨棚结构选型[J ].高速 铁路技术，2015(3) :67-70.
[2] GB 50009—2012,建筑结构荷载规范[S].
[3] 陈婷婷.吉图浑车站站台雨棚加固方案研究[J ].工程建设
与设计,2014(12) :44-46.
The research of structure scheme about
small and medium-sized high iron column canopy
Cai Hongchao
{Central-South Architectural D esign Institute Co . , L td , W uhan 430071, C hina )
Abstract ： Platform column canopy is one of the indispensable buildings of the high iron station. The architecture design institutions should con­sider the specific situation of each station before they choose the most appropriate design scheme of platform column canopy. This article compara­tive analyzes the data of various forms platform column canopies which were designed in recent years, and lists the advantages and disadvantages of each canopy. It is suggested that the influence of project investment, architectural aesthetics, surrounding environment, construction period re­quirements, construction site conditions and so on should be taken into account when designing the structure scheme of the canopy.Key words ： column canopy, structural scheme, comparative analysis
收稿日期=2017-10-24
作者简介:王扶义（1984-),男，
讲师
第44卷第1期2 0 1 8年1月
王扶义等:刚性横梁法计算荷载横向分布系数的简化方法
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如图3所示，在偏心力矩作用下，横梁绕扭转中心。

转动一微 小的角度0，由于横梁刚性，故各主梁的挠度与转动角度及距扭转 中心〇的距离A 呈正比例关系，转动角度0与偏心力矩的大小 呈正比例关系。

假定各片主梁抗弯刚度相同，各梁所分担的荷载
R /'为•.
艮口，当&满足式(6)时，应在异侧加载。

当有多个异侧荷载存在时，应综合考虑中心力的加载作用与 偏心力矩的卸载作用，当满足下式时，应加载：
R "=
(2)
当偏心荷载与所求主梁位于扭转中心同侧时，尺/'取正值，位 于不同侧时，W 取负值。

其中，6为偏心距的大小;为各主梁距扭转中心〇的距离。

3
k = l
其中为异侧荷载的数量。

计算示例
(7)
如图4所示桥梁横断面,5片主梁，主梁间距为1. 6 m ,行车道
净宽为7.0 m ,求①号主梁跨中的汽车荷载横向分布系数
75700
75
在单位偏心荷载P =1作用下，各片主梁分相的荷载大小&为：
1
1
,50,
180卜130
I
180
L
71
2
Z a a i
厂'p i 2P
12"
i 2
i 2
|①
②
③
④
⑤
4)多个单位荷载作用。

1.
1〇5
160
160
160
160
105
当有多个单位荷载作用时，各梁所分担的荷载为多个单位荷 载分别作用时各梁所分担荷载的代数和，即：
I
⑷
其中，m 为单位荷载的数量为各单位荷载的偏心距。

5)荷载横向分布系数^…,计算。

式(4)为多个单位荷载作用时，各个主梁所分担的荷载大小， 在计算横向分布系数时，用此值乘以相应的荷载值，再除以轴重
P ,则可得到汽车荷载作用时主梁的荷载横向分布系数，车辆荷 载的轮重为P /2,故：
P 图
4
桥梁横断面及布载图(单位
:cm)
布载时，从①号梁侧行车道边缘开始布载，布载见图4。

①
号、②号荷载与①号主梁同侧，③号、④号荷载与①号主梁异侧。

各个荷载偏心距为:^ =3.0 m ，e2 =1.2 m ，e3 =0• 1 m ，e4 =1.9 m 。

①号、②号荷载均在扭转中心左侧，应加载，③号、④号荷载 在右侧，与1号梁异侧，应判别是否加载，由式(7)可得：
I
0. 1 + 1.9 = 2.0,
=1<
2 x 25. 6
3. 2 > 2.0。

Ri 2P .2
(5)
2
确定横向最不利布载
由式(3)可以看出,各片主梁分担的荷载的大小，与主梁数量 ^、主梁距扭转中心的距离A 及荷载的偏心距有关，当桥梁截 面确定时，仅与^有关。

由于横向分布影响线为直线且边梁处影 响线值最大，故布载应从所求主梁侧行车道边缘开始排布。

1)
当荷载与所求主梁同侧时,式"值为正，&越大则式越大， 布载时应从所求主梁侧行车道边缘开始，并使^值尽量大；
2) 当荷载与所求主梁异侧时，偏心力矩对主梁有卸载作用， 值为负，而中心力对主梁有加载作用，fi /值为正。

应对比 值与民"值的大小，从而确定是否在异侧加载。

当fi /奋氏"时，
应布置荷载，否则，不布载。

将式（1)与式(2)代人為式"，简化 之后可得：
n a t
5 x 3. 2
故，③号、④号荷载可以布置。

由式(5)可得，荷载横向分布系数〜为：_4_ 3.2x (3.0 + 1.2-0.1-1.9)T + 2576
0.8 + 0.275
:0.537 5C
4
(6)
2
2
计算结果相同。

结语
传统的偏心压力法计算方法繁琐，本文提出简化的计算方 法，并提出布载的判别公式，可以省去绘制横向分布影响线的步 骤，方法简单，原理明了，可为工程实践提供参考。

参考文献：
[1] 范立础.桥梁工程[M ].北京：人民交通出版社,2001:240-
244.
郑益民.偏心压力法计算荷载横向分布的简化方法[J ].中 外公路,2006,26(4) =122-124.满广生.桥梁工程概论[
M ].北京：中国水利水电出版社，
2007:134-140.
[2][3]
A simplified method for calculating the
transverse distribution coefficient by rigid-cross beam method
Wang Fuyi Yun Sen Liang Chaowei Zhu Jian
(S h a a n xi Polytechnic In stitu te , X ianyang 712000, C hina )
Abstract ： According to the characteristic of rigid-cross beam method that the transverse distribution influence line of every main girder is straight. The load arrangement discriminant formula is put forward, and the simplified calculation formula of transverse distribution coefficient is deduced. The steps of drawing the transverse distribution influence line are omitted.Key words ： rigid-cross beam method, transverse distribution coefficient, simplified calculation。