橋梁分布系數計算方法

㈢ 非簡支梁橋恆載和汽車荷載作用效應計算方法

計算方法：
橋梁結構必須承受橋面上行駛車輛時的移動荷載的作用，結構的內力也隨作用點結構上的變化而變化。所以需要研究並確定其變化范圍和變化規律和內力的最大值此過程中作為設計標准。因此，需要確定的是荷載最不利位置和最大值。首先要確定在移動荷載作用下，結構內力的變化規律，將多種類型的移動荷載抽象成單位移動荷載P=1 的最簡單基本形式。只要經過清楚地分析內力變化規律，其他類型的荷載就可以根據單位移動荷載作用下的結構內力變化規律疊加原理求出。影響線是內力（或支座反力）在移動單位荷載的作用下的引起的變化規律的圖形。所以，影響線是研究車輛荷載等移動荷載作用下橋梁結構內力最大值的基本工具。初步選定對周圍環境的影響的工程規模及結構類型、使用要求、材料情況、施工條件、造價等因素，根據路基地質條件，幾種可供考慮的路基處理方案。勘察工作提供的資料一般僅作一般性的對軟土描述，土的物理力學組成狀況性質指標沒有提供。結構力學中認為影響線是一個指向不變的單位集中荷載沿結構移動時某一量值變化規律圖形。實際上，影響線是以荷載位置為變數的某量值的函數。F＝f（x，y，z）（1）
有限元法目前被公認是求解工程中所遇到的各種問題的有效通用方法，實際上，其應用范圍還要廣泛得多。橋梁結構影響線一般採取此種方法。
2.橫向分布系數計算
計算原理是用一個近似的影響面去代替精確的影響面。荷載橫向分布的原理可以歸納如下：
（1）建立在用一個近似的內力影響面去代替精確的內力影響面的基礎上。
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近似內力影響面可用變數分離得到，其坐標η（x，y）=η1（x）*η2（y）；（2）梁橋空間結構近似計算中，「荷載橫向分布」僅僅是借用的概念，其本質是「內力」的橫向分布。原因是在變數分離後在計算式的表現形式上成了「荷載」橫向分布；（3）只有在一些特殊的條件下，比如常截面的簡支梁橋承受按正弦曲線沿橋跨分布的荷載時才存在確切的荷載橫向分布。荷載橫向分布常用的方法：杠桿原理法：將橋面板看成忽略了與主梁之間橫向聯系的支承在主樑上的簡直梁或懸臂梁；正交異性板法：換算成彈性平板來求解主梁和橫隔梁的剛度。修正偏心受壓法：考慮橫隔梁剛性很大的主梁的抗扭影響；剛性橫梁法：假定橫隔梁變形後保持直線，剛性無限大；剛接板法：把相鄰主梁之間的聯系視為剛性鏈接，傳遞剪力和彎矩。

㈣ 橫向分布系數的詳解

汽車荷載效應：
結構所承受的汽車荷載大小，取決於汽車荷載的類型，和汽車荷載的橫向分布系數，而與所填入的車道數無關（如果有的話）。
對於預制、拼裝的T梁、空心板等結構，其橫向分布系數可能是小於1的小數；
對於整體箱梁、整體板梁等結構，其分布系數就是其所承受的汽車總列數，考慮橫向折減、偏載後的修正值。例如，對於一個橋面4車道的整體箱梁驗算時，其橫向分布系數應為4 x 0.67（四車道的橫向折減系數） x 1.15（經計算而得的偏載系數） = 3.082。汽車的橫向分布系數已經包含了汽車車道數的影響。
人群效應和滿人效應
對於人群效應和滿人效應，程序進行載入時，既考慮了人行道寬度（或滿人總寬度），又考慮了橫向系數。
對於整體箱梁、整體板梁等結構，若如實填寫了人行道寬度（或滿人總寬），則橫向分布系數只需填1。
對於預制、拼裝的T梁、空心板等結構，用戶應區分計算而得的橫向分布系數是否包含了寬度的影響，若已含寬度影響，則寬度值填1即可。
用橋梁博士工具中計算所得的人群橫向分布系數是包括了寬度影響的。
其它荷載的橫向分布系數與此相似。關鍵是用戶應該理解上面所列的對最終效應的解釋。
2. 如果是橫向載入，則效應計算如下：
汽車效應= 多列汽車載入的效應x汽車橫向分布系數x折減系數。
此處的多列車效應，是根據用戶輸入的車道數，通過影響線載入而得；不是簡單的一列車的倍數。
汽車沖擊力= 汽車效應x沖擊系數。
此時用戶應自己輸入汽車沖擊系數，因為橫向載入不知道結構的縱向特徵。
掛車效應= 一輛掛車載入效應x掛車的橫向分布系數。
人群效應= 人群集度x人行道寬度x人群橫向分布系數。
滿人效應= 人群集度x滿人總寬度x滿人橫向分布系數。
特載效應= 一輛特載效應x特載橫向分布系數。
特殊車列效應= 一列特殊車列效應x特殊車列橫向分布系數。（全橋只加一列）
中-活載效應= 0；程序不計算中活載的橫向載入；
輕軌效應=0；程序不計算輕軌的橫向載入。
載入特點
載入時，每列汽車的總重為1KN，每輪重1/2KN；
每輛掛車的車輪合計總重1KN，每輪重1/4KN；
每列特列的總重為1KN，用戶在定義特列分布時，分配各輪重；
每輛特載的車輪總重1KN，用戶在定義特載分布時，分配各輪重。
程序把這些荷載的重量定義為1KN，是因為程序無法判斷橫向結構的縱向特徵，無法計算一列車對此時需要驗算的橫向結構的影響力大小，這個影響力的大小體現在「橫向分布系數」中。
汽車橫向分布系數
此時的橫向分布系數，已經不是真正意義的橫向分布系數，它的大小就是一列汽車（或一輛掛車）對這個橫向結構的作用力的大小。
對一個橋墩蓋梁（假設可以進行橫向載入），一列汽車對它的作用力大小是根據縱向結構的特徵計算而得的，跟結構縱向的跨徑有關。跨徑越大，參加作用的汽車越多；
如果是連續梁，可能還要考慮其它跨的影響。
對截取的一段箱梁斷面進行結構分析時，採用橫向載入，此時一列汽車對它的作用力大小其實就是個別幾個重車輪的作用力大小。
人群橫向分布系數
對於人群（或滿人）效應，在「橫向載入有效區域」中已經填入了人行道分布區域，程序會據此進行影響線載入。所以此時的人行道寬度應該為1。
這里的人群橫向分布系數與汽車的相同，是指單位人行道寬度（1m）的縱向作用力大小。一般情況下，這個縱向力會考慮人群集度的大小，所以此時窗口中的「人群集度」應該填1。
一、進行橋梁的縱向計算時：
a) 汽車荷載
○1對於整體箱梁、整體板梁等整體結構
其分布調整系數就是其所承受的汽車總列數，考慮縱橫向折減、偏載後的修正值。例如，對於一個跨度為230米的橋面4車道的整體箱梁驗算時，其橫向分布系數應為4 x 0.67（四車道的橫向折減系數） x 1.15（經計算而得的偏載系數）x0.97（大跨徑的縱向折減系數） = 2.990。汽車的橫向分布系數已經包含了汽車車道數的影響。
○2多片梁取一片梁計算時
按橋工書中的幾種演算法計算即可，也可用程序自帶的橫向分布計算工具來算。計算時中梁邊梁分別建模計算，中梁取橫向分布系數最大的那片中梁來建模計算。
b) 人群荷載
○1對於整體箱梁、整體板梁等整體結構
人群集度，人行道寬度，公路荷載填所建模型的人行道總寬度，橫向分布系數填1 即可。因為在橋博中人群效應= 人群集度x人行道寬度x人群橫向分布調整系數。城市荷載填所建模型的單側人行道寬度，若為雙側人行道且寬度相等，橫向分布系數填2，因為城市荷載的人群集度要根據人行道寬度計算。
○2多片梁取一片梁計算時
人群集度按實際的填寫，橫向分布調整系數按求得的橫向分布系數填寫，一般算橫向分布時，人行道寬度已經考慮了，所以人行道寬度填1。
c) 滿人荷載
○1對於整體箱梁、整體板梁等整體結構
滿人寬度填所建模型扣除所有護欄的寬度，橫向分布調整系數填1。與人群荷載不同，城市荷載不對滿人的人群集度折減。
○2多片梁取一片梁計算時
滿人寬度填1，橫向分布調整系數填求得的。
註：
1、 由於最終效應：
人群效應= 人群集度x人行道寬度x人群橫向分布調整系數。
滿人效應= 人群集度x滿人總寬度x滿人橫向分布調整系數。
所以，關於兩項的一些參數，也並非一定按上述要求填寫，只要保證幾項參數乘積不變，也可按其他方式填寫。
2 、新規范對滿人、特載、特列沒作要求。所以程序對滿人工況沒做任何設計驗算的處理，用戶若需要對滿人荷載進行驗算的話，可以自定義組合。
二、進行橋梁的橫向計算時
a) 車輛橫向載入分三種：箱梁框架，橫梁，蓋梁。
○1計算箱形框架截面，實際是計算橋面板的同時考慮框架的影響，汽車橫向分布系數=軸重/順橋向分布寬度；
○2橫梁，蓋梁，汽車荷載橫向分布調整系數可取縱向一列車的最大支反力(該值可由縱向計算時，使用階段支撐反力匯總輸出結果裡面，汽車MaxQ對應下的最大值，除以縱向計算時汽車的橫向分布調整系數來算得)，進行最不利載入。
b) 對於人群（或滿人）效應，在「橫向載入有效區域」中已經填入了人行道分布區域，程序會據此進行影響線載入。人行道寬度填1。
橫梁、蓋梁計算時，這里的人群橫向分布系數與汽車的相似，是指單位橫向人行道寬度（1m）的支反力。在計算支反力時，這個系數已經考慮人群集度的大小，所以此時窗口中的「人群集度」應該填1。
c) 橫向載入最終效應
(假設汽車車道數輸入為3)如果計入車道折減系數則折減系數=0.78(公路技術規范)，不計入則=1.0。
汽車效應=三輛汽車載入的效應(每輛汽車的總重為1，每輪重1/2)x汽車橫向分布系數x車道折減系數。
汽車沖擊力=汽車效應x沖擊系數。(此時用戶應自己輸入汽車沖擊系數，因為橫向載入不知道橋梁的實際縱向跨徑，但沖擊系數是根據縱向跨徑計算的.

㈤ 當長寬比小於2時應用什麼方法計算荷載橫向分布系數

橋梁的荷載橫向分布系數的計算分析方法主要有鉸接板法、剛接板法、剛性橫梁法、G-M法等等，其適用條件除了長寬比外還需要知道其橫向連接方式，比如橫隔板有多少，間距多少等等。一般來說，空心板梁可以採取鉸接板法計算；T梁採用G-M法計算；寬度不大的帶橫隔板的小箱梁採用剛性橫梁法計算較為准確。