桥梁荷载横向分布的计算讲.ppt
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1、桥梁结构分析的计算机方法,桥梁荷载横向分布的计算,横向分布定义,整体桥梁结构应采用影响面加载计算最不利荷载,横向分布定义,为简化计算,采用近似影响面来加载近似影响面纵横方向分别相似,轴重,轴重与轮重的关系,各纵向影响线比例关系,横向分布定义,横向分布定义,概念的正确性内力分布、荷载分布在那种情况下是正确横向分布系数沿纵向的变化弯矩剪力,刚性横梁法,刚性横梁法,偏心受压法、修正偏心受压法基本假设横梁刚度无穷大,ej:到纵轴的偏心距,刚性横梁法,由桥梁工程课程知,横向影响线(直线)的计算公式如下,其中n为主梁数:为考虑抗扭刚度影响的修正系数:,刚性横梁法,当各主梁截面相同,且间距相等时:式中:a,
2、I,It为每个主梁的间距、抗弯惯矩和抗扭惯矩。,刚性横梁法,横向分布系数计算公式 2004公路桥梁规范的荷载如何考虑?,刚性横梁法,计算程序程序功能:计算第i_beam主梁在itype荷载下的横向分布系数co。,刚性横梁法,变量说明,控制变量Ib计算类型指数,等于0时各梁截面相同,间距相等;等于1时为一般情况。Itype荷载类型指数,等于1、2、3时分别计算汽车荷载、挂车荷载和人群荷载。N_main主梁片数i_beam要计算横向分布系数的主梁号(从左到右)N_lane车道数Wid_cro人行道宽度,变量说明,wid_lan车道宽Al简支梁的跨度Ag材料的剪切模量Ae材料的弹性模量控制数组Xin
3、f(n_main)-影响线的横坐标Aii(n_main)各主梁抗弯惯矩数组Aiti(n_main)各主梁抗扭惯矩数组,程序源代码,ccc Main program ccdimension aai(30),aii(30),aiti(30)dimension xinf(30),yinf(30)character dat*12,out*12,line*80,程序源代码,write(*,(/)write(*,*)write(*,(ls,a)Enter the name of datafile:read(*,(a)dat 文件名write(*,(/)call cname(dat)去后缀,程序源代码,ou
4、t=datcall fname(dat,.dat)加后缀.datcall fname(out,.out)加后缀.outopen(10,file=dat,status=unknown)open(11,file=out,status=unknown)read(10,*)line 标题read(10,*)itype,n_main,I_beam,n_lane,wid_cro,wid_lan,程序源代码,read(10,*)(xinf(i)=1,n_main)影响线横坐标read(10,*)ib 控制变量,=0各梁同,=1不同write(*,10)10format(/lx,=input data=:)w
5、rite(*,(4i7,2f10.4)itype,n_main,i_beam,n_lane,wid_cro,wid_lanwrite(*,(5f10.4)(xinf(i),i=1,n_main)write(*,(i7)ib,程序源代码,if(ib.eq.1)thenread(10,*)al,ag,ae 跨度l,G,Eread(10,*)(aii(i),i=1,n_main)Iiread(10,*)(aiti(i),i=1,n_main)Itido i=1,n_mainaai(i)=abs(xinf(i)aiend do,程序源代码,else if(ib.eq.0)thendo i=1,n_ma
6、inaii(i)=1.0aiti(i)=1.0end dodx=abs(xinf(n_main)-xinf(1)/float(n_main-1)相邻梁距离ado i=1,n_mainaai(i)=abs(xinf(i)/dx ej/aend doend if,程序源代码,call inf(i_beam,ib,n_main,aai,aii,aiti,al,ag,ae,xinf,yinf)求影响线yinfcall co_eff(itype,n_lane,n_main,wid_lan,wid_cro,xinf,yinf,co2,co,ilane)求分布系数cowrite(11,(10 x,a)-,程
7、序源代码,write(11,(10 x,a)|write(11,(10 x,a)|C61GXHL print filewrite(11,(10 x,a)|write(11,(10 x,a)-write(11,*)write(11,100)100format(/10 x,=rigid crossbeam influence line:)write(11,200)200format(10 x,=xinf(1-n_main):)write(11,300)(xinf(i),i=1,n_main),程序源代码,300format(10 x,5f12.6)write(11,400)400format(10
8、 x,=yinf(1-n_main):)write(11,500)(yinf(i),i=1,n_main)500format(10 x,5f12.6)write(11,600)600format(10 x,=crosswise distribution coefficient:)write(11,700)co700format(10 x,f12.6),程序源代码,close(10)close(11)write(*,(/)write(*,a)The program C61GXHL over!endC-,程序源代码,subroutine cname(c)c-character*12 cdo 10
9、i=12,1,-1if(c(i:i).eq.)thenip=igoto 30endif,程序源代码,10continue30if(ip.gt.1)thendo 40 i=ip,12c(i:i)=endifendc-,程序源代码,subroutine fname(c,ce)c-character c*12,ce*4k=0do 10 i=1,8if(c(i:i).eq.)thenk=Igoto 15endif 10 continue,程序源代码,if(k.eq.0)k=9do 20i=k,12 20c(i:i)=do 25 i=k,k+3 j=i-k+125 c(i:i)=ce(j:j)end,程
10、序源代码,c-subroutine lin_ins(xl,y1,x2,y2,x,y)线性内插c-!linear insertion!y=y1*(x-x2)/(x1-x2)+y2*(x-x1)/(x2-x1)y=(y1*(x-x2)-y2*(x-x1)/(x1-x2)end,程序源代码,c-subroutine eta(ib,n_main,i_beam,j,aai,aii,aiti,al,ag,ae,xinf,etaij)求ijc-!ETAijdimension aai(n_main),aii(n_main),aiti(n_main),xinf(n_main),程序源代码,if(xinf(i_b
11、eam)*xinf(j).ge.0.0)thensign=1.0elsesign=-1.0end ifq1=0.0q2=0.0do i=1,n_main q1=q1+aii(i)q2=q2+aai(i)*aai(i)*aii(i)end do,I,J梁是否同侧判断,程序源代码,call pass(0,177,q1,q2,aai(1),aii(1)if(ib.eq.0)then b=1.0else q3=0.0 do i=1,n_main q3=q3+aiti(i)Iti end do b=1.0/(1.0+ag*al*al*q3/(12.0*ae*q2)end ifetaij=aii(i_be
12、am)*q1+sign*aai(j)*aai(i_beam)*aii(i_beam)*b/q2 vjend,是否考虑抗扭刚度的影响,程序源代码,c-subroutine inf(i_beam,ib,n_main,aai,aii,aiti,al,ag,ae,xinf,yinf)求横向影响线c-!influence line by rigid crossbeamdimension aai(n_main),aii(n_main),aiti(n_main)dimension xinf(n_main),yinf(n_main)call eta(ib,n_main,i_beam,1,aai,aii,ait
13、i,al,ag,ae,xinf,yinf1)求ij yinf(1)=yinf1,1号梁,程序源代码,call eta(ib,n_main,i_beam,n_main,aai,aii,aiti,al,ag,ae,xinf,yinfn)yinf(n_main)=yinfndo i=2,n_main-1 call lin_ins(xinf(1),yinf(1),xinf(n_main),yinf(n_main),xinf(i),yinf(i)线性内插求中间各值 end do end,n号梁,程序源代码,c-subroutine co_eff(itype,n_lane,n_main,wid_lan,w
14、id_cro,xinf,yinf,co2,co,ilane)求横向分布系数c-!lateral(or crosswise)distribution coefficientdimension xinf(n_main),yinf(n_main),程序源代码,if(yinf(n_main).gt.yinf(1)then sign=1.0else sign=-1.0end ifco=0.0if(itype.eq.1)then 汽车 qq=0.0,程序源代码,x=(wid_lan*0.5-0.5)*sign do i=1,n_lane call lin_ins(xinf(1),yinf(1),xinf(
15、n_main),yinf(n_main),x,v)求最靠边轮位处影响线值 qq=qq+v x=x-1.8*sign call lin_ins(xinf(1),yinf(1),xinf(n_main),yinf(n_main),x,v)求另一轮位处影响线值 qq=qq+v if(n_lane.gt.2.and.i.eq.2)then co2=co 2列车的分布系数 end if,程序源代码,if(co.lt.qq)then co=qq*0.5 求co ilane=I end if x=x-1.3*sign 车列间距 end doend ifif(itype.eq.2)then x=(wid_la
16、n*0.5-1.0)*sign 挂车 call lin_ins(xinf(1),yinf(1),xinf(n_main),yinf(n_main),x,v),程序源代码,co=co+v do i=1,3 x=x-0.9*sign call lin_ins(xinf(1),yinf(1),xinf(n_main),yinf(n_main),x,v)co=co+v end do co=co*0.25end if,程序源代码,if(itype.eq.3)then if(yinf(1).ge.0.0)then 人群 x=-wid_lan*0.5-0.5*wid_cro call lin_ins(xin
17、f(1).yinf(1),xinf(n_main),yinf(n_main),x,v)按人行道中心线位置计算 co=co+v end if if(yinf(n_main).gt.0.0)then x=wid_lan*0.5+0.5*wid_cro call lin_ins(xinf(1),yinf(1),xinf(n_main),yinf(n_main),x,v)co=co+v end if,程序源代码,end if endsubroutine pass(iunit,line,v1,v2,v3,v4)输出character form*20form=(4(lx,f12.6)if(iunit.gt
18、.0)then write iunit,(a,i6)=pass line=,line,程序源代码,write(iunit,form)v1,v2,v3,v4else write(*,(a,i6)=pass line=,line write(*,form)v1,v2,v3,v4end ifend,问题思考,对于整体箱梁(型梁)如果计算其横向分布系数大跨度桥梁中横向分布的考虑偏载系数多梁式T型梁桥按单根梁计算和按整体计算各自的优缺点,刚(铰)接梁(板)法,将多梁式桥梁简化为数根并列而相互间横向刚(铰)接的狭长板(梁)各主梁接缝间传递剪力、弯矩、水平压力、水平剪力用半波正弦荷载作用在某一板上,计算各板
19、(梁)间的力分配关系,刚(铰)接梁(板)法,刚(铰)接梁(板)法,以各结点处未知力Mi,Qi为未知数,列力法方程求解 设:则i 结点的力法方程为(协调方程):,对于i=2,3,m-2来说,刚(铰)接梁(板)法,i=1时,无 项;i=m-1时,无 项。以上各式中下标意义:第一个为所考虑的未知数序号第二个为产生影响因素的未知数序号对每个结点列方程,得力法正则方程:,刚(铰)接梁(板)法,柔度矩阵A 的计算注意下标,偶数号为剪力,奇数号为弯矩。,刚(铰)接梁(板)法,结点处的基本位移模式注意图中位移符号,刚(铰)接梁(板)法,刚(铰)接梁(板)法,载变位矩阵B的计算,P=1作用在k梁中线 P=1作用
20、在k梁右端,P=1作用在1#梁左端,刚(铰)接梁(板)法,横向影响线 令P=1分别作用于1#梁左端、中间各结点、各梁中线、m#梁右端,共2m+1个位置,则可求得横向影响线。,刚(铰)接梁(板)法,主梁扭矩影响线,i=1,i=2,3,m-1,i=m,计算机程序,图 3-11,图 3-12,主程序框图 调用关系框图,变量说明,控制变量N_main主梁根数Nod节点数,nod=n_main-1Ndinf影响线点数,ndinf=2*n_main+1Inform1为0时各主梁截面相同,为1时各主梁截面不同Inform2为0时各主梁间同时有铰结和刚接,为1时各主梁间全部铰结,为2时各主梁间全部刚结Span
21、主梁跨度Gg主梁材料剪切模量Ee-主梁材料弹性模量,变量说明,控制数组Inform(nod)主梁联结方式数组Bi(n_main)各主梁抗弯惯矩数组Ti(n_main)各主梁抗扭惯矩数组Bmain(n_main)主梁宽度(两个节点间的距离)数组Rmain(n_main)主梁悬臂板长度数组Bic(n_main)主梁悬臂板(沿梁长方向单位长度)抗弯惯矩数组Xinf(ndinf)影响线横向坐标数组Eta(n_main,ndinf)存放主梁横向分布影响线,数组每一行为一片主梁的横向分布影响线Tor(n_main,ndinf)存放主梁扭矩影响线Tm(nod,ndif)存放节点处横向玩具影响线,刚(铰)接梁
22、(板)实例,刚(铰)接梁(板)实例,程序解读,程序源代码:program c62gxhl!-transverse distribution influence linedimension inform(39),ik(78)dimension bmain(40),rmain(40),bi(40),ti(40),bic(40),xinf(81)dimension gk(78,4),b(78),eta(40,81),tm(39,81)character dat*12,out*12,line*80write(*,(/)write(*,*)write(*,(lx,a)Enter the name of
23、datafile:read(*,(a)dat,程序解读,write(*,(/)call cname(dat)out=datcall fname(dat,.dat)call fname(out,.out)open(10,file=dat,status=unknown)read(10,*)line open(11,file=dat,status=unknown)read(10,*)n_main,inform1,inform2read(10,*)span,gg,eenod=n_main-1 结点数ndinf=2*n_main+1=1作用点数,程序解读,m=n_mainif(inform1.eq.0)
24、m=1 各主梁同do i=1,m read(10,*)bi(i),ti(i),bmain(i),rmain(i),bic(i)end doif(inform1.eq.0)then do i=2,n_main bi(i)=bi(i-1)ti(i)=ti(i-1)bmain(i)=bmain(i-1)bic(i)=bic(i-1)rmain(i)=rmain(i-1),程序解读,end do end if if(inform2.eq.0)thenread(10,*)(inform(i),i=1,nod)刚、铰接混合 end if if(inform2.eq.1)thendo i=1,nod inf
25、orm(i)=1 铰接end do end if if(inform2.eq.2)thendo i=1,nod,程序解读,inform(i)=2end do end if call inf(n_main,nod,ndinf,span,ee,gg,bi,ti,bmain,inform),+ik,rmain,bic,xinf,gk,b,eta,tor,tm)call output(11,n_main,nod,ndinf,xinf,ta,tor,tm)close(10)close(11)write(*,(/)write(*,(a)Thats all for the program C62GJJBL!
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