求橋梁動荷載的計算方法。。希望有例項

2021-05-04 15:34:09 字數 6824 閱讀 8558

1樓:等待的幸福快樂

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範圍和變化規律和內力的最大值此過程中作為設計標準。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,將多種型別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,其他型別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型別、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乙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式。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,其應用範圍還要廣泛得多。橋梁結構影響線一般採取此種方法。

2.橫向分布係數計算

計算原理是用乙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)建立在用乙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,其座標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:

槓桿原理法:將橋面板看成忽略了與主梁之間橫向聯絡的支承在主梁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;剛性橫樑法: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絡視為剛性鏈結,傳遞剪力和彎矩。

2樓:匿名使用者

彈性要素,纖維要素(線性或非線性),彈簧要素(線性或雙線性,單側或雙側),地盤彈簧要素(線性剛度和耦合剛度),剛體要素。

彈簧要素

6種形式:零剛度的自由形式,無限大剛度的固定形式,線性剛度形式,雙線性剛度形式,正方向單側雙線性剛度形式,負方向單側雙線性剛度形式。

輸入·輸出介面

截面編輯-從簡單幾何形狀截面到複雜形狀的截面組合;基於梁要素實體變形的計算,外力作用下的結構實際變形的表示; 死荷載的自動生成;2種部材在交接處端麵成一定角度配置時自重的精確計算;容易編輯的滯回曲線和截面輪廓,截面構成, 材料類別,關聯材料履歷帳單;最後截面中鋼筋,鋼板,規格品的配置;根據截面的形狀和構成,正確自動算出部件的自重和體積; 當2要素端截面匹配性失調時,程式能自動計算來自要素自重的節點荷載。

鋼筋混凝土橋墩

鋼製橋墩

剛性框架橋墩

樁基礎橋墩(原則上適用於靜態分析)

**時水平力分散結構橋.免震橋

剛性框架橋

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程式的特長

[解析功能]

為了對來自全方向的荷載給以正確地計算,以及結構非線性部件的模擬,不同於以往構件的力學模型, 是採用纖維要素模型。該模型能夠正確地反應動過程中的軸力變化影響和2方向軸彎曲的影響, 適合於來自全方向的荷載作用計算。鋼筋材料和混凝土材料的非線性滯回模型是基於日本道路協會出版的 《道路橋示方書.v抗震設計》(圖-1)設定的,在外力的作用下隨著軸力的變化以及反應經歷的更新, 使得截面力學特性將自動地更新。

反應中截面配筋的座屈也能被容易地考慮到(圖-2)。 另外由於採用了後藤茂男教授(佐賀大學名譽教授:弊社技術顧問)的大位移理論, 能夠計算出幾何學的非線性影響,**反應中p-δ效應被自動地考慮到。

基於以上功能, 目前為止框架結構解析中在精度上受到限制的橋(拱橋,剛性框架橋,剛性框架橋墩,有偏心橋墩的橋, 曲線橋等)的解析變得簡單,高精度的三維非線性分析也變為可能。另外, 由於提供了地盤(藕合)彈簧要素和非線性彈簧要素,也能夠分析普通橋的場地影響以及墩上支座的影響。 動力解析中首先進行固有特徵值分析再按要素剛性比例設定衰減,採用積分法求解。

[輸入機能]

利用程式提供的幾何形狀庫能夠容易地作成任意形狀截面,並且自動精確地計算截面引數。 由於採用截面扭轉的薄膜理論,能準確地計算簿壁截面的扭轉引數。程式中還裝有網格自動生成的功能, 使得纖維要素模型的非線性分析變得簡單(圖-3)。

另外,節點座標也能直接輸入或者來自表計算程式的資料複製(圖-4)。

[表示·輸出機能]

對於纖維要素,既能基於預先定義的損傷基準判斷結構反應的損傷程度(圖-5), 也能用實體形狀表示構件的變形(圖-4)。在複數荷載工況作用下的彈性解析中,可以抽出反應中最大·最小截面力所對應荷載工況(圖-6)。 同時與本公司的提供的免費程式[f8標準輸出]連動,能夠自動生成帶有目錄的解析報告書,該報告書儲存可以選擇ms-word, pdf或者html等檔案輸出格式。

圖-1《道路橋示方書·v抗震設計》提供的混凝土材料的非線性滯回模型曲線

圖-2考慮座屈的鋼筋混凝土柱子的反覆靜力作用分析結果

圖-3利用庫截面資料作成截面及自動網格生成

圖-4節點座標直接輸入與實體模型圖

圖-5根據應變反應的截面損傷判斷

圖-6最大·最小截面力對應的荷載工況抽出

3樓:匿名使用者

概述荷載橫向分布計算一直是公路橋梁設計中的乙個重要內容。它作為空間內力計算的一種實用近似方法 ,曾得到廣泛的應用。利用內力或荷載的橫向分布係數分析橋梁結構 ,實質上是在一定的誤差範圍內尋求乙個近似的影響面來代替精確的影響面 ,把乙個複雜的空間問題轉化成平面問題來進行求解 ,及把影響面 η(x ,y)分解成兩個單值函式的乘積 ,即 η(x ,y) =η1(x)×η2 (y)。

近些年來 ,隨著有限元方法的出現和數值計算技術迅猛的發展 ,出現了一些橋梁結構分析的通用計算程式 ,似乎給人以錯覺 :認為荷載橫向分布理論的計算方法將被先進的三維空…

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公路橋梁的荷載計算 20

4樓:華實藥業****

這是有標準規定的,詳見:《cjj 11-2011 城市橋梁設計規範》

一級公路橋廳信梁荷載計算公式如:

1、均布荷載標準值為:qk=10.5 kn/m。

2、集中荷載標準值pk按以下規定選取:

橋梁計算跨徑l1 ≤5m時,pk= 180kn;

橋梁計算跨徑l1 ≥50m時,pk= 360kn;

橋梁計算跨徑5<l1<50時,pk 值採用直線內插求得。

計算剪力效應時,上述均布荷載和集中荷悉絕載的標扮陸輪準值應乘以1.2的係數。

實橋荷載試驗中靜載,動載試驗的主要測試內容有哪些

5樓:匿名使用者

靜載包含:靜應變、靜撓度。

橋梁的動載測試:橋梁的固有頻率、衝擊係數、模態測試、動位移、橋梁阻尼分析。

具體試驗方法:

1)橋梁的靜載測試—採用分級載入、分級解除安裝2) 橋梁的動載測試—利用環境激勵模態測試、跑車試驗、跳車試驗等

橋梁荷載有哪幾類?分別包括哪些荷載?

6樓:匿名使用者

橋梁荷載包括恆載、活載和其他荷載。

1、恆載

恆載又稱「永久荷載」。在設計使用期內,其值不隨時間變化,或其變化與平均值相比可忽略不計的荷載。橋涵設計中的永久荷載由結構重力、預加應力、土的重力及土側壓力、混凝土收縮及徐變影響力、基礎變位影響力和水的浮力等六個部分組成。

必須說明的是,後三種力通常與時間有關,但考慮到這些力是必然產生的、長期作用的和變化緩慢的,因此也將其列入永久荷載。

2、活載

一般用普通活載和特種活載表示。普通活載是機車車輛的重量;特種活載是代表某些集中軸重(它對小跨度橋梁及區域性桿件的設計起決定作用)。

由於不同型號機車(或車輛)的軸重和軸距不相同,在設計時,應按當時的設計規範所制訂的列車活載來進行。這種活載不僅能概括當前機車車輛的實際情況,還考慮到今後的發展。

3、其他荷載

風:一般把作用在橋梁結構上的風力看作是任意方向的水平靜力。

**:見**作用,橋梁結構抗震。

此外,尚有流水壓力,冰壓力,船隻、排筏或漂流物的撞擊力以及視具體情況而定的施工階段出現的臨時荷載等,在橋梁設計規範中都有規定。

擴充套件資料

橋梁荷載試驗的物件是橋梁這種大型土木工程結構,其造價高昂、社會影響大,試驗方案與實施過程必須遵循科學、嚴謹、安全的原則,對試驗方案應反覆推敲。

對試驗過程應做到實時監測、及時反饋,發現問題及時處理,必要時終止載入。在國內曾發生過荷載試驗過程中橋梁突然垮塌的事故。

橋梁現場荷載試驗是一項複雜的、系統的工程,有效組織與合理安排是保證試驗順利進行的關鍵。試驗組織者不僅應熟悉荷載試驗流程。

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橋梁荷載是指橋梁結構設計所應考慮的各種可能出現的荷載的統稱,包括恆載、活載和其他荷載。包括鐵路列車活載或公路車輛荷載,及它們所引起的衝擊力、離心力、橫向搖擺力(鐵路列車)、制動力或牽引力,人群荷載,以及由列車車輛所增生的土壓力等。

擴充套件資料

1、恆載

包括橋梁各部分的自重、預加應力、混凝土的收縮和徐變的影響、土因自重所生的豎向和水平壓力、靜水壓力及浮力等。

2、活載

鐵路列車:

一般用普通活載和特種活載表示。普通活載是機車車輛的重量;特種活載是代表某些集中軸重(它對小跨度橋梁及區域性桿件的設計起決定作用)。

由於不同型號機車(或車輛)的軸重和軸距不相同,在設計時,應按當時的設計規範所制訂的列車活載來進行。這種活載不僅能概括當前機車車輛的實際情況,還考慮到今後的發展。

中國2023年首次公布的列車活載是將美國古柏氏e-50級活載制改為公制,前面為兩台蒸汽機車帶煤水車聯掛,機車軸重22.5噸,軸距 1.5公尺,後面的車輛活載則取7.

5噸/公尺。2023年公布的中華鐵路橋樑機車活載(簡稱中華20級活載),機車軸重降為20噸,車輛活載降到7噸/公尺。

2023年鐵道部制定了中-z活載,機車軸重隨線路等級及結構型別而不同,軸重z(也稱活載等級)分18噸、22噸、26噸三種,另一台機車和兩台煤水車的作用則由一段長30公尺的均布荷載0.4z噸/公尺表示,車輛活載為0.3z噸/公尺。

2023年公布的中華人民共和國鐵路標準活載,考慮到列車載重發展情況,機車軸重訂為22噸,後面的車輛活載則提高到8噸/公尺(圖1)。 橋梁荷載

隨著鐵路建設的發展,牽引動力將逐漸由蒸汽向電力、內燃過渡。機車軸重將提高。 國際鐵路聯盟(uic)活載的機車軸重為4×25.

5噸(250千牛),軸距則為1.6公尺,前後均為8.2噸/公尺(80千牛/公尺)的均布荷載。

公路:在公路橋上行駛的車輛種類很多,而且出現機率不同,因此把大量出現的汽車排列成隊,作為計算荷載;把出現機率較少的履帶車和平板掛車作為驗算荷載。為經濟起見,對驗算荷載可用較小的安全係數。

中國2023年曾制訂公路《橋涵工程設計準則》,2023年將它修訂為《公路橋涵設計細則》。在1961、2023年中華人民共和國交通部頒發的《公路橋涵設計規範》均列有公路車輛荷載,2023年頒布的《公路橋涵設計通用規範jtj021-85》制訂了新的荷載標準。

其中汽車荷載分四級,為汽車-10級、15級、20級和超20級。車隊中分主車和重車(見表和圖2);驗算荷載有履帶-50或平板掛車-80、100、120等(圖3)。圖中每對掛車車輪著地寬度×長度為0.

5×0.2公尺。 橋梁荷載

衝擊力:

列車、車輛活載對橋梁結構所產生的動力效應中,鉛直方向的作用力稱衝擊力、它使橋梁結構增加的撓度或應力對荷載靜止時產生的撓度或應力之比稱為動力係數μ,也稱衝擊係數。

在規範中稱1+μ為衝擊係數。它和橋梁型別及跨度有關,一般可用下式表示: 式中a、b為隨橋梁型別而變的引數;l為橋梁跨度。

最近的研究成果把動力係數分為兩部分:一為適用於連續完好的線路部分μ1;另一為受線路不均勻性影響部分μ2。動力係數則為μ1與μ2之和。

並在計算公式中,除考慮橋梁的跨度外,還反映了車輛的執行速度和橋梁結構的自振頻率。

公路橋梁汽車荷載的衝擊力為汽車荷載乘以衝擊係數,平板掛車和履帶車不計衝擊力。

離心力和橫向搖擺力:

橋在曲線上時應考慮列車、車輛的離心力的作用,離心力的大小等於豎向靜活載乘以離心率(或稱離心係數)c:

c=v2/127r 式中v為設計行車速度(公里/時);r為曲線半徑(公尺)。離心力的著力點,鐵路定為軌頂以上2公尺處;公路規定,當彎道橋的曲線半徑等於或小於250時,應計算離心力,其著力點在橋面以上 1.2公尺(為計算簡便也可移至橋面上,不計由此引起的力矩)。

鐵路列車的橫向搖擺力,中國現行規範規定按0.55噸/公尺計算。列車空載時不計。

制動力或牽引力:

列車、車輛在橋上制動或起動時(公路只計汽車制動力),因其加速度而反反作用於線路方向的縱向水平力,一般取列車或車隊豎向靜活載的10%作為制動力(或牽引力)。

人群荷載:

鐵路橋樑道碴橋面的行人路在離梁中心2.45公尺以內定為1000公斤/公尺2(10千牛/公尺2),以外為400公斤/公尺2(4千牛/公尺2),明橋面的行人路均為400公斤/公尺2(4千牛/公尺2)。公路一般規定為3千牛/公尺2;城市郊區或行人密集地區一般為3.

5千牛/公尺2,或可參照所在城市設計的規定予以確定。

3、其他荷載

風:一般把作用在橋梁結構上的風力看作是任意方向的水平靜力。

對於大跨度或體型較輕的橋,還必須考慮風振作用,並借助風洞模型試驗來驗證。

**:見**作用,橋梁結構抗震。

此外,尚有流水壓力,冰壓力,船隻、排筏或漂流物的撞擊力以及視具體情況而定的施工階段出現的臨時荷載等,在橋梁設計規範中都有規定。

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