公路梁桥横向分布系数计算方法概述
探讨横向分配系数计算方法
探讨横向分配系数计算方法桥梁荷载横向分配系数的计算主要有铰接板（梁）法、刚接板（梁）法、偏心压力法、修正偏压法、比拟正交异性板法（G-M法）、弹性支承连续梁法、考虑抗扭的弹性支承连续梁法等[1]。
如何正确选择适用方法是广大设计人员面对的一个重要问题。
1、荷载横向分配系数计算理论在荷载横向分配计算中，结构的横向连接刚度起着至关重要的作用。
横向连接刚度越大，荷载横向分布作用越显著，各主梁所分配的荷载也越趋均匀。
因此需要根据实际的横向结构拟定出较为合理的简化计算模型，从而确定相应的计算方法。
对于城市宽桥，需要用梁格法，通过有限元计算来得到桥梁的横向分配系数[2]。
梁格系理论是将桥梁上部结构用一个等效梁格来代替分析，等效梁格后再将其结果还原到结构中就可得到所需的计算结果。
此法易于理解，便于使用，而且比较精确。
一般说来等效梁格的网格越密，计算结果的精确度就越高。
梁格法主要应用简支梁桥挠度参数跟横向分配系数的关系来求得横向分配系数。
通过最不利荷载的布置求得各片主梁的挠度，再由在单片主梁上跨中加载所得的挠度，从而得出各片主梁的荷载横向分配系数[2]。
2、应用梁格法的实例橄榄河桥位于省道S214线上，原桥为5-15m双曲拱桥，由于该桥病害严重，相关单位对该桥进行了重建。
2014年重建桥梁为4跨预应力混凝土连续梁桥，主梁结构为4片预应力混凝土连续小箱梁。
桥跨布置为19.92m+20m+20m+19.92m。
梁格法采用Midas/civil结构分析软件进行计算，图1为计算模型。
全桥模型在横向最不利汽车荷载布置下各片梁所承受内力值与跨中各片梁内力值之和的比值即为该片梁的横向分配系数。
同时采用刚性梁法计算该桥在最不利汽车荷载作用下的横向分配系数。
主梁从左往右编号为1-4号见图2。
表1为两种方法计算出的1-4号梁的荷载横向分配系数。
3、结语采用刚接梁法及梁格法对一座4片小箱梁构成的主梁的横向分配系数进行了计算。
经过对计算结果比较，可以得到如下结论：1）因刚接梁法主要考虑箱梁翼缘及各片箱梁之间湿接缝的刚接，横隔板的刚度平均分配到梁的纵向，故其横向分配系数计算结果偏大。
横向分布系数计算
其中， 数。
48E l3
为常
w1’
精品课件
由竖向静力平衡条件：
5
5
Ri i Ii 1
i1
i1
i
1
5
Ii
i1
P=1
w1’ w2’ R1’ R2’ R3’ R4’ R5’
R
i
Ii
5
Ii
i1
………………………………………(a)
精品课件
(2) 偏心力矩 M=e 作用
1
2
+1
图 双主梁桥
精品课件
人群
por
1
2
3
4
pr
汽车
a
Pq Pq
22
1
r
1号梁
1
2号梁
图 杠杆原理法计算横向分布系数
➢假定荷载横向分布影响线的 坐标为η ，车辆荷载轴重为 P ，轮重为 P/2，按最不利情 况布载，则分布到某主梁的最 大荷载为：
Pm ax P 212P
➢则汽车荷载横向分布系数为：
某梁上某截面的内力(弯矩、剪力)影响面：η=ηx, y
精品课件
梁桥由承重结构(主梁)及传力结构(横隔梁、 桥面板)两大部分组成。多片主梁依靠横隔梁和 桥面板连成空间整体结构。公路桥梁桥面较宽， 主梁的片数往往较多，当桥上的车辆处于横向不 同位置时，各主梁不同程度的要参与受力，精确 求解这种结构的受力和变形，需要借助空间计算 理论。但由于实际结构的复杂性，完全精确的计 算较难实现 ，目前通用的方法是引入横向分布 系数，将复杂的空间问题合理的简化为平面问题 来求解—空间理论的实用计算方法。
分担的荷载比值变化曲线，也称为该主梁的荷 载横向分布影响线。
桥梁横向分布系数计算
第二章 简支板、梁桥-3
41
刚性横梁法横向分布系数计算图示
汽车-20级 挂车-100
1.此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的 横向连结刚性，且承重结构的长宽比为
l 19.50 2.4＞2 B 5 1.60 故可按刚性横梁法来绘制横向影响线并 计算横向分布系数。 2.各根主梁的横截面均相等，梁数n＝5， 梁间距为1.60m
12
2.3.2.2 杠杆原理法
计算原理 忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面
板在主梁上断开，当作横向支承在主梁上 的简支梁或悬臂梁。（基本假定） 计算主梁的最大荷载用反力影响线，即为 计算m的横向影响线 根据各种活载的最不利位置计算相应的m
第二章 简支板、梁桥-3
13
按杠杆原理受力图式
故偏心力矩M=1.e作用下
Ri''
eai Ii
n
各主梁分配的荷载为：
ai2Ii
i 1
注意：
式中，e和ai位于同一侧时乘积取正号， 异侧取负号。
对1#边梁， R1''
ea1I1
n
ai2Ii
i 1
当荷载作用在1#边梁轴线上时，e=a1,
R'' 11
a12 I1
则：
5
ai2
a12
a
2 2
a32
a42
a52
=
i 1
(2 1.60）2＋1.60 2＋0＋（－1.60）2＋（－2 1.60）2＝25.60m2
3.l号梁横向影响线的竖标值为：
11＝
1 n
a12 1 (2 1.60)2 0.20 0.40 0.60
简支梁桥计算2(横向分布系数).
④对双车道或多车道桥梁,汽车加载时应以轴重(而不是轮 重)为单位,即一辆汽车横向的两个轮重应同时加载或同时 不加载。
（3）修正的刚性横梁法 在刚性横梁法中，假定横隔梁绝对刚性，并且忽略了 主梁的扭转效应，这样做导致边梁受力偏大。而实际结构 中，在偏心荷载作用下，主梁总会发生扭转。为了使荷载 横向分布计算更符合实际，又不失刚性横梁法在计算上的 优点，可以对刚性横梁法作一些修正,即将式(5-16)中的 第二项乘以一个小于1的抗扭修正系数，以考虑主梁的扭 转刚度，这就是修正的刚性横梁法。
i 1
2
15 R15
1 a1a5 n n 2 a i
i 1
在计算过程中，需要注意以下几点：
①当横截面沿桥纵轴线对称时,只需取一半主梁(包括位于 桥纵轴线上的主梁)作为分析对象; ②荷载沿横向的布置(车轮至路缘石的距离,各车横向间距 等)应满足有关规定; ③各类荷载沿横向的布置及取舍按最不利原则进行,即所求 出的值应为最大值;
用钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计原理进行主梁各截面
的配筋设计，以及结构强度、刚度、稳定性和抗裂性的验算。 对小跨径简支梁，一般只需计算跨中截面最大弯矩和支点截
面以及跨中截面最大剪力；对于较大跨径的简支梁,通常还计
算跨径的1/4、I/8和3/8截面的内力；如果主梁顺桥跨方向截 面形状和尺寸有变化，如腹板厚度或梁高变化，还要计算变 截面处的弯矩和剪力。
'
Ii
I
i 1
n
i
当各主梁截面相等时，即 I1 I 2 I n I 1 ' Ri 则 n
II.偏心力矩的作用
在偏心力矩M＝1· e 作用下，桥的横截面产生绕中心点 O的转角，因此各主梁的跨中挠度为:
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。
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。
公路梁桥横向分布系数计算方法概述
公路梁桥横向分布系数计算方法概述摘要：就梁桥横向分布系数的概念进行了阐述，并对常用的几种公路梁桥横向分布系数计算方法进行了概述，目前常用的荷载横向分布计算方法有以下几种：(1)杠杆原理法；(2)横向铰接板(梁) 法；(3)横向刚接梁法；(4)偏心压力法；(5)修正偏心压力法；(6)比拟正交异性板法。
针对项目设计的不同阶段，给出了宽桥与窄桥的不同判断条件。
关键词：公路梁桥；荷载横向分布系数；计算方法Abstract: the transverse distribution of the girder bridge is the concept of coefficient is discussed, and the commonly used several highway bridge transverse distribution coefficient calculation method were reviewed in this paper, the common load transverse distribution calculation method have the following kinds: (1) the lever principle, the method of (2) lateral hinged panels (beam), the method of (3) lateral just answer beam method; (4) eccentric-pressed method; (5) modified eccentric-pressed method; (6) match orthotropic plate method. According to the different phases of the project design, given the wide bridge and narrow bridge judge different conditions.Keywords: highway bridge; Load transverse distribution coefficient; Calculation method0引言随着国民经济的迅速发展，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。
横向分布系数和偏载系数
一、 横向分布如图3—2—1a所示，梁桥的上部结构由承重结构（①~④号主梁）及传力结构（横隔梁、行车道板）两大部分组成，各片主梁靠横隔梁和行车道板连成空间整体结构，当桥上作用荷载（桥面板上作用2个车轴，前轴轴重为P1，后轴轴重为P2）时，各片主梁共同参与工作，形成了各片主梁之间的内力分布。
在计算恒载时，除主梁的自重外，一般将桥面铺装、人行道、栏杆等的重量近似平均分配给各片主梁，即计算出桥面铺装、人行道、栏杆等的总重量除以梁的片数（本例4片梁），得到每片主梁承担的桥面铺装、人行道、栏杆的重量。
由于人行道、栏杆等构件一般位于边梁上（①、④号主梁），精确计算时，也可考虑它们的重量在各梁间的分布，即中梁（②、③号主梁）也分担一部分人行道、栏杆的重量。
在计算活载时，需要考虑活载在各片主梁间的分布。
《标准》规定，车道荷载的横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算。
车辆荷载的横向布置如图3—2—1c所示。
对于车道荷载，最外车轮距人行道缘石之距不得小于0.5m，车道荷载的横向轮距为1.8m，两列车道荷载车轮的横向间距不得小于1.3m。
如图3—2—1b所示，在车道荷载的作用下，①号边梁所分担的荷载，也就是说，①号边梁所分担的荷载R1为轴重P1的。
若将第i号梁所承担的力R i表示为系数m i与轴重P的乘积（R i=m i×P），则m i称为第i号梁的荷载横向分布系数。
由此，1号梁的横向分布系数。
荷载所引起的各片主梁的内力大小（横向分布）与桥梁的构造特点、荷载的作用位置有关，因此求解荷载作用下各主梁的内力是一个空间问题，目前广泛采用的方法是将复杂的空间问题转化为平面问题。
本节将着重介绍几种横向分布系数的计算方法。
二、杠杆法基本原理：杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用，即假设桥面板在主梁上断开，把桥面板看作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。
如图3—2—1b所示，由于杠杆法忽略了主梁之间横向结构的联系作用，当桥上作用车道荷载时，左边的轮重P1/2仅传递给1号和2号梁，右边的轮重P1/2传递给2号梁和3号梁。
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公路梁桥横向分布系数计算方法概述
摘要：就梁桥横向分布系数的概念进行了阐述，并对常用的几种公路梁桥横向分布系数计算方法进行了概述，目前常用的荷载横向分布计算方法有以下几种：(1)杠杆原理法；(2)横向铰接板(梁) 法；(3)横向刚接梁法；(4)偏心压力法；
(5)修正偏心压力法；(6)比拟正交异性板法。
针对项目设计的不同阶段，给出了宽桥与窄桥的不同判断条件。
关键词：公路梁桥；荷载横向分布系数；计算方法
Abstract: the transverse distribution of the girder bridge is the concept of coefficient is discussed, and the commonly used several highway bridge transverse distribution coefficient calculation method were reviewed in this paper, the common load transverse distribution calculation method have the following kinds: (1) the lever principle, the method of (2) lateral hinged panels (beam), the method of (3) lateral just answer beam method; (4) eccentric-pressed method; (5) modified eccentric-pressed method; (6) match orthotropic plate method. According to the different phases of the project design, given the wide bridge and narrow bridge judge different conditions.
Keywords: highway bridge; Load transverse distribution coefficient; Calculation method
0引言
随着国民经济的迅速发展，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。
因而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，准确计算各梁片所需承担的最大活载弯矩就显得尤为重要。
近年来有限元方法的出现，数值计算技术亦有迅猛的发展,出现了一些桥梁结构分析的通用计算程序, 有限元方法有其通用性强的一面,然而由于其自由度大、工作量大的不利一面,使其在工程的应用和推广中存在较大困难。
同时, 荷载横向分布系数简化计算方法有助于我们定性分析和估算结构的受力能力,还能校核分析计算机的计算结果。
因此, 荷载横向分布系数简化计算方法仍然受到广大桥梁工作者的欢迎。
1 梁桥横向分布系数
荷载横向分布系数指公路车辆荷载在桥梁横向各主梁间分配的百分比。
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。
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。
公路桥梁荷载横向分布系数的计算方法有很多,典型的计算方法有刚(铰) 接梁法、G. M 法、杠杆法和修正偏压法,每种计算理论都有其独到之处和适用范围。
2常用的荷载横向分布系数计算方法
目前常用的荷载横向分布计算方法有以下几种：
(1)杠杆原理法；
(2)横向铰接板(梁) 法
(3)横向刚接梁法；
(4)偏心压力法；
(5)修正偏心压力法
(6)比拟正交异性板法。
上述计算方法的共同特点是：分析荷载在桥上的横向分布，求得各梁的荷载横向分布影响线，通过横向最不利布载来计算横向分布系数m，有了作用于单梁上的最大荷载，就能按内力影响线求得主梁活载内力值。
现对以上几种荷载横向分布计算方法概述如下：
1) 杠杆原理法———在梁式桥中按杠杆原理计算各主梁荷载横向分布系数的方法,一般只用于只有两片主梁、桥梁的两端部位和无中间横梁等情况。
忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假设桥面板在主梁梁肋处断开，而当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。
杠杆原理法适用于荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布计算。
此时。
主梁的支承刚度远大于主梁问横向联系的刚度，荷载作用于某处时，基本上由相邻的两片粱分担，并传递给支座，其受力特性与杠杆原理接近。
另外，该法也可用于双主梁桥，或横向联系很弱
的无中间横隔梁的桥梁。
2) 铰接板(梁) 法———视相邻板(梁) 之间铰接,只传递剪力。
对于用现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥，由于块件间横向具有一定的连接构造，但其连
接刚性又很薄弱．故这类结构的受力状态实际接近于数根并列而相互间横向铰接的狭长板(梁)。
对此情况专门拟定了横向铰接板(梁)理论来计算荷载的横向分布。
基本假定有：①在竖向荷载作用下，接缝内只传递竖向剪力。
②采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律。
3) 横向刚接梁法———适用于宽桥，有足够横隔梁。
在铰接板(梁)桥计算理论的基础上，在铰接处补充引入赘余弯矩m；，可建立计算横向刚性连接特点的赘余力正则方程。
用这一方法来求解各梁荷载横向分布的问题，就称为刚接梁法。
对于相邻二片主梁的接合处可以承受弯矩的，或虽然桥面系没有经过构造处理，但没有多片内横箱梁的，或桥面浇筑成一快整体板的桥跨结构，都可以看作是刚接梁系。
4) 偏心压力法———假设各主梁间荷载的分配与其在该荷载作用下的挠度成比例,并视桥面系的横向刚度为无穷大,则横向挠度为一直线,当桥宽与跨长之比不大于0. 5 时适用。
基本前提是：其一，在车辆荷载作用下。
中间横隔梁可近似地看作一根刚度无穷大的刚性梁，横
梁全长呈直线变形；其二，忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。
偏心压力法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。
针对项目设计的不同阶段，宽桥与窄桥的判断条件亦可不同：
（1）在方案设计阶段可以采用较粗略的判断条件：宽跨比B/L≤0.5为窄桥，B/L＞0.5为宽桥；
（2）在施工图设计阶段要采用较精确的判断条件：
为窄桥，为宽桥。
Dx与Dy相应为桥梁纵向和横向的比拟单宽刚度。
Dx= , Dy= , = , =
Ex、Ey ——相应为材料沿x、y方向的弹性模量；
vx、vy——相应为引起变形εx εy的泊松比。
h——梁桥高度。
5)修正偏心压力法。
在偏心压力法的推导中，由于作了横隔梁近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的两项假定，这就导致了边梁受力偏大的计算结果。
因此，
在实用计算中有按偏心压力法求得的边梁最大横向分布系数乘以0.9进行折减的方法。
为了弥补偏心压力的不足，国内外也广泛地采用考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法，引入一个抗扭修正系数。
这一方法既不失偏心压力的优点，又避免了结构偏大的缺陷。
因此修正偏心压力法是一个具有较高实用价值的近似方法。
6) 比拟正交异形板法———将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性板来求解,并由曲线图表进行荷载横向分布计算。
对于由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，当其宽度与跨度之比值较大时，可将其简化比拟为一块矩形的平板作为弹性薄板，按古典弹性理论来进行分析，即所谓“比拟正交异性板法”或称“G—M法”。
3 结论
本文就目前荷载横向分布系数的研究现状，从各个计算方法的特点，得出计算公路桥梁荷载横向分布系数的结论如下：
荷载横向分布计算理论和方法很多,大都比较繁复所占篇幅较大。
而且这些理论多属弹性空间理论,各种方法的计算结果差异并不大。
在现行规范中并未明确规定适用何种具体的计算方法,因此设计人员可以根据项目的实际需要选择计算方法。
同时，由于项目的阶段不同，对于判断适用何种计算方法的条件也不同。
参考文献：
1 李国豪.《公路桥梁荷载横向分布计算》[M].北京：人民交通出版社，1984．
2 范立础．桥粱工程[M]．北京：人民交通出版社，2001．
3 姚玲森．桥粱工程[M]．北京：人民交通出版社，2008．
4 刘龄嘉．桥梁丁程[M]．人民交通出版社，2007.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。