桥梁工程实验-T型梁桥荷载横向分布系数试验(教学)

桥梁工程实验报告班级姓名学号长安大学公路学院本科实验教学中心注意事项桥梁工程实验是《桥梁工程》课程的组成部分之一，对于培养学生理论联系实际和实际动手能力具有极其重要的作用。

因此，要求每个学生做到：实验前要认真预习。

按指定的时间进行实验，准时进入实验室，不得迟到、早退。

实验中要严格遵守实验规则，爱护实验设备，仔细观察实验现象，认真记录实验数据。

实验原始记录数据须经实验指导教师认可后方可填入实验报告中。

实验后，要及时对实验数据进行整理，计算和分析，填写好实验报告，交授课教师批阅。

在实验过程中，如机器或仪器发生故障应立即向实验指导教师报告，进行检查以便及时排除故障，保证实验的正常进行。

注：计算结果一般取三位有效数字即可。

T型梁桥横向分布系数实验报告（实验一）实验日期：一、实验目的和要求二、实验设备仪器三、实验内容和步骤四、试验数据记录1、实验桥梁模型尺寸及测点示意图（要求一个立面图，一个断面图）2、刚接T型梁桥测试数据表1 刚接T型梁桥测试数据（单位：mm）附表1 刚接T型梁桥测试数据（单位：mm）3、铰接T型梁桥测试数据表2 铰接T型梁桥测试数据（单位：mm）附表2 铰接T型梁桥测试数据（单位：mm）五、实验数据处理与分析六、思考问题1．量测模型几何尺寸、确定模型材料的物理力学性质的目的何在？2. 为什么要进行仪器仪表的调试和标定？3．加载前的初始读数与卸载后的残余读数有何用处？其意义是什么？4．为什么实际量测值与理论计算值存在偏差？无铰拱桥受力分析实验报告（实验二）实验日期：一、实验目的及要求二、设备仪器设备三、实验内容及步骤四、实验数据记录1、实验桥梁模型尺寸及测点示意图（要求两个桥型立面图和各测试断面测点布置图）2、单孔裸拱桥测试数据表1 单孔裸拱桥测试数据集中力P= 集中力作用位置：表2 单孔裸拱桥测试数据集中力P= 集中力作用位置：表3 三孔一联拱桥测试数据表4 三孔一联拱桥测试数据表5 三孔一联拱桥测试数据表6 三孔一联拱桥测试数据表7 三孔一联拱桥测试数据五、试验结果处理与分析六、思考问题1．连拱与单拱受力形式有何异同？连拱作用说明什么问题？何种受力应考虑连拱作用？2. 集中力在横向变动时，沿桥宽方向的截面内力分布是否均匀变化?板拱理论不考虑荷载横向分布的影响是否合理？3. 实验值是如何选取？有哪些注意事项？如何判断实验值是否可靠？。

桥梁荷载横向分布系数计算方法桥梁是交通系统中重要的基础设施，承载着大量的车辆和行人荷载。

桥梁荷载横向分布系数的计算对于桥梁设计和施工具有重要意义。

本文将详细介绍桥梁荷载横向分布系数的计算方法，包括计算原理、步骤和注意事项，并通过具体算例进行分析和说明。

桥梁荷载是指作用在桥梁上的各种力量，包括车辆荷载、人群荷载、风荷载等。

横向分布系数是用来描述桥梁荷载在桥面横向分布的系数，其大小与桥梁的形状、结构形式等因素有关。

桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计的重要环节，也是施工过程中的关键步骤。

计算桥梁荷载横向分布系数的方法可以分为理论计算和数值模拟两种。

理论计算方法包括集中力作用下的横向分布系数计算和均布力作用下的横向分布系数计算。

数值模拟方法则是利用计算机进行模拟分析，得到更精确的横向分布系数。

根据集中荷载作用下的弯矩和剪力，计算横向分布系数。

根据车道均布荷载的弯矩和剪力，计算横向分布系数。

数值模拟方法可以利用有限元软件进行模拟分析，得到更精确的横向分布系数。

具体步骤如下：通过对模型的应力、应变等进行分析，得出横向分布系数。

下面通过一个简单的算例来说明桥梁荷载横向分布系数的计算方法。

该桥梁为简支梁结构，跨度为20米，桥面宽度为10米。

车辆荷载为50吨的重车，速度为20公里/小时，作用在桥上长度为10米。

通过集中力作用下的横向分布系数计算方法，来计算该桥梁的横向分布系数。

计算桥梁单位长度的自重为5吨/米。

然后，确定车辆荷载的大小为50吨，位置为桥面中心线偏左1米处。

根据车辆荷载作用下的弯矩和剪力，可以得出横向分布系数为67。

根据横向分布系数的定义可知，该桥梁在车辆荷载作用下的横向分布系数为67。

桥梁荷载横向分布系数的计算是桥梁设计和施工中的重要环节，对于保证桥梁的安全性和正常使用具有重要意义。

本文详细介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算方法，包括计算原理、步骤和注意事项，并通过具体算例进行了分析和说明。

随着计算机技术和数值模拟方法的发展，未来的研究方向将更加倾向于开发更加精确、便捷的计算方法和模型，以便更好地应用于实际工程中。

干接改湿接简支T梁桥荷载横向分布系数试验研究摘要：采用刚接板梁法、刚性横梁法、有限元梁格模型分析法对天津市团泊大桥简支T梁桥的荷载横向分布系数进行计算，通过与实测横向分布系数的对比分析，提出了适用干接改湿接简支T梁桥荷载横向分布系数的计算方法——刚接板梁加权平均值法。

关键词：干接改湿接T梁桥，横向分布系数，刚接板梁法，刚性横梁法，有限元梁格模型分析法Research on Load Transverse Distribution of Simply-Support T Shape Beam Bridge Joining by Dry to Wet JointYUAN Yi-kun(Shandong PingAn Engineering of Quality Inspection Co.Ltd, Yantai 265500, China) Abstract: TianJin TuanBo bridge is simply-support T beam bridge joining by dry to wet joint. Calculate it’s load tran sverse distribution by different methods, such as method of rigid-joint slab, rigid cross beam method and the finite element method of beam grid. Then put forward the applicable method of simply-support T beam bridge load transverse distribution-the weighted average method of rigid connection, through comparing with the results of field test.Keywords: simply-support T beam bridge joining by dry to wet joint, load transverse distribution, method of rigid-joint slab, rigid cross beam method, the finite element method of beam grid1引言荷载横向分布系数计算是公路桥梁设计、检测中的一个重要内容，利用内力或荷载的横向分布系数分析桥梁结构，实质上是在一定的误差范围内寻求一个近似的影响线来代替精确的影响面，把一个复杂的空间问题转化成较为简单的平面问题来求解。

简支梁桥荷载横向分布模型实验流程实验名称：简支梁桥荷载梁横向分布模型实验实验目的：横向分布作用是桥梁设计理论中的一个重要问题。

通过对有横隔板和无横隔板两种简支桥梁模型的荷载横向分布作用的对比实验，可以从理论上了解和认识桥梁荷载横向分布作用的基本规律及各种影响因素，从而为掌握桥梁活载横向分布系数的计算打下基础。

通过本实验还可以进一步了解桥梁结构科研工作的基本方法和测试仪表的使用方法。

模型构造：本实验模型全部采用有机玻璃板加工制作，采用有横隔板和无横隔板两种简支桥梁型式。

模型安置在刚性台座上。

(模型及台座均为结构中心自行设计)。

模型主要尺寸：宽跨比（B:L）为（1：2）两种桥型的主梁截面型式相同，均为T形梁，具体构造详见模型图。

实验方案：1、采用杠杆原理的加载系统来实施加载分别在边梁、次边梁和中梁的跨中位置施加集中荷载；荷载分三级加载依次为0kg－2kg－4kg－6kg－0kg，加载5分钟后读数。

图1 杠杆加载示意图2、测点布置及测试内容测跨中截面各主梁的挠度：利用安置于刚性台座上的百分表测量挠度值。

测跨中截面各主梁的顶、底板的应变：利用贴在主梁顶、底板的应变片测试各片T梁跨中的应变值。

图2 跨中截面应变测点及挠度测点布置示意图实验步骤：实验结果整理：1、挠度和应变测量结果按表格填写，分别记录两种模型的实验情况；2、通过挠度和应变结果分别绘制1＃、2＃和3＃梁的实测荷载横向分布影响线；3、用铰接板和刚接板法计算1＃、2＃和3＃梁的理论荷载横向分布影响线；4、实验结论和看法。

注意事项和实验要点：1、加载点必须作用在纵梁的跨中位置；2、由于实验模型为有机玻璃板加工制成的，在杠杆加载时必须确保加载点作用在纵梁的中点位置上方时，在将加载杠杆轻轻放下，避免损坏面板；3、在分级加载时，应将砝码轻轻地放入加载篮中，待梁体变形稳定后方可读数；4、在整个实验过程中，不得碰撞梁体和台座，以免影响百分表和应变读数。

模型构造图：1、铰接板梁（无横隔板）简支有机玻璃模型计算跨径图3 铰接板梁（无横隔板）有机玻璃模型2、刚接板梁（有横隔板）简支有机玻璃模型计算跨径图4 刚接板梁（有横隔板）有机玻璃模型。

桥梁荷载横向分布系数
1.杠杆法；
2.梁格法，包括刚性横梁法(也称偏压法)以及修正刚性横梁法(修正偏压法)、弹性支承连续梁法；
3.梁系法，包括铰接板法、刚接板法、铰接梁法、刚接梁法；
4.板系法，如比拟正交异性板法(G-M法)；
5.增大系数法(弯矩增大15%，剪力增大5%)等。

不同截面类型、不同的横向连接方式、桥跨结构的不同位置通常具有不同的荷载横向分布系数计算方法。

梁格法、梁系法及板系法等都是建立在等截面简支体系结构上的荷载横向分布计算方法。

增大系数法一般用于箱形截面梁设计，其主导思想来自杆件弯扭相互独立理论，即认为杆件的中心荷载由梁的弯曲内力承担，而扭转荷载由杆件的自由与约束扭转内力承担，因截面翘曲约束正应力σw一般为纵向正应力σM的15%左右，故弯矩增大系数取1.15；而翘曲扭转剪应力τw约为弯曲剪应力τM的5%左右，故剪力增大系数取1.05；而实际上箱梁是弯扭共同作用，所以是不合理的，它与箱梁的综合抗扭刚度2H值有关，计算结果可能过安全也可能不安全，建议慎用！。

装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算一、基本设计资料(一)、跨度及桥面宽度二级公路装配式简支梁桥,双车道,计算跨径为13m,桥面宽度为净7、0+2×2+2×0、5=12m,主梁为钢筋混凝土简支T 梁,桥面由7片T梁组成,主梁之间得桥面板为铰接,沿梁长设置3道横隔梁。

(二)、技术标准设计荷载:公路—Ⅱ级,人群荷载3、0KN/m2。

汽车荷载提高系数1、3(三)、主要材料钢筋:主筋用HRB335级钢筋,其她用R235级钢筋。

混凝土:C50, 容重26kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土;容重23kN/m3;(四)、设计依据⑴《公路桥涵设计通用规范》(JTJ D60—2004)⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ D62—2004);(五)、参考资料⑴结构设计原理:叶见曙,人民交通出版社;⑵桥梁工程:姚玲森,人民交通出版社;⑶混凝土公路桥设计:⑷桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁(板)桥》(第三版) 易建国主编、人民交通出版社(5)《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》闫志刚主编、机械工业出版社(六)、构造形式及截面尺寸1、主梁截面尺寸:根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004),梁得高跨比得经济范围在1/11到1/16之间,此设计中计算跨径为13m,拟定采用得梁高为1、0m,翼板宽2、0m。

腹板宽0、18m。

2、主梁间距与主梁片数:桥面净宽:7、0+2×2+2×0、5=12m,采用7片T型主梁标准设计,主梁间距为2、0m。

全断面7片主梁,设3道横隔梁,横隔板厚0、15m,高度取主梁高得3/4,即0、75m 。

路拱横坡为双向2%,由C50沥青混凝土垫层控制,断面构造形式及截面尺寸如图所示。

二 、主梁得计算(一)、主梁得荷载横向分布系数计算1、跨中荷载弯矩横向分布系数(按G —M 法)(1)主梁得抗弯及抗扭惯矩x I 与Tx I 求主梁界面得得重心位置x a (图2): 平均板厚:()11913112h cm =+= 主梁截面得重心位置:cma x 568.261810011)18200(50181005.511)18200(=⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯-=主梁抗弯惯矩:)(10487.3)(229.3486992)568.262100(1001810018121)211568.26(11200112001214242323m cm I x -⨯==-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=主梁抗扭惯矩: 31ii mi i T t b c I ∑==对于翼板:1.0055.02001111≤==b t 查表得 1/3c =对于肋板:18.01001822==b t 由线性内插 295.0=c)(10608.2)(3.26077718100295.0112003143433m cm I T -⨯==⨯⨯+⨯⨯=单位宽度抗弯及抗扭惯矩:)(10304.120010608.2)(10744.120010487.3453442cm m b I J cm m b I J TxTx xx ----⨯=⨯==⨯=⨯== (2)横梁得抗弯及抗扭惯矩 翼板有效宽度λ得计算,计算图3所示横梁长度取两边主梁得轴线间距,即:cmb cmh cmc cmb l 15753052)15625(8004='='=-===381.0800305==l c 查表得当 381.0=l c 时 531.0=c λ则 cm 162531.0305=⨯=λ 横隔梁界面重心位置ya : cm a y 178.1315751116222751575211111622=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=横隔梁抗弯惯矩:)(10007.8)178.13275(75157515121)5.5178.13()111622(11)1262(12143323--⨯=-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=m I y 横隔梁得抗扭惯矩:33111222Ty I c b h c b h =+由1.00176.06251111≤==b h , 故 11/3c =,由于连续桥面板得单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板得一半,可取11/6c =。

T型梁桥荷载横向分布系数实验一、实验名称T型梁桥荷载横向分布系数实验,共2个课时。

二、实验性质和任务（一）实验性质《桥梁工程荷载横向分布实验》是土木工程专业限选专业课的其中一部分内容。

要求学生根据所学知识设计桥梁模型试验方案并组织实施，利用力学知识对桥梁模型的横向分布系数进行验算，并根据试验组织原理制订试验方案，对测试结果进行整理与分析。

通过试验，可以锻炼学生的动手能力，培养学生综合应用所学专业知识和解决实际问题的能力；培养学生的创新能力，使学生能够理论联系实际，同时获得工程师基本技能训练的机会。

（二）实验任务1、对荷载横向分布有一个感性认识，初步了解一些桥梁结构科研工作的方法和测试仪表的应用。

2、对有、无横隔板的有机玻璃梁桥模型进行加载对比试验，以了解影响桥梁可变荷载横向分布作用的各种因素。

三、主要教学内容和基本要求3.记录原始数据；4.试验结果整理；五 完成报告1.描述试验目的、试验对象、试验方法、试验方案和试验步骤；2.试验成果处理与分析（要求图、文、表并貌）； 3.试验结论；4.试验体会。

四、实验模型五、实验原理 在弹性范围内 ik ikw R α= (1)∑∑====ni ni ik ikP w R11α∴Pw nI ik∑==11α (2)把式（2）带入式（1），得Pw w R ik ikik ∑=∑===ni ikikik ik w w PR 1η （3） 利用位移互等定理： ki ik w w =得：∑∑====ni ikkini ikikik ww ww 11η即：若求第i 号梁得荷载横向分布影响线，则把力放置在该片主梁上，测出各主梁得跨中挠度，代入式（3）计算即可。

以1号梁为例：∑==ni ikww 11111η∑==ni ikww 11212η∑==ni ikww 13113η∑==ni ikww 14114η∑==ni ikww 15115η六、实验内容1. 把集中荷载分别作用于跨中截面各主梁上(1#，2#，3#)2. 跨中截面各主梁下均布有百分表，以测量跨中挠度 3．加载：分三级加载，初始荷载为3kg ，级差为3kg 。