桥梁分布系数计算方法

㈢ 非简支梁桥恒载和汽车荷载作用效应计算方法

计算方法：
桥梁结构必须承受桥面上行驶车辆时的移动荷载的作用，结构的内力也随作用点结构上的变化而变化。所以需要研究并确定其变化范围和变化规律和内力的最大值此过程中作为设计标准。因此，需要确定的是荷载最不利位置和最大值。首先要确定在移动荷载作用下，结构内力的变化规律，将多种类型的移动荷载抽象成单位移动荷载P=1 的最简单基本形式。只要经过清楚地分析内力变化规律，其他类型的荷载就可以根据单位移动荷载作用下的结构内力变化规律叠加原理求出。影响线是内力（或支座反力）在移动单位荷载的作用下的引起的变化规律的图形。所以，影响线是研究车辆荷载等移动荷载作用下桥梁结构内力最大值的基本工具。初步选定对周围环境的影响的工程规模及结构类型、使用要求、材料情况、施工条件、造价等因素，根据路基地质条件，几种可供考虑的路基处理方案。勘察工作提供的资料一般仅作一般性的对软土描述，土的物理力学组成状况性质指标没有提供。结构力学中认为影响线是一个指向不变的单位集中荷载沿结构移动时某一量值变化规律图形。实际上，影响线是以荷载位置为变量的某量值的函数。F＝f（x，y，z）（1）
有限元法目前被公认是求解工程中所遇到的各种问题的有效通用方法，实际上，其应用范围还要广泛得多。桥梁结构影响线一般采取此种方法。
2.横向分布系数计算
计算原理是用一个近似的影响面去代替精确的影响面。荷载横向分布的原理可以归纳如下：
（1）建立在用一个近似的内力影响面去代替精确的内力影响面的基础上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

近似内力影响面可用变量分离得到，其坐标η（x，y）=η1（x）*η2（y）；（2）梁桥空间结构近似计算中，“荷载横向分布”仅仅是借用的概念，其本质是“内力”的横向分布。原因是在变量分离后在计算式的表现形式上成了“荷载”横向分布；（3）只有在一些特殊的条件下，比如常截面的简支梁桥承受按正弦曲线沿桥跨分布的荷载时才存在确切的荷载横向分布。荷载横向分布常用的方法：杠杆原理法：将桥面板看成忽略了与主梁之间横向联系的支承在主梁上的简直梁或悬臂梁；正交异性板法：换算成弹性平板来求解主梁和横隔梁的刚度。修正偏心受压法：考虑横隔梁刚性很大的主梁的抗扭影响；刚性横梁法：假定横隔梁变形后保持直线，刚性无限大；刚接板法：把相邻主梁之间的联系视为刚性链接，传递剪力和弯矩。

㈣ 横向分布系数的详解

汽车荷载效应：
结构所承受的汽车荷载大小，取决于汽车荷载的类型，和汽车荷载的横向分布系数，而与所填入的车道数无关（如果有的话）。
对于预制、拼装的T梁、空心板等结构，其横向分布系数可能是小于1的小数；
对于整体箱梁、整体板梁等结构，其分布系数就是其所承受的汽车总列数，考虑横向折减、偏载后的修正值。例如，对于一个桥面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） = 3.082。汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。
人群效应和满人效应
对于人群效应和满人效应，程序进行加载时，既考虑了人行道宽度（或满人总宽度），又考虑了横向系数。
对于整体箱梁、整体板梁等结构，若如实填写了人行道宽度（或满人总宽），则横向分布系数只需填1。
对于预制、拼装的T梁、空心板等结构，用户应区分计算而得的横向分布系数是否包含了宽度的影响，若已含宽度影响，则宽度值填1即可。
用桥梁博士工具中计算所得的人群横向分布系数是包括了宽度影响的。
其它荷载的横向分布系数与此相似。关键是用户应该理解上面所列的对最终效应的解释。
2. 如果是横向加载，则效应计算如下：
汽车效应= 多列汽车加载的效应x汽车横向分布系数x折减系数。
此处的多列车效应，是根据用户输入的车道数，通过影响线加载而得；不是简单的一列车的倍数。
汽车冲击力= 汽车效应x冲击系数。
此时用户应自己输入汽车冲击系数，因为横向加载不知道结构的纵向特征。
挂车效应= 一辆挂车加载效应x挂车的横向分布系数。
人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布系数。
满人效应= 人群集度x满人总宽度x满人横向分布系数。
特载效应= 一辆特载效应x特载横向分布系数。
特殊车列效应= 一列特殊车列效应x特殊车列横向分布系数。（全桥只加一列）
中-活载效应= 0；程序不计算中活载的横向加载；
轻轨效应=0；程序不计算轻轨的横向加载。
加载特点
加载时，每列汽车的总重为1KN，每轮重1/2KN；
每辆挂车的车轮合计总重1KN，每轮重1/4KN；
每列特列的总重为1KN，用户在定义特列分布时，分配各轮重；
每辆特载的车轮总重1KN，用户在定义特载分布时，分配各轮重。
程序把这些荷载的重量定义为1KN，是因为程序无法判断横向结构的纵向特征，无法计算一列车对此时需要验算的横向结构的影响力大小，这个影响力的大小体现在“横向分布系数”中。
汽车横向分布系数
此时的横向分布系数，已经不是真正意义的横向分布系数，它的大小就是一列汽车（或一辆挂车）对这个横向结构的作用力的大小。
对一个桥墩盖梁（假设可以进行横向加载），一列汽车对它的作用力大小是根据纵向结构的特征计算而得的，跟结构纵向的跨径有关。跨径越大，参加作用的汽车越多；
如果是连续梁，可能还要考虑其它跨的影响。
对截取的一段箱梁断面进行结构分析时，采用横向加载，此时一列汽车对它的作用力大小其实就是个别几个重车轮的作用力大小。
人群横向分布系数
对于人群（或满人）效应，在“横向加载有效区域”中已经填入了人行道分布区域，程序会据此进行影响线加载。所以此时的人行道宽度应该为1。
这里的人群横向分布系数与汽车的相同，是指单位人行道宽度（1m）的纵向作用力大小。一般情况下，这个纵向力会考虑人群集度的大小，所以此时窗口中的“人群集度”应该填1。
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。
二、进行桥梁的横向计算时
a) 车辆横向加载分三种：箱梁框架，横梁，盖梁。
○1计算箱形框架截面，实际是计算桥面板的同时考虑框架的影响，汽车横向分布系数=轴重/顺桥向分布宽度；
○2横梁，盖梁，汽车荷载横向分布调整系数可取纵向一列车的最大支反力(该值可由纵向计算时，使用阶段支撑反力汇总输出结果里面，汽车MaxQ对应下的最大值，除以纵向计算时汽车的横向分布调整系数来算得)，进行最不利加载。
b) 对于人群（或满人）效应，在“横向加载有效区域”中已经填入了人行道分布区域，程序会据此进行影响线加载。人行道宽度填1。
横梁、盖梁计算时，这里的人群横向分布系数与汽车的相似，是指单位横向人行道宽度（1m）的支反力。在计算支反力时，这个系数已经考虑人群集度的大小，所以此时窗口中的“人群集度”应该填1。
c) 横向加载最终效应
(假设汽车车道数输入为3)如果计入车道折减系数则折减系数=0.78(公路技术规范)，不计入则=1.0。
汽车效应=三辆汽车加载的效应(每辆汽车的总重为1，每轮重1/2)x汽车横向分布系数x车道折减系数。
汽车冲击力=汽车效应x冲击系数。(此时用户应自己输入汽车冲击系数，因为横向加载不知道桥梁的实际纵向跨径，但冲击系数是根据纵向跨径计算的.

㈤ 当长宽比小于2时应用什么方法计算荷载横向分布系数

桥梁的荷载横向分布系数的计算分析方法主要有铰接板法、刚接板法、刚性横梁法、G-M法等等，其适用条件除了长宽比外还需要知道其横向连接方式，比如横隔板有多少，间距多少等等。一般来说，空心板梁可以采取铰接板法计算；T梁采用G-M法计算；宽度不大的带横隔板的小箱梁采用刚性横梁法计算较为准确。