曲線梁橋橫向分配理論

1、第6講曲線梁橋橫向分配理論橫向分配理論簡(jiǎn)介曲線梁橋的橫向分配剛性橫梁法曲線梁橋橫向分配計(jì)算示例曲線梁橋橫向分配計(jì)算程序?qū)崿F(xiàn)小結(jié)內(nèi)容簡(jiǎn)介1湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系1. 橫向分配理論簡(jiǎn)介 對(duì)于多主梁曲線梁橋（截面形式有板式、I型、T型或箱型等）采用縱、橫橋向分別處理的方法是在工程上可行的。此時(shí)，曲線梁橋的空間工作特性是通過(guò)內(nèi)力或荷載的橫向分布系數(shù)來(lái)體現(xiàn)的。如何合理的分析曲線梁橋的橫向分布系數(shù)是曲線梁橋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題之一。（要說(shuō)明的是，對(duì)于沒(méi)有空間分析程序的時(shí)代，橫向分布顯得十分重要；但隨著計(jì)算機(jī)的普及與發(fā)展，橫向分布的重要性正在逐步淡化）。便于理論體系的完整，這里

2、仍做一簡(jiǎn)要介紹。 橫向分布的實(shí)質(zhì)就是在一定的誤差范圍內(nèi)，以一個(gè)近似的內(nèi)力影響面去代替一個(gè)精確的內(nèi)力影響面。橫向分布系數(shù)的精度主要取決于內(nèi)力影響面相似性、荷載的類型、組成及作用位置。理論上已經(jīng)證明：當(dāng)?shù)冉孛婧?jiǎn)支直線梁橋采用半波正弦荷載時(shí)，內(nèi)力、撓度的橫向分布存在精確的等值關(guān)系。對(duì)于曲線梁橋而言，內(nèi)力橫向分配與荷載橫向分配是不同的。2湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系1.1 曲線梁橋荷載橫向分布特點(diǎn)1）“內(nèi)力橫向分布”不等價(jià)于“荷載橫向分布” 對(duì)于直線梁橋而言，內(nèi)力、撓度的橫向分布與荷載的橫向分布是等效 的；曲線梁橋則由于“彎扭耦合”作用，不存在內(nèi)力、撓度的橫向分布 與荷載橫向分布

3、之間的等值關(guān)系。 彎梁橋由于彎扭耦合，不存在內(nèi)力、撓度的橫向分配與荷載的橫向 分布之間的關(guān)系。2） 分別計(jì)算豎向內(nèi)力荷載橫向分配系數(shù)和扭轉(zhuǎn)力矩荷載橫向分配系數(shù)。31.2 曲線梁橋荷載橫向分布理論概述 湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系 曲線梁橋荷載橫向分配計(jì)算理論一直是曲線梁橋簡(jiǎn)化分析的重要課題，經(jīng)過(guò)許多學(xué)者的研究，曲線梁橋的荷載橫向分配理論大致可以分為梁格理論、梁系理論和比擬正交異型曲板理論。1）梁格理論 基本理論： 曲線梁橋結(jié)構(gòu)為曲線主梁與橫梁處于彈性支承關(guān)系上的結(jié)構(gòu)，利用節(jié)點(diǎn)的撓度和扭角的關(guān)系計(jì)算節(jié)點(diǎn)力，進(jìn)而求出橫向分布系數(shù)。剛性橫梁法（特例）Leonhardt-Homb

4、erg方法的基礎(chǔ)上得到的。適用條件： 梁格法主要適用于那些主梁與橫梁聯(lián)系十分緊密的橋梁結(jié)構(gòu)，實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為相應(yīng)的由橫梁和主梁共同組成的平面格構(gòu)。42）梁系理論 基本理論： 將橋跨結(jié)構(gòu)在縱向沿主梁連接處切開(kāi)，分割成一片片彎主梁 單元，橫梁的抗彎剛度均勻攤在橋面板上（剛度相等，橫梁分?jǐn)倢挾瓤扇M梁間距中到中的距離），主梁之間的連結(jié)用橋面板切口處的贅余力表示，然后用力法求解。剛接梁法（特例） 適用條件： 梁系法適用于長(zhǎng)寬比較小的橋梁（板式、T形、I字形和分離式箱形截面橋梁），此時(shí)曲線梁橋的實(shí)際受力與剛性橫梁法的假定相差較大。湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系53）比擬正交異性曲

5、板理論 基本方法： G-M法的推廣，將曲線梁橋結(jié)構(gòu)的主梁與橫梁的剛度分別在橋的縱、橫向均勻攤模擬成扇形正交異性板，以扇形板的撓曲微分方程為基礎(chǔ)求解。（多制成圖表供設(shè)計(jì)采用）。 適用條件： 該方法既可以求解長(zhǎng)寬比較大的窄橋，也適合于求解長(zhǎng)寬比較小的寬橋。湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系62. 曲線梁橋的橫向分配剛性橫梁法湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系 剛性橫梁法是剛接梁法的一個(gè)特例，即將梁橋視作由主梁和橫梁組成的梁格系，荷載通過(guò)橫梁由一片主梁傳到其他主梁上去；反之，主梁又對(duì)橫梁起彈性支承作用。 試驗(yàn)研究表明：在具有可靠橫向聯(lián)結(jié)的橋上，且在橋的寬跨比B/L小于

6、或接近于0.5的情況時(shí)（一般稱為窄橋），車輛荷載作用下橫梁的撓曲彈性變形同主梁的相比微不足道，即橫梁在荷載作用下變形較小，基本保持為一直線。7湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系8湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系9湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系10湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系曲線梁橋跨中橫梁的受力平衡圖式11湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系12湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系13湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系14湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系15即（15）湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系16湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系17湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系18湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系193. 曲線梁橋橫向分配計(jì)算示例湖南大學(xué)土木工程學(xué)院風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心、橋梁工程系參見(jiàn)曲線梁（姚玲森