曲線梁橋橫向分配理論.ppt

1,第6講 曲線梁橋橫向分配理論,橫向分配理論簡介 曲線梁橋的橫向分配剛性橫梁法 曲線梁橋橫向分配計算示例 曲線梁橋橫向分配計算程序?qū)崿F(xiàn) 小結(jié),內(nèi)容簡介,2,1. 橫向分配理論簡介,對于多主梁曲線梁橋（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，曲線梁橋的空間工作特性是通過內(nèi)力或荷載的橫向分布系數(shù)來體現(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)計時應(yīng)考慮的主要問題之一。（要說明的是，對于沒有空間分析程序的時代，橫向分布顯得十分重要；但隨著計算機的普及與發(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，這里仍做一簡要介紹。 橫向分布的實質(zhì)就是在一定的誤差范圍內(nèi)，以一個近似的內(nèi)力影響面去代替一個精確的內(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)冉孛婧喼е本€梁橋采用半波正弦荷載時，內(nèi)力、撓度的橫向分布存在精確的等值關(guān)系。對于曲線梁橋而言，內(nèi)力橫向分配與荷載橫向分配是不同的。,3,1.1 曲線梁橋荷載橫向分布特點 1）“內(nèi)力橫向分布”不等價于“荷載橫向分布” 對于直線梁橋而言，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)。,4,1.2 曲線梁橋荷載橫向分布理論概述,曲線梁橋荷載橫向分配計算理論一直是曲線梁橋簡化分析的重要課題，經(jīng)過許多學(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)點的撓度和扭角的關(guān)系計算節(jié)點力，進(jìn)而求出橫向分布系數(shù)。剛性橫梁法（特例）Leonhardt-Homberg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)，實際橋梁結(jié)構(gòu)可簡化為相應(yīng)的由橫梁和主梁共同組成的平面格構(gòu)。,5,2）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，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），此時曲線梁橋的實際受力與剛性橫梁法的假定相差較大。,6,3）比擬正交異性曲板理論 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)計采用）。 適用條件： 該方法既可以求解長寬比較大的窄橋，也適合于求解長寬比較小的寬橋。,7,2. 曲線梁橋的橫向分配剛性橫梁法,剛性橫梁法是剛接梁法的一個特例，即將梁橋視作由主梁和橫梁組成的梁格系，荷載通過橫梁由一片主梁傳到其他主梁上去；反之，主梁又對橫梁起彈性支承作用。 試驗研究表明：在具有可靠橫向聯(lián)結(jié)的橋上，且在橋的寬跨比B/L小于或接近于0.5的情況時（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。,8,9,10,11,曲線梁橋跨中橫梁的受力平衡圖式,12,13,14,15,16,即,（15）,17,18,19,20,3. 曲