空心板横向分布系数常见计算方法比较浅析
横向分布系数计算ppt课件

Pk
公路桥梁车道荷载纵向布置图式 公路桥梁人群荷载纵向布置图式
qk
Pr
公路桥梁车道荷载横向布置图式 公路桥梁人群荷载横向布置图式
P/2 P/2 P/2
P/2
Pr
Pr
1.8m
1.3m
1.8m
0.5m
w/2
w/2
w/2
w/2
8
(2)“最大”的来源
考虑汽车荷载横向分布时,汽车荷载在车行道 范围内位置可以灵活,但必须要满足规范对横向布
汽车荷载—车道荷载 均布荷载 qk (kN/m) 集中荷载 Pk (kN)
人群荷载 Pr = wPor (kN/m),
其中,w为人行道宽度,Por为人群荷载标准值(kN/m2)
qk 、 Pk 、Pr ,统一简记为P,沿袭习惯称为 “轴重”。且对qk 、 Pk沿袭习惯,将qk/2 、 Pk/2 称为“轮重”,记为P/2。
24
25
75
700
75
1
2
3
4
5
105
160
160
160
160
105
表 各根主梁的荷载横向分布系数
梁号
m0 q
0.438
0.5 0.594
m0 r
1.422 0 0
1、5号梁
2、4号梁 3号梁
26
疑问?
(1)把空间问题转化为平面问题:近似处理方法。 近似处理的实质是什么? 实质:在一定的误差范围内,寻求一个近似的内力 影响面代替精确的内力影响面。 (2)在什么条件下精确的内力影响面可用近似的内 力影响面代替? 影响面η(x,y)在纵横向有各自相似的图形,否则会导 致内力计算中过大的误差。 (3)不同构造的梁桥,其η2(y)是否相同? 不同的桥面系构造其内力分布规律是不同的,即 η2(y) 是不同的。即使同一桥面系的结构中,不同的内力 也有不同的分布规律。
横向分布系数计算

其中, 数。
48E l3
为常
w1’
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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)
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(2) 偏心力矩 M=e 作用
1
2
+1
图 双主梁桥
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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
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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。
横向分布系数

横向分布系数荷载横向分布系数:表示某根主梁所承担的最大荷载占各个轴重的倍数。
为使荷载横向分布的计算能更好地适应各种类型的结构特性,就需要按不同的横向结构简化计算模型拟定出相应的计算方法。
目前最常用的几种方法:杠杆原理法:把横向结构(桥面板和横隔梁)视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。
适用于双主梁桥、荷载位于靠近主梁支点处。
偏心压力法:把横隔梁视作刚性极大的梁,故又称刚性横梁法。
当计及主梁抗扭刚度影响时此法又称为修正偏心压力法(修正刚性横梁法)。
适用于窄桥(宽跨比B /l 小于或接近0.5的情况)。
G-M 法:由比拟正交异性板法发展而来,能利用计算机工具或编就的计算图表得出相对来说比较精确的结果。
此法概念明确,计算简捷,对于各种桥面净空宽度和多种荷载组合的情况,可以很快的求出各片主梁的相应内力值。
例:如图所示桥梁横断面,在公路-Ⅰ级荷载作用下,分别用杠杆原理法和偏心压力法求①和②号梁的荷载横向分布系数。
杠杆原理法:首先在①号梁和②号梁横向影响线上,按最不利方式布载,如图所示:①号梁:11900180011219002m −=×+× 11110.0530.521922=×+≈×+ 0.5265= ②号梁:1190018001119001300121900221900m −−=×+×+× 1111611 10.0530.50.316219221922=×+×+×≈×++× 0.6845=偏心压力法:首先画①号梁和②号梁横向影响线,那就要先找到其影响线的两个控制竖标值,由于各主梁的截面均相同,故可按下式计算:()()()()()()422222212341122222221112122114212121 1.5 1.90.5 1.90.5 1.9 1.5 1.918.05m 1.5 1.911=0.250.450.7418.051.5 1.911=0.250.450.2418.051=n ii i i n ii n i i i a a a a a a a n a a n a a a n a ηηη=====+++=×+×+−×+−×=×+=+=+=×−=−=−=−×+∑∑∑∑()()()()212424210.5 1.9 1.5 1.910.250.150.4418.050.5 1.9 1.5 1.911=0.250.150.1418.05n i ni i a a n aη==×××=+=+=××××−=−=−=∑∑然后在①号梁和②号梁横向影响线上,按最不利方式布载,如图所示:①号梁:()10.7160.4320.2260.508=0.6582m =×++− ②号梁:()10.4050.3110.2420.147=0.55252m =×+++ 荷载横向分布系数延桥垮的变化:通常用“杠杆原理法”来计算荷载位于支点处的横向分布系数m 0,其他方法均适用于计算荷载位于跨中的横向分布系数m c 。
横向分布系数取值详细介绍(桥博)

横向分布系数取值详细介绍(桥博)(2008-03-18 21:39:19)标签:杂谈分类:桥梁技术关于横向分布调整系数:一、进行桥梁的纵向计算时:a)汽车荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数,考虑纵横向折减、偏载后的修正值。
例如,对于一个跨度为230米的桥面4车道的整体箱梁验算时,其横向分布系数应为4 x 0.67(四车道的横向折减系数)x 1.15(经计算而得的偏载系数)x0.97(大跨径的纵向折减系数)= 2.990。
汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。
2多片梁取一片梁计算时按桥工书中的几种算法计算即可,也可用程序自带的横向分布计算工具来算。
计算时中梁边梁分别建模计算,中梁取横向分布系数最大的那片中梁来建模计算。
b)人群荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构人群集度,人行道宽度,公路荷载填所建模型的人行道总宽度,横向分布系数填1即可。
因为在桥博中人群效应=人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。
城市荷载填所建模型的单侧人行道宽度,若为双侧人行道且宽度相等,横向分布系数填2,因为城市荷载的人群集度要根据人行道宽度计算。
2多片梁取一片梁计算时人群集度按实际的填写,横向分布调整系数按求得的横向分布系数填写,一般算横向分布时,人行道宽度已经考虑了,所以人行道宽度填1。
c)满人荷载1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构满人宽度填所建模型扣除所有护栏的宽度,横向分布调整系数填1。
与人群荷载不同,城市荷载不对满人的人群集度折减。
2多片梁取一片梁计算时满人宽度填1,横向分布调整系数填求得的。
注:1、由于最终效应:人群效应=人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。
满人效应=人群集度x满人总宽度x满人横向分布调整系数。
所以,关于两项的一些参数,也并非一定按上述要求填写,只要保证几项参数乘积不变,也可按其他方式填写。
2、新规范对满人、特载、特列没作要求。
所以程序对满人工况没做任何设计验算的处理,用户若需要对满人荷载进行验算的话,可以自定义组合。
装配式预应力混凝土空心板梁桥横向分布研究

装配式预应力混凝土空心板梁桥横向分布研究摘要:本文以某在役装配式预应力混凝土简支板梁桥为例,对试验荷载作用下的实测横向分布效应系数与通过空间梁格法、横向铰接板法理论计算出的横向分布效应系数进行了比较,得出空间梁格法能适用于装配式混凝土简支板梁的横向分布效应系数计算的结论,同时通过对实际横向分布效应进行分析,得出该桥横向联系局部损伤,从而为该桥的维修加固提供指导,可为同类案例提供参考。
关键词:横向分布;荷载试验;空间梁格;铰接板法0前言装配式预应力混凝土空心板桥是公路桥梁中较为常见的梁结构型式,具有构造简单、易于施工、吊装重量轻、形式多样、适应性强、经济性高等优点,被广泛应用[1]。
而其荷载横向分布系数计算是桥梁设计、分析以及结构试验中的一个重要部分,关系到结构的安全性和可靠性。
桥梁荷载横向分布的计算方法有很多,比较常用是铰接板梁法,随着有限元理论和大型有限元软件的技术发展和应用,可以将分析对象根据不同需要进行模拟,进行空间分析,针对装配式空心板梁桥常采用空间梁格法进行模拟,分析其横向分布的工作状态。
本文以某在役预应力混凝土板梁桥为例,进行专项荷载试验,对实测得到的横向分布效应与理论计算出的横向分布效应进行比较分析,得出较为合适的计算方法。
1装配式混凝土简支板梁桥横向分布计算方法1.1 铰接板梁法铰接板梁法适用于块件横向具有一定连接构造,但连接刚度很薄弱,不设内横梁,仅对翼板的板边适当连接的、或仅由现浇的桥面层使各板梁连接的、或用现浇混凝土企口缝连接预制板的桥跨结构。
对于装配式简支板梁,通常板与板之间视为近似铰接,横向弯矩对传递和分布荷载影响极弱,甚至可以忽略不计,在竖向荷载作用下接合缝只传递竖向剪力[2]。
1.2 空间梁格法梁格法作为一种介于平面和空间结构的设计方法,通过等效梁格系模拟桥梁上部结构,用虚拟梁单元来模拟主梁与横梁等构件之间的连接状态[3]。
随着有限元软件的广泛应用,采用空间梁格法对桥梁上部结构的进行模拟分析变的简单易用,所以空间梁格法也成为了装配式板梁受力分析的常用方法之一。
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。
谈横向预应力加固空心板的计算方法

谈横向预应力加固空心板的计算方法平甍【摘要】针对空心板桥铰缝问题,从空心板铰缝受力机理等方面入手,深入剖析了铰缝损坏的原因,并对设计荷载进行纵向和横向加载计算,总结出横向预应力加固空心板桥的方法,指出采用该方法改变了铰缝的受力状态,确保了桥梁的运营安全.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2013(039)030【总页数】2页(P149-150)【关键词】空心板;加固;横向预应力;计算方法【作者】平甍【作者单位】榆平高速公路建设管理处,山西榆社031800【正文语种】中文【中图分类】U448.2121 概述空心板桥梁由于其自重轻,结构性能好,施工方便,在我国有着广泛的应用。
随着交通运输业的迅猛发展,多数空心板存在着铰缝混凝土开裂、脱落、大面积渗水;空心板底存在着横向受力裂缝;桥面铺装出现破损、坑槽等各种病害,影响着空心板的使用。
空心板桥设计采用铰接方式进行横向连接,即铰缝处仅传递剪力不传递弯矩。
实际上铰缝处于复杂的受力状态,空心板梁在偏心荷载作用下不仅有挠曲还有转动,这些变形均通过铰缝传递给相邻空心板,使得铰缝处产生相应的拉压水平力。
另外,空心板梁的扭转也通过铰缝进行传递。
另一方面,空心板铰缝属于横向连接构造,施工过程中对铰缝施工不重视,造成铰缝混凝土浇筑质量差,铰缝内易出现空洞等病害[1]。
综上所述,在长期车辆荷载的反复作用下,多数空心板梁铰缝均会出现一定程度的破坏,造成铰缝脱落,使得铰缝的横向联系失效,严重时形成单板受力,荷载不能有效传递给相邻空心板,使得空心板的正弯矩超出极限承载力,跨中底板将出现横向受力裂缝,进一步降低了空心板的承载力,影响着桥梁结构的安全运营。
针对空心板桥铰缝问题,国内许多专家学者从空心板铰缝受力机理等方面研究入手,深入剖析铰缝损坏原因,并相应提出了将小企口改为大企口,在铰缝内增加钢筋等措施。
这些方法对于新建空心板桥有着一定的积极意义。
但对于已经运营一段时期的旧桥,传统的加固方法并不能彻底改变铰缝的受力状态。
浅析板式桥梁设计计算分析方法

浅析板式桥梁设计计算分析方法【摘要】采用梁格法进行了板式桥梁的ANSYS有限元分析,将其与横向分布系数法所得单板内力相比较,结果表明,按横向分布系数法对板梁结构进行简化计算是可行的,最后将其运用到板梁通用图的设计计算中。
【关键词】板式桥梁;通用图;横向分布系数;设计;计算分析板式桥梁的计算分析方法大致有以下三种:实用的空间分析理论(横向分布系数法)、有限元理论分析法及试验的方法[1-2]。
板式桥梁采用实用的空间分析理论进行结构计算时一般分为三部分,首先是计算桥梁荷载横向分布系数,将空间问题转化为平面问题;其次是用平面杆系有限元法计算纵横梁桥面板的内力;最后是按桥梁结构设计原理进行构件的结构设计。
随着现代电子计算技术的迅猛发展,各种应用软件的不断开发,许多桥梁计算的程序相继开发出来,可对桥梁三维空间进行建模计算分析,从而能够较为准确地模拟出桥梁在施工及运营过程中实际的受力状况。
本次板梁通过用图编制工程量浩大,在进行结构计算时力求按简化、实用且可靠地方法进行,把空间问题近似简化为平面问题来解决,即采用以荷载横向分布系数和平面杆系有限元电算相结合的计算方法,这也是目前桥梁结构计算较常规、普及的方法。
1.板式桥梁横向分布系数方法研究采用横向分布系数体现整个结构中个体的实际承受荷载的情况,与模拟结构实际空间受力状况还是有一定差异的。
为寻找两者之间的规律,以便更好地优化平面计算模型,本文采用梁格法建立了简支板桥梁的ANSYS有限元模型,通过有限元分析,算出简支板梁的静力横向分布影响线,并与横向分布系数法分布影响线计算进行比较[3]。
1.1分析计算对象以13m筒支空心板结构为计算对象,其桥跨布置及横断面如图1、图2所示,计算时仅考虑结构的永久作用以及可变作用中汽车荷载的作用。
图1桥跨布置图2横断面布置1.2计算假定板式桥梁梁格法计算时做如下假定。
1.2.1梁衡截面各项尺寸与跨长相比很小,即可将实际结构视为集中在梁轴线上的弹性杆件。
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空心板横向分布系数常见计算方法比较浅析付强【摘要】Due to the different methods adopted in computing,the computing results are of some deviation from the actual situation while confirming the loads transverse distribution coefficient of hollow slab.In this paper,many common computing methods of bridge transverse distribution coefficient were assumed and the re-al hollow slab bridge instances were analyzed,then the calculated results were compared.The issues of differ-ent computing method’s applicability and accuracy of loads transverse distribution coefficient were discussed.%在计算空心板桥的荷载横向分布系数时,所采用的方法不一,计算结果和实际情况存在一定偏差。
本文采用多种常见桥梁横向分布系数计算方法对空心板桥工程实例进行计算分析,并将其计算结果进行比较,论证空心板桥用各种荷载横向分布计算方法计算的适用性及其精确性等问题。
【期刊名称】《青海交通科技》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P38-40)【关键词】道路工程;空心板桥;横向分布系数;铰接板法;空间梁格法【作者】付强【作者单位】青海省公路科研勘测设计院西宁 810008【正文语种】中文1 概述预制装配式预应力空心板桥因结构合理、施工方便、工程造价较低,具有显著的经济效益,在小跨径桥梁中被广泛的采用。
空心板桥设计计算分析可以分为三个部分,首先是桥梁荷载横向分布系数的计算,其次是按平面杆系结构力学进行主梁、横梁及桥面板内力计算,最后是按结构设计原理作杆件的结构设计。
就桥梁荷载横向分布理论在整个桥梁设计中的地位而言,相当于结构设计原理与广义的结构力学之间的结合部,在桥梁设计中占有重要的地位。
但在计算空心板桥的荷载横向分布系数时,由于所采用的方法不同,加之各种方法对其空心板的截面特性及空心板间的连接刚度等作了各种近似简化,使计算结果和实际情况存在一定偏差。
现采用常见的铰接板法和空间梁格法对空心板桥工程实例进行计算分析,计算其横向分布系数,并将计算结果进行比较。
2 横向分布系数常见计算方法简介2.1 铰接板法对于现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥以及仅在板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的装配式板桥,由于铰接板的各板之间是用混凝土的铰缝连在一起的,其横向连接刚性很薄弱,当桥上作用竖向车轮荷载时,横向弯矩对分布荷载的影响极微,因此认为能传递剪力而不能传递弯矩,受力特点近似横向铰接。
它们的荷载横向分布计算可以采用铰接板法计算。
铰接板法属于典型的板梁系法,这一方法最早是由Hundry-Jarger提出的,它将桥面沿纵向划分成各个主梁单元,而横梁的抗弯刚度均摊在桥面上,主梁之间的连接用赘余力表示,可用力法求解。
现在,这一方法已经被公认是具有较高实用价值的近似计算方法。
对于装配式简支空心板桥,其汽车内力是取一块板作为单元进行计算的,因此要考虑荷载横向分布的影响,即荷载横向分布系数m。
铰接板法假定:①竖向荷载作用下结合缝内只传递竖向剪力;②采用半波正弦荷载分析跨中荷载横向分布的规律。
i号截面的内力为式(2-1)。
式中:Si——i号截面内力;1+μ——汽车荷载冲击系数;ε——多车道折减系数;m——荷载横向分布系数;qk、pk——分别为规定的车道荷载之均布荷载标准值和集中荷载标准值;ωi——跨中截面的弯矩影响线面积;yi——沿桥跨纵向与荷载位置相对应的力影响线坐标。
根据假定,荷载横向分布系数计算步骤为:(1)参数计算,计算空心板截面的抗弯惯性矩和抗扭惯性矩;(2)计算空心板刚度系数;(3)根据刚度参数查表,并绘制跨中荷载横向影响线。
为了工程设计上的应用,针对不同的值γ(即:空心板刚度系数)和不同的板块数,编制了《铰接板(梁)桥荷载横向分布影响线表》。
应用时可根据具体的值通过查表内插得到所需的横向分布影响线。
(4)横向最不利布载,计算荷载横向分布系数。
按现行《公路桥涵设计通用规范》中规定,确定车轮沿横向间距和确定最不利的荷载位置后,就可计算出跨中截面荷载横向分布系数。
在实际应用中通常会出现装配式空心板桥各块板的截面尺寸不完全相同的情况,例如:边板常设计成带短悬臂的形式,或者边板宽度比中间板稍大一些;或者一些桥面较宽的桥梁,所设计的板块数超过了列表的范围;或者一些加固加宽桥梁,加固加宽部分与原桥空心板截面尺寸不同等。
在这些情况下,应用有限元法计算就比较方便,不但可以省掉对γ值的繁琐计算和简化,而且可以直接求出某块板的荷载横向分布系数m。
2.2 空间梁格法梁格法假定桥梁结构为主梁与横梁处于弹性支撑梁关系上的格构,用节点的挠度和扭角关系找出节点力,解析荷载横向分布影响线。
不仅考虑主梁的抗扭惯矩,而且充分考虑由于弯扭耦合作用而产生的主梁的实际挠曲变形和扭转变形,同时在计算中也充分地考虑了横梁本身的弯曲变形。
这既是一种实用简便的计算方法,又是一种比较精确的计算方法。
实质上,这是一个用结构力学位移法简化分析杆系空间结构的方法。
传统梁格法计算空心板桥的荷载横向分布系数的计算过程繁琐,利用有限元法根据实际情况建立空间梁格法模型,并计算各空心板的荷载横向分布系数更加精确简便。
空间梁格法计算荷载横向分布系数分为在空间梁格模型上施加车道荷载法和施加单位力法,荷载横向分布系数计算步骤为:(1)空间梁格模型施加车道荷载法。
在空间梁格计算模型上直接定义车道荷载。
求得在车道荷载作用下各板梁跨中截面挠度值Dz,则汽车荷载横向分布系数 m为式(2-2)。
式中:mi——空心板荷载横向分布系数;N——车道数;Di——第i号空心板跨中截面挠度值。
(2)空间梁格施加单位力法。
分别在空间梁格计算模型各板跨中截面施加方向朝下的单位力P。
计算出单位力P分别作用于各板跨中截面时各板跨中截面挠度值。
按式(2-3)计算横桥向各板位置处的影响线坐标。
式中:ηij——横桥向各板位置处的影响线坐标值;fij——单位力Pi作用于第i号板梁跨中截面引起的第i号板梁该截面位置处的挠度值。
根据ηij值绘出1号边板和2号中板影响线,并按规范要求布置车辆荷载,计算边板和中板的汽车荷载横向分布系数。
3 工程实例分析3.1 工程简介某常见城市空心板桥,跨径16.0m,桥梁全宽为42.5m,左右分幅,中央分隔带为2.0m,桥面净宽19.75m。
设计荷载等级为公路-Ⅰ级。
桥梁上部结构为16.0m预制空心板,板宽1.25m,梁高0.75m。
桥梁截面见图1所示。
预制空心板采用C50混凝土;盖梁、立柱采用C30混凝土。
桥面铺装采用10cmC40防水混凝土+5cm沥青混凝土。
对实例桥梁采用五种常见桥梁横向分布系数计算方法,对空心板桥工程实例的进行计算分析。
3.2 铰接板法采用铰接板法有限元程序Doctor.bridge(桥梁博士)软件内置工具计算该工程实例空心板桥的汽车荷载横向分布系数。
本工程实例中,5个车道活载作用各板跨中截面汽车荷载横向分布系数,见表1所示:其中,边板汽车荷载横向分布系数:m边=0.258;中板汽车荷载横向分布系数:m中=0.256。
3.3 空间梁格法采用通用有限元程序midas Civil对该工程实例空心板桥建立空间梁格计算模型,见图2所示。
分别采用在该桥空间梁格模型上施加车道荷载法和施加单位力法,计算荷载横向分布系数。
(1)空间梁格模型施加车道荷载法。
在该桥空间梁格计算模型直接定义5个车道荷载,计算得到边板和中板的汽车荷载横向分布系数分别为:m边=0.241和m中=0.238。
(2)空间梁格施加单位力法。
分别在该桥空间梁格计算模型各板跨中截面施加P =100KN,方向朝下的单位力,计算得到边板和中板的汽车荷载横向分布系数分别为:m边=0.246和m中=0.243。
图1 桥梁截面图(单位:cm)铰接板法计算荷载横向分布系数表表1梁号1 2 3 4 5 6 7 8横向分布系数 0.258 0.256 0.250 0.247 0.239 0.229 0.217 0.216梁号9 10 11 12 13 14 15 16横向分布系数 0.216 0.217 0.229 0.239 0.247 0.249 0.256 0.258图2 空间梁格法算模型4 结论采用不同计算方法计算该工程实例空心板桥的汽车荷载横向分布系数,结果有一定差异,该空心板桥不同计算方法荷载横向分布系数计算结果比较见表2。
不同计算方法荷载横向分布系数计算结果比较表表2计算方法位置铰接板法空间梁格法施加车道荷载法施加单位力法m边0.258 0.241 0.246 m中0.256 0.238 0.243由表2计算结果可以看出:(1)不同计算方法计算荷载横向分布系数结果略有差异。
(2)空间梁格施加车道荷载法和空间梁格施加单位力法计算荷载横向分布系数结果极为接近。
(3)铰接板法计算荷载横向分布系数值最大,结果最偏安全。
(4)不同方法的计算结果比较接近,误差不大。
在实际工程中可采用上述任一方法计算荷载横向分布系数,然后按平面单梁进行计算。