橋梁上部計(jì)算教程--橫向力分布系數(shù)計(jì)算

1、橋梁上部計(jì)算教程-橫向力分布系數(shù)計(jì)算（轉(zhuǎn)）總的來說，橫向力分布系數(shù)計(jì)算歸結(jié)為兩大類（對(duì)于新手能夠遇到的）：1、預(yù)制梁（板梁、T梁、箱梁）這一類也可分為簡(jiǎn)支梁和簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)2、現(xiàn)澆梁（主要是箱梁）首先我們來講一下現(xiàn)澆箱梁（上次lee_2007兄弟問了，所以先講這個(gè)吧）在計(jì)算之前，請(qǐng)大家先看一下截面這是一個(gè)單箱三室跨徑27+34+27米的連續(xù)梁，梁高1.55米，橋?qū)?2.95米！支點(diǎn)采用計(jì)算方法為為偏壓法（剛性橫梁法）mi=P/n士Pxexai/Qaixai）跨中采用計(jì)算方法為修正偏壓法（大家注意兩者的公式，只不過多了一個(gè)B）mi=P/nPxexaixp/（Saixai）B-一抗扭修正系數(shù)P=1/（

2、1+L2xGxZIt/（12xEx2ai2Ii）其中：Ht-全截面抗扭慣距Ii主梁抗彎慣距Ii=KIiK為抗彎剛度修正系數(shù)，見后L-計(jì)算跨徑G-剪切模量G=04E舊規(guī)范為0.43EP-外荷載之合力e-P對(duì)橋軸線的偏心距ai-主梁I至橋軸線的距離在計(jì)算0值的時(shí)候，用到了上次課程山垃卩：/比昶8山8皿/也“站-54712-1-1html我們講到的計(jì)算截面幾何性質(zhì)中的抗彎慣矩和抗扭慣矩，可以采用midas計(jì)算抗彎和抗扭，也可以采用橋博計(jì)算抗彎，或者采用簡(jiǎn)化截面計(jì)算界面的抗扭，下面就介紹一下這種大箱梁是如何簡(jiǎn)化截面的：簡(jiǎn)化后箱梁高度按邊肋中線處截面高度(1.55m)計(jì)算，懸臂比擬為等厚度板。矩形部分(

3、不計(jì)中肋)：計(jì)算公式：Itl=4Xb八2Xhl“2/(2Xh/t+b/tl+b/t2)其中：t,t1,t2為各板厚度h,b為板沿中心線長(zhǎng)度h為上下板中心線距離It1=4X(8096+7281)/2)八2X134八2/(2x1.401/0603+8097/0.22+7.281/0.2)=5.454m4懸臂部分計(jì)算公式：It2=Cibiti3其中：ti,bi為單個(gè)矩形截面寬度、厚度Ci為矩形截面抗扭剛度系數(shù),按下式計(jì)算：Ci=l/3X(l-0.63Xti/bi+0.052X(ti/bi)八5)=1/3X(1-0.63X0.26/2.2+0.052X(0.26/2.2)八5)=0.309It2=2X

4、0.3O9X2.2X0.26A3=0.0239m4截面總的抗扭慣距It=It1+It2=5.454+0.0239=5.4779m4大家可以用midas計(jì)算對(duì)比一下看看簡(jiǎn)化計(jì)算和實(shí)際能差多少？先計(jì)算一下全截面的抗彎和中性軸，下面拆分主梁需要用的到采用V2.9版中的截面設(shè)計(jì)模塊計(jì)算全截面抗彎慣距，輸出結(jié)果如下:-截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出文檔文件:D:27+34+27.sds文檔描述:橋梁博士截面設(shè)計(jì)調(diào)試任務(wù)標(biāo)識(shí):組合截面幾何特征任務(wù)類型:截面幾何特征計(jì)算截面高度:1.55m計(jì)算結(jié)果:基準(zhǔn)材料:JTJ023-85:50號(hào)混凝土基準(zhǔn)彈性模量:3.5e+04MPa換算面積:7.37m2換算慣矩:2.24m4中性

5、軸高度:0.913m沿截面高度方向5點(diǎn)換算靜矩(自上而下):主截面:點(diǎn)號(hào):高度(m):靜矩(mxx3):11.550.021.161.7730.7751.8340.3881.5850.00.0計(jì)算成功完成結(jié)果：I全=2.24m4中性軸高度H=0.913m下面來講一下主梁拆分的原則:將截面劃分為T梁和I梁,保持將兩截面中性軸與全截面中性軸位置一致。T梁和I梁頂板尺寸在兩肋間平均劃分。由于中性軸位置不變，可計(jì)算底板尺寸，具體尺寸見附件I梁和T梁對(duì)于I梁248.5x22x52.8+45x15x36.8+41.8人2/2x40=(2x+40)x20 x81.2+20 x15x66.2+71.2人2/2

6、x40解的x=49.9cm對(duì)于T梁x=785/2-2x49.9-40=252.7cm采用橋梁博士V2.9版中的截面設(shè)計(jì)模塊計(jì)算T梁和I梁抗彎慣距輸出結(jié)果如下：I梁:橋梁博士-截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸出文檔文件:C:ProgramFilesDBStudioDrBridgeToolDbDebug2.sds文檔描述:橋梁博士截面設(shè)計(jì)調(diào)試任務(wù)標(biāo)識(shí):組合構(gòu)件應(yīng)力驗(yàn)算任務(wù)類型:截面幾何特征計(jì)算截面高度:1.55m計(jì)算結(jié)果:基準(zhǔn)材料:JTJ023-85:50號(hào)混凝土基準(zhǔn)彈性模量:3.5e+04MPa換算面積:1.43m*2換算慣矩:0.446m*4中性軸高度:0.897m沿截面高度方向5點(diǎn)換算靜矩(自上而下):主截面

7、:點(diǎn)號(hào):高度(m):靜矩(m*3):11.550.021.160.35330.7750.364出愛典血OS門pooZOLL員*舉嫂w蠱瑩ESS.I血蠅EM8n詡隸蛋舊只皐豆番黑匱蛋歿ig迎儀spsCNhq畧qBoOJAMP匸DQopasD2se=LL.we60do_e儀迎儀人A+HS無臨VV10.00.0SSK08800.0寸寸EsoH無-寸E9寸寸oHoiem0.00.0Soso88000寸84.0.0oohs.o9=Z00SSLI人oo*ELnJ*濫AKEzr皿)舉濫星砸SE806.0一鰹蠅effi廿寸熏曰Tromj+skg星Z*EIoo.zedz寸o+esH-wBtffia嫂w在計(jì)算拆分

8、后的I梁或者T梁的抗彎慣矩時(shí)，由于結(jié)構(gòu)是多跨連續(xù)梁，所以應(yīng)該考慮抗彎剛度修正系數(shù)根據(jù)中跨：邊跨=34：27=1.259:1查梁橋下冊(cè)P204頁(yè)等截面連續(xù)梁等效簡(jiǎn)支梁剛度修正系數(shù)表：跨度比L23二跨連續(xù)梁邊跨L1三跨連續(xù)梁四跨連續(xù)梁中跨L2邊跨L1中跨L2中跨L2邊跨L10.81.4971.7891.01.3921.3921.4291.8181.4321.861.11.3661.4171.4041.8761.4041.891.21.3431.4421.3821.8311.3811.9191.41.3061.4481.3442.0341.3411.9741.51.291.511.3282.0791

9、.32421.61.2761.5291.3142.1251.3092.0221.81.2521.5671.2892.2091.2822.0792.01.2311.61.2672.2861.2622.105內(nèi)插得項(xiàng)目邊跨中跨K1.3711.891求取B值中跨:B=1/(1+L人2xGxIt/(12xExai人2Ii)=1/(1+34A2x5.4779x0.43E/(12xEx2x(1.245A2x0.446+3.888A2x0.713)x1891)=0.1605邊跨:p=1/(1+LA2xGxZIt/(12xExZaiA2Ii)=1/(1+272x5.4779x0.43E/(12xEx2x(1.

10、245人2x0.446+3.888人2x0.713)x1371)=0.1802這樣通過上面計(jì)算出的結(jié)果就可以利用偏壓法公式和修正偏壓法公式計(jì)算橫向力分布系數(shù)預(yù)制梁的橫向力分布系數(shù)計(jì)算從上面我能看出常見的預(yù)制梁包括板梁、小箱梁、T梁跨中橫向力分布系數(shù)：對(duì)于板梁和小箱梁由于橫向聯(lián)系比較薄弱，所以采用鉸接板梁法對(duì)于T梁有橫隔板比較多，認(rèn)為是剛接，所以采用剛接板梁法梁端橫向力分布系數(shù)：通常采用杠桿法下面就講一下30米簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁橫向力分布系數(shù)計(jì)算：主梁橫斷面見附件橋博計(jì)算橫向力分布系數(shù)計(jì)算需要輸入的數(shù)據(jù)見附件包括主梁寬、抗彎、抗扭、左板長(zhǎng)、左板慣矩、右板長(zhǎng)、右板慣矩、主梁跨度G/E等首先計(jì)算主梁的抗

11、彎抗扭慣矩（中梁、邊梁斷面尺寸見附件，梁高200cm）中梁：=MIDASSPCTEXTOUTPUTFILE=(TueJun1720:45:162008)=- HYPERLINK http:/www.midasIT.com http:/www.midasIT.com-=UNIT:KN.M*Section-P1(PLANE)*A:0.856000000000*Asx:0.400980727409*Asy:0.354751134759*Ixx:0.422696666511抗彎慣矩*Iyy:0.142340833333*Ixy:0.000000000000*J:0.014830056019抗扭慣矩*(

12、+)Cx:1.075000000000*(-)Cx:1.075000000000*(+)Cy:0.702359813084*(-)Cy:1.297640186916*(+)1/Sx:2.543194884581*(-)1/Sx:2.543194884581*(+)1/Sy:4.934352263060*(-)1/Sy:9.116429604407邊梁：MIDASSPCTEXTOUTPUTFILE(TueJun1720:48:082008)- HYPERLINK http:/www.midasIT.com http:/www.midasIT.com-UNIT:KN.M*Section-P1(PL

13、ANE)*A:0.844000000000*Asx:0.391132635890*Asy:0.355302089507*Ixx:0.417957000632抗彎慣矩*Iyy:0.129234681082*(+)Cx:1.060248815166*(-)Cx:1.014751184834*(+)Cy:0.711208530806*(-)Cy:1.288791469194*(+)1/Sx:2.536741371871*(-)1/Sx:2.427884168228*(+)1/Sy:5.503232761132*(-)1/Sy:9.9724892606430.0078585462090.0146761

14、84393由于結(jié)構(gòu)是多跨連續(xù)梁（本文假定是3x30簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁），所以應(yīng)該考慮抗彎剛度修正系數(shù)根據(jù)中跨：邊跨=30：30=1.0:1查梁橋下冊(cè)P204頁(yè)等截面連續(xù)梁等效簡(jiǎn)支梁剛度修正系數(shù)表：跨度比L2二1二跨連續(xù)梁邊跨L1三跨連續(xù)梁四跨連續(xù)梁中跨L2邊跨L1中跨L2中跨L2邊跨L10.81.4971.7891.01.3921.3921.4291.8181.4321.861.11.3661.4171.4041.8761.4041.891.21.3431.4421.3821.8311.3811.9191.41.3061.4481.3442.0341.3411.9741.51.291.511.32

15、82.0791.32421.61.2761.5291.3142.1251.3092.0221.81.2521.5671.2892.2091.2822.0792.01.2311.61.2672.2861.2622.105內(nèi)插得項(xiàng)目邊跨中跨K1.4291.818則在計(jì)算邊跨橫向力分布系數(shù)，邊跨的中梁和邊梁的抗彎慣矩需要乘以1.429中梁：0.6040邊梁：0.5973而在計(jì)算中跨橫向力分布系數(shù)，中跨的中梁和邊梁的抗彎慣矩需要乘以1.818中梁：0.7685邊梁：0.7599*Ixy:*J:抗扭慣矩對(duì)于計(jì)算抗扭慣矩在上次課程中我們給除了箱梁斷面的簡(jiǎn)化計(jì)算公式，在這里我也給出T梁斷面的簡(jiǎn)化計(jì)算公式見公

16、路橋梁荷載橫向分布計(jì)算李國(guó)豪石洞編第21頁(yè)，粘貼在附件中，供大家學(xué)習(xí)！左板慣矩右板慣矩就是等剛度橋面板抗彎慣矩，他是考慮相鄰兩篇主梁間橋面板的連接作用，其寬度取相鄰橫梁間距，翼板厚度取靠近主梁梁肋d1/3處的厚度，詳細(xì)說明請(qǐng)參照公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算李國(guó)豪石洞編第22頁(yè)橋面中線距首梁距離：對(duì)于杠桿法和剛性橫梁法為橋面的中線到首梁的梁位線處的距離；對(duì)于剛接板梁法則為橋面中線到首梁左側(cè)懸臂板外端的距離，用于確定各種活載在影響線上移動(dòng)的位置。這里所說的橋面的中心線僅指圖示中的中央分隔帶中心線，當(dāng)我在左面輸入L4=0.5L2=11.75右側(cè)輸入R4=0.5時(shí)，橋面中線距首梁是12.25；如果我在左面

17、輸入L4=0.5,右面輸入R2=11.75R4=0.5，這是橋面中線距首梁就是0.5,這么說大家應(yīng)該知道怎么回事了吧，其實(shí)很簡(jiǎn)單的下面就輸出2列車的橫向力分布系數(shù)，其他的只需把車列數(shù)修改一下就可以了，這里就不再輸出了文檔文件:C:ProgramFilesTongHaoDoctorBridge30EXAMPLESToolDbDebug2.sdt文檔描述:橋梁博士2.0橫向分布調(diào)試任務(wù)標(biāo)識(shí):德州大橋計(jì)算方法:剛接板梁法結(jié)構(gòu)描述:主梁跨徑:30.000m材料剪切模量/彎曲模量=0.430梁號(hào)梁寬彎慣矩扭慣矩左板寬左慣矩右板寬右慣矩連接12.0750.5970.0150.9000.0000.9750.

18、301剛接22.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301剛接32.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301剛接42.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301剛接52.1500.6040.0150.9750.3010.9750.301剛接62.0750.5970.0150.9750.3010.9000.000剛接注意：上表中的左板慣距和右板慣距由于時(shí)間匆忙忘記除以隔板中心距了，在此深表歉意！橋面描述:人行道分隔帶車行道中央分隔帶車行道分隔帶人行道0.5000.00011.7500.0000.0000.0000.0000

19、.500左車道數(shù)=2,右車道數(shù)=0,自動(dòng)計(jì)入車道折減汽車等級(jí):汽車超-20級(jí)掛車等級(jí):無掛車荷載人群集度:0.000KPa影響線數(shù)值:坐標(biāo)X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁0.0000.5630.4080.2460.085-0.074-0.2271.0000.4970.3690.2330.099-0.035-0.1642.0750.4320.3300.2210.1120.004-0.1003.1500.3650.2900.2080.1270.045-0.0344.2250.2980.2490.1950.1410.0860.0325.3000.2310.2080.1820.1550.1270

20、.0986.3750.1640.1670.1680.1680.1670.1647.4500.0980.1270.1550.1820.2080.2318.5250.0320.0860.1410.1950.2490.2989.600-0.0340.0450.1270.2080.2900.36510.675-0.1000.0040.1120.2210.3300.43211.750-0.164-0.0350.0990.2330.3690.49712.750-0.227-0.0740.0850.2460.4080.563橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:梁號(hào)汽車掛車人群滿人特載車列10.6900.0000.0000

21、.0000.0000.00020.5550.0000.0000.0000.0000.00030.4080.0000.0000.0000.0000.00040.4080.0000.0000.0000.0000.00050.5550.0000.0000.0000.0000.00060.6900.0000.0000.0000.0000.000計(jì)算成功完成下面來簡(jiǎn)單說一下杠桿法在結(jié)構(gòu)描述中主梁間距為5*2.15橋面中線距首梁的距離為11.25（到梁位線處）這樣就可以看結(jié)果了文檔描述:橋梁博士2.0橫向分布調(diào)試任務(wù)標(biāo)識(shí):2計(jì)算方法:杠桿法結(jié)構(gòu)描述:主梁間距:5*2.15m橋面描述:人行道分隔帶車行道中央分隔帶車行道分隔帶人行道0.5000.00011.7500.0000.0000.0000.0000.500左車道數(shù)=2,右車道數(shù)=0,自動(dòng)計(jì)入車道折減汽車等級(jí):汽