桥梁荷载横向分布系数计算方法

横向分布系数

第９卷第１期

２００９年２月

交通运输工程学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖ０１．９Ｆｅｂ．

ＮＯ．１２００９

文章编号：１６７１—１６３７（２００９ｌＯｌ一００８２—０５

桥梁荷载横向分布系数计算方法

刘

华１’２，叶见曙３，俞博３，李海生３

（１．中铁大桥勘测设计院有限公司，湖北武汉４３００５０；２．中铁大桥（南京）桥隧诊治有限公司，

江苏南京２１００６１；３．东南大学交通学院，江苏南京２１００９６）

摘

要：以主梁挠度横向分布规律来确定桥梁荷载横向分布，考虑了桥梁结构计算模态的固有频

率、振型和模态质量，提出了一种适用于各种结构形式桥梁的荷载横向分布系数计算方法．即模态参数法。分别以一座有机玻璃模型试验桥梁和一座公路斜交Ｔ型桥梁为算例，介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算步骤。计算结果表明：荷载横向分布系数的测量值与计算值最大误差为２．６％，因此，相比于传统的桥梁荷载横向分布系数计算方法，模态参数法减小了对桥梁结构进行分类和假定带来的误差，更具有通用性和准确性。

关键词：桥梁工程；模态参数；荷载横向分布影响线；荷载横向分布系数

中图分类号：Ｕ４４１．２

文献标志码：Ａ

Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｆｏｒｂｒｉｄｇｅｌｏａｄ

ＬＩＵＨｕａｌ”，ＹＥＪｉａｎ—ｓｈｕ３，ＹＵＢ０３，ＬＩＨａｉ－ｓｈｅｎ９３

（１．ＣｈｉｎａＺｈｏｎｇｔｉｅ２．Ｃｈｉｎａ

Ｚｈｏｎｇｔｉｅ

ＭａｊｏｒＢｒｉｄｇｅＲｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｉ。ｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３００５０，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；

ＭａｊｏｒＢｒｉｄｇｅ（Ｎａｎｊｉｎｇ）ＢｒｉｄｇｅａｎｄＴｕｎｎｅｌＤｅｔｅｃｔｉｎｇａｎｄ７ＦｒｅａｔｍｅｎｔＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００６１。

Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｏａｄｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｂｒｉｄｇｅｗａｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

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ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｌｏａｄｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｗａｓａｄｖａｎｃｅｄｆｏｒａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｂｒｉｄｇｅ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｌｉｎｅｏｆｌｏａｄｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｌｏａｄｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ

Ａｕｔｈｏｒｒｅｓｕｍｅ：ＬＩＵＨｕａ（１９７９一），ｍａｌｅ，ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ＰｈＤ，＋８６—２５—５８７４４６００—８０４８，ｋｙｌｉｎｂｒｉｄｇｅ＠】６３．ｃｏｍ．

Ｏ

引

言目

的研究，但大部分还足应用“荷载横向分布”这一概念，把空ｌ＇日ｊ计算问题合理地简化为平面问题来解决。公路桥梁荷载横向分布系数的计算方法有很多，典

目前，已有大量对桥梁结构进行空间计算理论

收稿日期：２００８—０９—２０

基金项目：国家８６３计划项目（２００７ＡＡｌｌＺｌ０６）

作者简介：刘

华（１９７９一），男，安徽怀宁人，中铁大桥勘测设计院有限公司工程师，工学博士．从事桥梁结构与稳定性研究。

万方数据

横向分布系数

第１期刘华，等：桥梁荷载横向分布系数计算方法

６３

型的计算方法有刚（铰）接梁法、ＧＭ法、修正偏压法等，这些计算理论都有其独到之处和适用范围，同时，其（杠杆原理法除外）理论根据都是以主梁挠度横向分布规律来确定荷载横向分布。同样是依据于这一理沦根据，模态参数法的主要工作就是确定外荷载作用下横向各片梁之间挠度的比值关系，从而计算出荷载横向分布系数［１。２Ｊ。

模态参数法的精度主要取决于桥梁结构模态分析的精度，计算机和有限元理论的发展使对桥梁结构进行计算模态分析变得Ｉ异常容易。而Ｈ，如果“以主梁挠度横向分布规律朱确定荷载横向分布”的理论根据对所分析桥梁是适用的，那么模态参数法就不受桥梁结构类璎的局限，对于一般桥梁而言具有

通用性ｈ７｜。本文推导和介绍ｒ模态参数法的形成，

以有机玻璃模型试验桥和一座公路斜交Ｔ删桥梁为例，检验其精度和介绍其使用步骤。

１模态参数法

模态参数是指桥梁结构计算模态的同有频率、振刑以及模态质量等参数。模态参数法与其他方法不同之处在于荷载横向分布影响线是由这砦模态参数计算出来的。应用此方法时，首先通过模态参数计算模态柔度∽］，此处模态柔度的物理意义为单他荷载作用下，各片梁发乍的挠度；其次根据模态柔度，提取各片梁在跨中位置的变形值，根据变形值和梁的片数，计算、绘制倚载横向分布影响线；最后，与其他方法一样，在横向分布影响线上进行最小利布载来汁算相应梁的横向分布系数。

１．１模态柔度

在连续时域中，一个结构系统的振动控制方程为【９０

Ｍ甜（ｆ）＋Ｄ西（ｆ）＋Ｋｕ（ｔ）一，（ｆ）

（１）

式中：Ｍ、Ｄ和Ｋ分别为Ｐ×Ｐ阶质量、阻尼 …… 此处隐藏：1687字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……