传统的活载分析方法是把桥梁模型简化为一维梁结构,进而用静力法与机动法绘制一维梁的内力或位移影响线,分析最不利荷载位置及对应的最大量值,进行结构的强度计算及刚度验算。 位移影响面图示
随着大型复杂桥梁的发展,如宽桥、城市变宽或立交桥的建设,使得桥梁结构分析不能只取简单的单梁模型,而要采用与有限元等数值法相适应的分析模型,分析二维的内力或位移影响面。
弥补纵向计算中影响线分析的不足
对于多腹板梁(如T梁、箱梁),传统的计算为结合横向分布系数影响线法。如下图1是一个4跨连续梁采用的单箱多室箱梁截面及其梁格分割线,有中间向两边的腹板编号为0#、1#和2#。该桥的支座布置见下图。分别采用梁格法计算和传统G-M法计算的3车道活载的0#、1#和2#腹板的剪力与弯矩横向分布系数。从下面结果可以看出各腹板以及相应的剪力、弯矩横向分布系数各不相同。因此,影响线法难以适用。 图1
影响面
0号腹板剪力横向分布系数沿半跨长变化图
2号腹板弯矩横向分布系数沿半跨长变化图
1号腹板弯矩横向分布系数沿半跨长变化图
0号腹板弯矩横向分布系数沿半跨长变化图
1号腹板剪力横向分布系数沿半跨长变化图
2号腹板剪力横向分布系数沿半跨长变化图
实现纵、横梁设计一步到位
通过梁格法、空间网格法、板单元和块单元建立的空间三维模型,如采用影响线分析的一维加载方法,仍然只能得到结构纵向的活载效应,但如果采用影响面的二维加载便能同时得到结构纵、横梁的活载效应。避免单独取横梁分析的误差(包括刚度等效误差、荷载等效误差、边界条件等效误差)。