用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的程序算法

第20卷第6期

2004年11月

森　林　工　程

FORESTENGINEERING

Vol120No16Nov.,2004

用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的程序算法

朱华平,李国芬,黄　新

(南京林业大学,南京　210037)

　　摘　要:介绍了用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的原理,以及通过计算机程序算法进行荷载横向分布影响线及荷载横向分布系数的数值计算,最后介绍了一个相应的例子关键词:荷载横向分布;偏心压力法;程序设计

中图分类号:U44112　文献标识码:A　文章编号:06--ProgramAlgorithmofLateralLoadECompressionMethodΠZhuHuaping,LiGuofen,(,210037)

lateralloaddistributionbyusingtheeccentriccompressionmethodislinesandnumericcalculationofcoefficientsoflateralloaddistributionbycomputerprogrampresented.Andonerelevantexampleisgiveninthepaper.

Keywords:lateralloaddistribution;theeccentriccompressionmethod;programdesign

　　桥梁荷载横向分布计算的方法较多,如杠杆

法、偏心压力法、铰接板梁法、刚接(板)梁法、比拟正交异性板法等。本文拟对目前常用手算的偏心压力法运用计算机程序来解决,以便提高计算结果的准确性和计算速度。1　计算原理

各梁刚度和尺寸相同,跨中横隔梁在荷载作用前后保持直线状态。

目前常用求偏心压力横向影响线的公式,以1号梁为例:

2η(1)+n11=

n

i=1

图1　偏心压力法计算简图

∑a

a1

n

2i

η1n=

n

2

-(2)

2i

i=1

∑a

　　由上式可以看出,计算1号梁的横向分布影响

线时,只用到两个参数:梁的片数n和梁间距ai,所以在给定梁的片数时,就对上述(1)、(2)式进行简化。

假定梁的片数为偶数n,d

22222

∑ai=2d1+2+3+…,+2

2=d

12

代入(1)和(2)式得

图2　偶数片梁公式推导简图

η′11=

n(nη′1n=n(n+1)+1)

(3)(4)

收稿日期:2004-07-11

基金项目:南京林业大学科技创新基金课题资助。

第一作者简介:朱华平(1977-),男,江苏姜堰市人,助教。

1998年毕业于南京东南大学,主要从事桥梁结构方面的研究工作。

　　本公式是利用梁的片数为偶数的情形推导出的,可以证明当梁的片数为奇数时,公式(3)和公式(4)同样适用(证明此处从略)。由此可推导出任意一片梁(从左向右第k片)的影响线计算公式:

η(5)′k1=n(n+1)

η(6)′kn=n(n+1)

第6期　　　　　　　　　　　　　　　朱华平,等:用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的程序算法45

　　这样可得到第k片梁的影响线计算方程。

y=x+

n(n+1)(n-1)dn(n+1)

(7)

2　横向分布系数计算程序流程图　　使用参考文献[2]中的例题2-5-3,其主要

设计参数为:计算跨径1915m;梁的片数为5片;行车道宽7m;两侧人行道各宽0175m。当荷载位于跨中时,各主梁的汽车、挂车及人群荷载的横向分布系数手算结果与电算结果比较如表1所示。

表1　手算结果与电算结果对照表

荷载横向

分布系数汽车荷载1号梁

2号梁

3号梁

将计算荷载横向分布系数的过程编制成计算机程序,程序流程框架图如图3所示

。

手算值电算值手算值电算值

[***********]1214

014012014

,结束语

本文主要介绍了偏心压力法计算荷载横向分布系数时的计算原理、编程实现、以及计算程序结果与手算结果的比较,旨在与各位同仁进行交流与探讨。本程序只是对中间无分隔带的桥梁采用偏心压力法计算作了探讨,对于有分隔带及更复杂的桥梁,本程序还需要进一步完善。

【参　考　文　献】

图3　程序流程框图

[1]杨柄成.公路桥梁电算[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]李国豪,石　洞.公路桥梁荷载横向分布计算[M].北京:

人民交通出版社,1987.

图中:N为梁的片数;d为梁的间距;B为行车道宽度;R为人行道宽度。3　算　例

下面用一个算例来验证程序的正确性。

[责任编辑:胡建伟]

欢迎订阅2005年《林业科技》杂志

《林业科技》杂志是中国林业科学研究院黑龙江分院、黑龙江省林业科学院主办的综合性林业科技期刊。本刊是历届全国文核心期刊,并再次被评为2004～2008年度的中文核心期刊;1996年被评为黑龙江省优秀科技期刊,1997年获第二届全国优秀科技期刊三等奖。本刊1997年加入《中国学期刊(光盘版)》,成为首批入编的科技期刊,在国内乃至国际上享有较高的知名度,目前发行范围已覆盖全国。《林业科技》及时报道林业科研前沿动态,广泛介绍结合生产实际的应用技术,且包容了南北方林业的一切发展及研究动态。其内容包括:采种育苗、更新造林、森林经营、调查设计、园林绿化、森林防火、病虫害防治、林业机具、木材采运、木材加工、林产化工、野生动物繁殖利用、林副特产、多种经营、林业经济及企业管理、世界林业科技以及相关的边缘学科等。适于高等院校、科研单位、管理部门、林业企业的技术人员、管理干部、技术工人以及林业专业户阅读。

《林业科技》杂志为双月刊,全年六期,每期逢单月25日出版,大16开本,64页,单册订价6100元,全年订价36100。欢迎读者到各地邮政局、所或直接向编辑部订购。本刊代号:14—27。

编辑部地址:黑龙江省哈尔滨市哈平路134号(150040)联系电话:0451-86602476

第20卷第6期

2004年11月

森　林　工　程

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Vol120No16Nov.,2004

用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的程序算法

朱华平,李国芬,黄　新

(南京林业大学,南京　210037)

　　摘　要:介绍了用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的原理,以及通过计算机程序算法进行荷载横向分布影响线及荷载横向分布系数的数值计算,最后介绍了一个相应的例子关键词:荷载横向分布;偏心压力法;程序设计

中图分类号:U44112　文献标识码:A　文章编号:06--ProgramAlgorithmofLateralLoadECompressionMethodΠZhuHuaping,LiGuofen,(,210037)

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Keywords:lateralloaddistribution;theeccentriccompressionmethod;programdesign

　　桥梁荷载横向分布计算的方法较多,如杠杆

法、偏心压力法、铰接板梁法、刚接(板)梁法、比拟正交异性板法等。本文拟对目前常用手算的偏心压力法运用计算机程序来解决,以便提高计算结果的准确性和计算速度。1　计算原理

各梁刚度和尺寸相同,跨中横隔梁在荷载作用前后保持直线状态。

目前常用求偏心压力横向影响线的公式,以1号梁为例:

2η(1)+n11=

n

i=1

图1　偏心压力法计算简图

∑a

a1

n

2i

η1n=

n

2

-(2)

2i

i=1

∑a

　　由上式可以看出,计算1号梁的横向分布影响

线时,只用到两个参数:梁的片数n和梁间距ai,所以在给定梁的片数时,就对上述(1)、(2)式进行简化。

假定梁的片数为偶数n,d

22222

∑ai=2d1+2+3+…,+2

2=d

12

代入(1)和(2)式得

图2　偶数片梁公式推导简图

η′11=

n(nη′1n=n(n+1)+1)

(3)(4)

收稿日期:2004-07-11

基金项目:南京林业大学科技创新基金课题资助。

第一作者简介:朱华平(1977-),男,江苏姜堰市人,助教。

1998年毕业于南京东南大学,主要从事桥梁结构方面的研究工作。

　　本公式是利用梁的片数为偶数的情形推导出的,可以证明当梁的片数为奇数时,公式(3)和公式(4)同样适用(证明此处从略)。由此可推导出任意一片梁(从左向右第k片)的影响线计算公式:

η(5)′k1=n(n+1)

η(6)′kn=n(n+1)

第6期　　　　　　　　　　　　　　　朱华平,等:用偏心压力法计算桥梁荷载横向分布系数的程序算法45

　　这样可得到第k片梁的影响线计算方程。

y=x+

n(n+1)(n-1)dn(n+1)

(7)

2　横向分布系数计算程序流程图　　使用参考文献[2]中的例题2-5-3,其主要

设计参数为:计算跨径1915m;梁的片数为5片;行车道宽7m;两侧人行道各宽0175m。当荷载位于跨中时,各主梁的汽车、挂车及人群荷载的横向分布系数手算结果与电算结果比较如表1所示。

表1　手算结果与电算结果对照表

荷载横向

分布系数汽车荷载1号梁

2号梁

3号梁

将计算荷载横向分布系数的过程编制成计算机程序,程序流程框架图如图3所示

。

手算值电算值手算值电算值

[***********]1214

014012014

,结束语

本文主要介绍了偏心压力法计算荷载横向分布系数时的计算原理、编程实现、以及计算程序结果与手算结果的比较,旨在与各位同仁进行交流与探讨。本程序只是对中间无分隔带的桥梁采用偏心压力法计算作了探讨,对于有分隔带及更复杂的桥梁,本程序还需要进一步完善。

【参　考　文　献】

图3　程序流程框图

[1]杨柄成.公路桥梁电算[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]李国豪,石　洞.公路桥梁荷载横向分布计算[M].北京:

人民交通出版社,1987.

图中:N为梁的片数;d为梁的间距;B为行车道宽度;R为人行道宽度。3　算　例

下面用一个算例来验证程序的正确性。

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