由于桥跨结构原本是一个空间结构,每个杆件之间的相互联结基本上都是刚性联 结,当作用荷载的情况下,传统的杆件内力计算目前采用的是一种简化的计算方法: 将桥跨结构分成若干个平面来处理,大体上可以分成主桁,横梁,纵梁,平纵联,桥 门架等等。然后按照结构力学中的求解桁架内力的方法进行求解。
当一个杆件同在两个平面内时,如弦杆,它既在主桁平面内,又在平纵联桁架的 平面内,对于这样的情况,我们可以先把它在每个平面内的内力求出,然后把相应的 内力相加起来,以代数和的形式表示这个杆件的实际内力。图 2-2 是主桁架结构图示:
图 2-2 主桁架杆结构图
欲求主桁架杆件的内力,就要先求主桁架杆的影响线及影响线面积计算, 其中端斜杆倾角45,影响线及其面积计算方法如下[2]:
弦杆,斜杆和竖杆的影响线面积如图 2-3 中,计算公式如(2-1)所示:
图 2-3 影响线计算图
利用公式将主桁架杆的影响线面积进行求解计算,并将结果进行汇总,制成表格 如表 2-4:
表 2-4 主桁架杆影响线面积
杆件名称 影响线面积 (m) 杆件名称 影响线面积 (m)
支反力 24 B1B3 20
A0 B1 24。72 A2 B1 16。97
A0 A1 14。14 A2 B3 6。30
A2 A2' 36 A2 B2 8
影响线面积计算完成后,还要考虑冲击系数和横向载荷的作用,计算方法如下:
(1)冲击系数 1+µ的计算: 冲击系数µ的取值要视情况而定,桥梁的不同结构,冲击系数的取值是不相同的。
冲击系数的选取参考表格 2-5[2]:
表 2-5 钢桥的冲击系数[2]
结构种类 冲击系数µ
主桁(梁,拱),桥面梁等
吊桥的主桁,主索等
根据表格 2-5,可知本文中,µ取,则冲击系数
对于弦杆,斜杆,载荷的影响是全桥性的,易得 L=48m,所以
对于竖杆,载荷的影响是局部的,易得 L=16m,所以
(2)横向分布系数 m 的计算(用杠杆法计算) 本文以两列对称车队载荷计算,重心到主桁架距离 n=3。18m
m 2 b n 2 14 3。18 1。582
b 14
用影响线加载法求恒载力 S1:
桥面自重 g1 43。4kN / m ,钢结构自重 g 2 47kN / m ,
∴全桥有: q 1 (g1 g 2) 1 (43。4 47) 45。2kN / m
所以杆件的恒载杆力为:
利用公式进行求解计算,将主桁架杆件的恒定载荷整理如表 2-6:
表 2-6 主桁架杆的恒载力(kN)
杆件名称 恒载力 S1 (kN) 杆件名称 恒载力 S1 (kN)
A0 B1 1117。34 A2 B1