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摘要：如今我国的公路建设已经拥有更多的成熟理念，在众多技术处理上也具有独特的方法。对公路桥梁荷载横向分布系数课题的探讨，人们已经探索总结出了各种模型与方法，实用价值较大。本文将主要选择几种典型的桥梁荷载横向分布系数计算方法，研究相关适用范围与计算能够为未来的桥梁建设提供一定的帮助。
关键词：荷载横向分布系数；影响因素；计算方法
我国经济多年来取得了长足的发展，交通运输事业的来往需求增多，使得城市的公路建设迎来新的机遇和挑战。在公路建设中，桥梁建设是十分重要的组成部分，经常往来于公路桥梁的车辆，其自重、载重、速度变化等要素都对桥梁的荷载产生了不同程度的影响。如今的桥梁建设从设计阶段开始，就充分考虑桥梁结构的安装使用寿命，充分了解各片梁所承最大活载弯矩，旨在更好地保障桥梁的力学均匀分布。一般情况下，不少中小跨多片梁型的桥梁都会利用横向分布状态的测试方法提高桥梁运营状态评价，值得对外进行推广。
1 荷载横向分布系数释义
荷载横向分布系数，英文全称为Lateral Distribution Factor of Live Load，专指在公路系统中行进的不同车辆，自身荷载作用于桥梁横向位置的各主梁间分配的百分数，可简单理解为就是桥梁与其他主梁之间所存在的铰接或刚接等联结方式，荷载横向分布系统与内部横梁是否存在联，是否具有确认数目、断面抗弯刚度大小与抗扭刚度等都有关系。，以及车辆荷载在桥上的位置等有关。荷载横向分布系数属于一项复杂的空间结构课题，经过必要的桥梁设计后，很多平面而为问题就会出现荷载横向分布系数。当前，行业内应用最为广泛的分布系统计算方法就是以主梁纵向影响线和它的荷载横向分布影响线结合。特别对于荷载横向分布系数而言，这一数据的提供是基于荷载横向分布影响线，同时积极挖掘荷载正向作用最不明显的。在桥梁施工中，荷载横向分布系数会主要受到桥粱跨度、主梁间距、桥面厚度、主梁刚度、横隔梁数及位置车载类型等多数据的影响。
2 荷载横向分布系数计算方法及其适用范围
桥梁的荷载横向分布系数的求解方法已经得到了很多人的关注，并广泛应用在不同的适用领域中。
2.1杠杆原理法
该法强调对桥面板的假设，假设其主梁梁肋的位置突然断裂，同时，应该积极淡化存在于主梁不同横向结构之间的各种关联，强调考虑沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。
图一 杠杆法计算实例
如图一所示某案例中，设荷载横向分布影响线坐标为η，车辆荷载轴重为P，轮重为P/2，单纯考虑车辆荷载的不利最大化情况，则可以得到主梁最大荷载为：
P max＝Σ（P/2）•η＝（1/2×∑η）•P （1）
上述式子中，1/2∑η的计算结果正反映的是车辆荷载的横向分布系数。根据相关规定，对于车道荷载的横向分布系数可以按照常规车辆荷载横向分布系数计，就可以知道汽车的荷载横向分布系数可有两部分组成，具体取值为moq＝1/2∑ηq（2），式子中的mo代表经过杠杆原理法运算完成的荷载横向分布系数，而q则表示汽车荷载；同理，也能得到关于人群的荷载横向分布系数取值，即为mor＝ηr（3）。通过上述（2）、（3）两式，我们知道ηq和ηr分别代表的是汽车车轮或每延米人群所对应发生的荷载横向分布影响线坐标。
杠杆原理法，主要应用在所考察的荷载全部集中于主梁支点附近，这时，整个主梁支承的刚度要较之主梁间横向联系刚度要大。一旦巨大的荷载施加在某一区域或特定一点处后，相邻两梁体将承担大多数荷载并迅速传至基座。当然，杠杆原理法还能够应用于双主梁桥的系统计算，也能够积极强化较弱的横向联系中间横格梁的桥梁。
2.2偏心压力法
该法的基本假定有几个方面：首先是桥梁的中间横隔梁体可因车辆荷载作用而视为刚度足够大的刚性梁，此时横梁必然是直线型长条状；其次是要对主梁自身可能存在的抗扭刚度进行忽略处理，不考虑主梁对横隔梁的抵抗扭矩。
该计算方法的基本思路是：假定单位荷载P＝1呈集中竖向状态，找到桥梁截面的某一扭转中心，测定出两者之间的距离为e，则可知各片主梁上的横向分布系统计数情况需要逐一对待。如横梁呈刚性，以刚体力学思考力学效应与运动平移原理，移P至中间主梁，发出竖向力P作用在中心主梁，同时发出一个刚体上的偏心力矩M，则可知M＝P•e＝1•e，偏心荷载的作用应为竖向力作用与偏心力矩作用的叠加。
偏心压力法，可以应用在某些需要计算荷载横向分布的拥有可靠横向连接的桥上，要求桥宽跨比不得超过0.5。偏心压力的计算方法总的来看思路清晰、概念明确、公式简明、运算便捷。
2.3弹性支撑连续梁法
该方法主要根据桥梁的主体工程结构中纵横梁的刚度比例不同来提出，一般都会假设横梁属于弹性支撑，主要是在各纵梁部位或区域充当弹性支承连续梁，通常可将所表现出的弹性支撑的刚度设定为纵梁的抗弯刚度。利用弹性支承连续梁，就能够将不同支撑位置的反力求出，从而得到整个桥梁的荷载横向分布。
弹性支撑连续梁法，一方面可用于宽跨比不超0.5 的窄桥，另一方面也可用于宽跨比超出0.5的宽桥。弹性支撑连续梁的解题技巧居多，较为简化并广泛应用的方法就是初参数法，上世纪50年代，中国研究人士将西方专业著作翻译后，对初参数法给出了更多的思路，并给出其中的2-8 跨乃至9跨、10跨的弹性支承连续梁支点反力的公式和数值表，随后该法在桥梁设计上实现了广泛应用，而且还常常有人运用该法来计算平面曲线桥横向分布系数。
2.4横向铰接板梁法
现实生活中，常常可以看到利用混凝土现浇现筑来实现填缝连接的装配式板桥，也会看到通过钢板的焊接完成翼板构建或完全靠交叉钢筋连接而形成的无中间隔梁的装配式桥，这些构造均具有一定的特点，往往各部件间具有横向关联，然而这样的关联显得十分薄弱，细致研究可知此类结构受力状态如同多根长条形板梁在并列连接或已经建立横向铰接。这些构造可以通过横向铰接板梁法理论来计算荷载横向分布。
该法的重要假设内容主要有几点：遭遇竖向荷载后，接缝留竖向剪力g（x）予以传递可以半波正弦荷载主动分析桥梁施工中的跨中荷载横向分布的规律，则可以有函数关系式 g（x）＝g•sin（π•x/l）；可见，对于所有的板梁而言，荷载出现后，若是偏心式荷载变化，则只可能出现垂直位移ω与转角φ，如此也就不会出现横向弯曲。
该法的计算原理主要是借助结构力学的部分知识，通过有效的分析可以列出必要的正则方程组，通过对刚度系统的设计整理后引入，可主动获得只含γ和g的新方程组。可见，该法一般应用中，可直接通过确定γ、n和荷载作用的位置，求解出（n-1）个未知铰力幅值。
2.6 G-M法
G-M法又称之为比拟正交异性板法，主要的适用对象与环境是：含主梁、连续桥面板和多横隔梁的共组梁桥，宽跨比值相对较大。也有专家认为，“G-M法”计算得来的荷载横向分布系数较之实际值偏大。可见，新桥梁的设计往往哪个利用G-M法可增加内在动力；比实际测量的值偏大一些。因此，在新桥设计阶段我们按照“G-M法”计算的数据来应用具有可行性，而在旧桥改善工作中，G-M法也显现出一定的劳动力，无疑增加了工程量与经济投资。
结束语
文中就荷载横向分布系数的计算方法进行了分析，可知所有的计算方法都具有各自的特色，也同样具有一定的局限性，只有坚持在不同方法所要求的使用范围与领域中合理利用各种计算方法，就能够实现得出桥梁的荷载横向分布系数。当然，人们还可以适当结合各种计算软件模拟桥梁结构，增加荷载横向分布系数值的计算准确性。
参考文献：
[1]张剑超. 关于桥梁荷载横向分布系数的研究[D]. 武汉理工大学，2011.
[2]韩劲龙，郝艳广，刘相良. 桥梁荷载横向分布系数研究[J]. 建材世界，2014（3）：49-51.
[3]高学奎. 剪力-柔性梁格法分析荷载横向分布系数[J].机场建设，2012（2）：32-34.
论文作者:谭宝贵
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/2
标签：荷载论文; 横向论文; 系数论文; 桥梁论文; 刚度论文; 计算方法论文; 偏心论文; 《基层建设》2017年第21期论文;