算法 横向力系数与超高计算
关于新规范横向分布系数以及偏载系数的计算
关于新规范横向分布系数以及偏载系数的计算新规范中横向分布系数和偏载系数是用于结构设计和分析的两个重要参数，用于评估结构在横向荷载作用下的性能。
本文将详细介绍横向分布系数和偏载系数的计算方法。
首先，我们将详细介绍横向分布系数的计算方法。
横向分布系数表示结构的横向力和纵向力的比值，用于评估结构在横向荷载作用下的旋转和变形特性。
具体计算公式如下：横向分布系数（ξ)=∑(Qi*Li)/∑(Pi*Hi)其中，Qi表示第i个重力荷载的横向分力，Li表示该重力荷载的水平投影长度，Pi表示第i个重力荷载的竖向分力，Hi表示该重力荷载的垂直投影长度。
在计算横向分力时，可以根据质量、加速度和结构的旋转角度来确定。
在计算竖向分力时，可以根据质量和加速度来确定。
需要注意的是，计算横向分布系数时需要考虑所有可能产生横向作用力的重力荷载。
接下来，我们将介绍偏载系数的计算方法。
偏载系数表示结构在横向荷载作用下的水平位移与重力荷载作用下的竖向位移之比，用于评估结构的地震位移效应。
具体计算公式如下：偏载系数（r)=∑(Qi*Hi)/W其中，Qi表示第i个重力荷载的横向分力，Hi表示该重力荷载的垂直投影长度，W表示结构的总重量。
在计算偏载系数时，需要考虑所有可能产生横向作用力的重力荷载，并且也需要考虑结构的总重量。
横向分布系数和偏载系数都是评估结构在横向荷载作用下的性能的重要参数。
通过合理计算这两个参数，可以帮助工程师更好地理解结构的性能，并评估结构的稳定性和安全性。
同时，在结构设计和分析过程中，也需要根据横向分布系数和偏载系数的计算结果，进行相应的调整和优化。
桥梁上部计算教程--横向力分布系数计算
桥梁上部计算教程--横向力分布系数计算(转)总的来说，横向力分布系数计算归结为两大类（对于新手能够遇到的）：1、预制梁（板梁、T梁、箱梁）这一类也可分为简支梁和简支转连续2、现浇梁（主要是箱梁）首先我们来讲一下现浇箱梁（上次lee_2007兄弟问了，所以先讲这个吧）在计算之前，请大家先看一下截面这是一个单箱三室跨径27+34+27米的连续梁，梁高1.55米，桥宽12.95米！！支点采用计算方法为为偏压法（刚性横梁法）mi=P/n±P×e×ai/(∑ai x ai)跨中采用计算方法为修正偏压法（大家注意两者的公式，只不过多了一个β）mi=P/n±P×e×ai×β/(∑ai x ai)β---抗扭修正系数β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2 Ii)其中：∑It---全截面抗扭惯距Ii ---主梁抗弯惯距 Ii=K Ii` K为抗弯刚度修正系数，见后L---计算跨径G---剪切模量 G=0.4E 旧规范为0.43EP---外荷载之合力e---P对桥轴线的偏心距ai--主梁I至桥轴线的距离在计算β值的时候，用到了上次课程/thread-54712-1-1.html我们讲到的计算截面几何性质中的抗弯惯矩和抗扭惯矩，可以采用midas计算抗弯和抗扭，也可以采用桥博计算抗弯，或者采用简化截面计算界面的抗扭，下面就介绍一下这种大箱梁是如何简化截面的：简化后箱梁高度按边肋中线处截面高度(1.55m)计算，悬臂比拟为等厚度板。
①矩形部分(不计中肋):计算公式:It1=4×b^2×h1^2/(2×h/t+b/t1+b/t2)其中：t,t1,t2为各板厚度h,b为板沿中心线长度h为上下板中心线距离It1=4×((8.096+7.281)/2)^2×1.34^2/(2×1.401/0.603+8.097/0 .22+7.281/0.2)=5.454 m4②悬臂部分计算公式: It2=∑Cibiti3其中：ti,bi为单个矩形截面宽度、厚度Ci为矩形截面抗扭刚度系数,按下式计算:Ci=1/3×(1-0.63×ti/bi + 0.052×(ti/bi)^5)=1/3×(1-0.63×0.26/2.2+0.052×(0.26/2.2)^5)=0.309It2=2×0.309×2.2×0.26^3=0.0239 m4③截面总的抗扭惯距It= It1+ It2=5.454+0.0239=5.4779 m4大家可以用midas计算对比一下看看简化计算和实际能差多少？？先计算一下全截面的抗弯和中性轴，下面拆分主梁需要用的到采用<<桥梁博士>>V2.9版中的截面设计模块计算全截面抗弯惯距，输出结果如下：<<桥梁博士>>---截面设计系统输出文档文件: D: \27+34+27.sds文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识: 组合截面几何特征任务类型: 截面几何特征计算------------------------------------------------------------截面高度: 1.55 m------------------------------------------------------------计算结果:基准材料: JTJ023-85: 50号混凝土基准弹性模量: 3.5e+04 MPa换算面积: 7.37 m2换算惯矩: 2.24 m4中性轴高度: 0.913 m沿截面高度方向 5 点换算静矩(自上而下):主截面:点号: 高度(m): 静矩(m××3):1 1.55 0.02 1.16 1.773 0.775 1.834 0.388 1.585 0.0 0.0------------------------------------------------------------计算成功完成结果：I全= 2.24 m4 中性轴高度H=0.913m下面来讲一下主梁拆分的原则：将截面划分为τ梁和I梁,保持将两截面中性轴与全截面中性轴位置一致。
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。
横向分布系数计算（多种方法计算）
横向分布系数计算（多种⽅法计算）横向分布系数的⽰例计算⼀座五梁式装配式钢筋混凝⼟简⽀梁桥的主梁和横隔梁截⾯如图，计算跨径L=19.5m ，主梁翼缘板刚性连接。
求各主梁对于车辆荷载和⼈群荷载的分布系数？杠杆原理法：解：1绘制1、2、3号梁的荷载横向影响线如图所⽰2再根据《公路桥涵设计通⽤规范》（JTG D60-2004）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
如图所⽰：对于1号梁：车辆荷载：484.0967.02121=?==∑ηcq m ⼈群荷载：417.1==r cr m η对于2号梁：车辆荷载：5.012121=?==∑ηcq m ⼈群荷载：417.0==r cr m η对于3号梁：车辆荷载：5.012121=?==∑ηcq m ⼈群荷载：0==r cr m η4、5号梁与2、1号梁对称，故荷载的横向分布系数相同。
偏⼼压⼒法（⼀）假设：荷载位于1号梁 1长宽⽐为26.25.155.19>=?=b l ，故可按偏⼼压⼒法来绘制横向影响线并计算横向分布系数c m 。
本桥的各根主梁的横截⾯积均相等，梁数为5，梁的间距为1.5m ，则：5.220)5.11(2)5.12(2222524232221512=+?+?=++++=∑=a a a a a ai i2所以1号5号梁的影响线竖标值为：6.0122111=+=∑i a a n η 2.0122115-=-=∑i a a n η由11η和15η绘制荷载作⽤在1号梁上的影响线如上图所⽰，图中根据《公路桥涵设计通⽤规范》（JTG D60-2004）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
进⽽由11η和15η绘制的影响线计算0点得位置，设0点距离1号梁的距离为x ，则：4502.015046.0=?-?=x xx 0点已知，可求各类荷载相应于各个荷载位置的横向影响线竖标值3计算荷载的横向分布系数车辆荷载：()533.0060.0180.0353.0593.02121=-++?==∑ηcq m ⼈群荷载：683.0==r cr m η（⼆）当荷载位于2号梁时与荷载作⽤在1号梁的区别以下：4.0122112=+=∑i a a a n η0122552=-=∑ia a a n η其他步骤同荷载作⽤在1号梁时的计算修正偏⼼压⼒法（⼀）假设：荷载位于1号梁 1计算I 和T I ：2.3813018)2814(150)18150()2814(1301821)(2122221=?++?-+++??=+-++?=ch bd c b d ch y8.912.3813012=-=-=y y y[][]43333313132106543)112.38)(18150(2.381508.911831))((31cm d y c b by cy I ?=---?+??=---+?=对于翼板1.0073.01501111<==b t ，对于梁肋151.0119 1822==b t 查下表得所以：311=c ，301.02=c 433331027518119301.01115031cm t b c I i i i T ?=??+??==∑2计算抗扭修正系数β与主梁根数有关的系数ε则n=5，ε=1.042 G=0.425E875.055.15.1910654310275425.0042.111)(112332=??+=+=E E B l EI GI T εβ 3计算荷载横向影响线竖标值11η和15η55.0122111=+=∑i a a n βη 15.0122115-=-=∑ia a n βη由11η和15η绘制荷载作⽤在1号梁上的影响线如上图所⽰，图中根据《公路桥涵设计通⽤规范》（JTG D60-2004）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
超高计算
5．直角坐标及要素计算1）回旋线切线角（1）缓和曲线上任意点的切线角缓和曲线上任一点的切线与该缓和曲线起点的切线所成夹角。
βx=s2/2Rl h（2）缓和曲线的总切线角β=l h/2R.180/л2）缓和曲线直角坐标任意一点P处取一微分弧段ds，其所对应的中心角为dβxdx=dscosβxdy=dssinβx3）缓和曲线常数（1）主曲线的内移值p及切线增长值q内移值：p=Y h-R(1-cosβh)=l h2/24R切线增长值：q=X h-Rsinβh=l h/2-lh3/240R2（2）缓和曲线的总偏角及总弦长总偏角：βh=l h/2R总弦长：C h=l h-l h3/90R2O为圆曲线的圆心，圆曲线所对圆心角（等于公路偏角）。
当插入缓和曲线后，可以看作是原来半径为R+△R的圆曲线向内移动了△R距离，因此设置缓和曲线后的圆曲线半径为R。
当设置缓和曲线后，圆曲线所对圆心角也相应减小，减小后的圆心角等于，因而设置缓和曲线的可能条件为：，当时，两条缓和曲线在弯道中央直接相接，没有圆曲线段，形成了一条连续的缓和曲线。
当时，则不能设置所规定的缓和曲线，这时必须缩短缓和曲线长度或增大圆曲线半径。
4）缓和曲线要素计算《公路工程技术标准》规定，当R<R免时，必须设置缓和曲线。
切线长外距曲线长圆曲线长切线差平曲线五个基本桩号：ZH——HY——QZ——YH——HZ二、超高缓和段1．超高缓和段的过渡形式从直线上的双向路拱横坡，过渡到圆曲线上具有超高横坡度的单向坡断面，这一变化段称为超高缓和段。
1）无中央分隔带的公路（1）绕路面内边缘旋转先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧撤到构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至超高横坡值。
适用：一般用于新建工程及以路肩边缘为设计高程的改建公路。
（2）绕路面中心线旋转先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡，整个断面一同绕路中线旋转，直至超高横坡值。
计算道路超高lisp
计算道路超⾼lisp先来了解⼀下超⾼的概述，道路设计时为什么要设置超⾼呢？超⾼是指车辆在弯道上⾏驶，为了抵抗离⼼⼒的作⽤，常需要设置超⾼。
即由直线路段的双向横坡路⾯通过超⾼缓和段过度到全超⾼的单向横坡路段。
在设计中如何知道超⾼被明确的设置呢？只要知道横断⾯在超⾼过渡段上任何⼀点与⾼程基准点的⾼差被明确的确定，这个时候超⾼设置就能明确的反映出来。
在了解超⾼之前，⼤家打清楚的了解道路横断⾯的⼏个关键点位和轴线。
⾸先是设计基准点，⾼程基准点通常采⽤路肩边缘点、路中线点或中央分隔带边缘点。
另外⼀个就是轴线，为了保证超⾼过渡的平稳连续，需要在路⾯的三个轴线，也就是路中线、内存路⾯边缘线或外侧路⾯边缘线将路⾯进⾏旋转。
从⽽达到双向横坡果断到单向横坡的⽬的。
最后⼀个为了让超⾼计算更加清晰，还需要明确横断⾯上的⼏个代表点，以道路左转为例。
有左侧也就是内侧路肩边缘、内侧路⾯边缘、路中、和右侧也就是外侧路⾯边缘、路肩边缘这五个代表点。
道路右转同理。
好了，接下来开始说超⾼了。
1 超⾼的过渡⽅式超⾼的过渡⽅式分为有中央分隔带和⽆中央分隔带两种。
1.1⽆中央分隔带1.1.1、当超⾼等于路拱横坡时，只需要将外侧⾏车道绕中线逐渐抬⾼旋转⾄于内侧横坡相等。
1.1.2、当超⾼⼤于路拱横坡时，可以采⽤三种⽅式过渡：①绕中轴旋转；②绕内边轴旋转；③绕外边轴旋转。
这⾥有适⽤于新⼿的⼀个⼩技巧，在超⾼过渡前1-2m，把路肩抬⾼⾄和路⾯同坡，然后再开始旋转。
绕中轴旋转：将外侧车道绕路中线旋转，等到与内侧横坡相同时，整个断⾯⼀起再绕中线旋转，直到超⾼值。
这种⽅法可保持中线⾼程不变，多⽤于旧路改建。
绕内边轴旋转：将外侧车道绕路中线旋转，等到与内侧横坡相同时，整个断⾯⼀起再绕内侧到边缘线进⾏旋转，直到超⾼值。
这种⽅法利于路⾯纵向排⽔，多⽤于新建道路。
绕外边轴旋转：先将外侧车道绕外边线旋转，内侧车道随着中线的降低⽽降低，构成单向横坡后，整个断⾯⼀起再绕外侧边线旋转，直到超⾼值。
横向分布系数计算(多种方法计算)
2
150 (14 8) 18 130
38.2
2
y2 y y1 130 38.2 91.8
抗弯惯矩 I 为：
I
1
cy
3 2
by
3 1
(b
c)( y1
d )3
1 18 91.8 3 150 38.2 3 (150 18)( 38.2 11) 3
3
3
主梁的比拟单宽抗弯惯矩
J x I x 6543 103 43620cm4 / cm
P227 附录Ⅱ的精度也达不到小数点后两
位，所以仍用 θ =0.324 的 K1 和 K 0 计算：（见下表）
0.425E 275 103
2
19.5
1 1.042 E 6543 103 1.5 5
0.875
3 计算荷载横向影响线a12 ai2
0.55
1
15
n
a12 ai2
0.15
由 11 和 15 绘制荷载作用在 1 号梁上的影响线如上图所示，图中根据《公路桥涵设计
通用规范》 （ JTG D60-2004 ）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布置位置。
I y 3320 103
JY
a
485
（ 3 ）主梁和横隔梁的抗扭惯矩
6640cm4 / cm
对于 T 型翼板刚性连接的情况，应由式
2-5-74 来确定。
对于主梁梁肋：
主梁翼板的平均厚度：
h1 14 8 11cm 2
tb
18
0.151 ，由表 2-5-2 查得 c=0.300
130 11
t/b
1
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
超高计算方法
缓和曲线超高段计算超高横坡计算公式：I=Abs(B-A)*2E/Q-E ① I=[Abs(B-A)-Q](D-E)/(C-Q)+E ②I———缓和曲线内任一横断面超高横坡度(I的正负,抬高边为正,降低边为负)；B———缓和曲线超高段内任一点里程桩号；A———缓和曲线起点ZH或终点HZ的里程桩号；E———直线段路拱横坡度，输入时不考虑符号取正值；C———缓和曲线长度（M）；D———最大超高段设定的最大超高横坡度，取正值；Abs———绝对值符号；Q———缓和曲线起（终）点至超高变坡临界面距离，Q=2E/（E+D）*C 程序清单：CGHP（文件名）Lb1 0：E：D：C：A：L：{BH}：B≤0=> Goto 2⊿Q=2E/（E+D）*C：Abs(B-A)> Q=> Goto 1⊿I=Abs(B-A)*2E/Q-E◢F=H+LI◢T=H-EL ◢Goto 0⊿（计算ZH或HZ至Q之间缓和曲线上任一点超高横坡度及左右边桩F、T之高程，注意须输入与边桩同横断面的中桩高程-中桩高程另算）Lb1 1：I=(Abs(B-A)-Q)(D-E)/(C-Q)+E◢F=H+LI◢T=H-IL ◢Goto 0⊿（计算Q至HY或YH之间缓和曲线上任意一点超高横坡度及左右边桩之高程，L为半幅路宽，单位为M）Lb1 2：{EDCAL}：Goto 0 注：输入B≤0重新开始竖曲线计算公式：G=H-CP+ZF(T-Abs C)2/2R程序清单：SHXGC(任意) 内容：Lb1 0：H：B：R：I：J：{L}：T=R•Abs(J-I)/2：C=B-L：F=1：I>J =>F=-1⊿L≤0=>{HBRIJ}：Goto 0：≠> L< B-T =>Z=0：P=I ≠> L< B+T =>Z=1：P=J ≠>Z=0：P=J⊿⊿⊿G=H-CP+ZF(T-Abs C)2/2R注：输入L≤0重新开始H——为变坡点高程：B——为变坡点桩号：L——为待求点桩号：I、J为坡度：T为切线长=R•α/2=R(i1-i2)/2。
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计算Байду номын сангаас速（输入） 实际半径（输入）
54
306
39 %
很平稳 尚平稳 到不平稳 不稳定 危险
输入“横向力系数 计算”中的计算结 果。
μ的取值 0.12 0.06 0.035
μ计算结果 超高计算结果
μ值（小于） 0.1 0.15 0.2 0.35 0.4
计算依据：道路勘测与设计第三版
反算超高 r=v*v/（(μ+i)*127）
摩阻力计算 μ=(v*v-127*i*r)/(127*r)
超高计算 i=v*v/(127*r）-μ
公路规范
规范半径取值（输入）
极限最小值
250
一般值
400
不设超高最小半径
2500
采用规范
公路 0.039 3.6%
司机感觉 转弯不感到有曲线存在，很平稳 转弯感觉有曲线存在，但尚平稳 已感到有曲线存在，并不感到不平稳 感到有曲线存在，并感到不稳定
非常不平稳，有倾覆的危险
运行速度：设计车速的 70%-90%，高速路取低值， 低速路取高值。