[发明专利]一种考虑多线行车活载对桥墩截面外力影响的算法

说明书

本发明公开了一种考虑多线行车活载对桥墩截面外力影响的算法，包括以下步骤：以桥墩为中心，分别确定双线行车组和单线行车组的线路条数和偏距；分析桥墩纵向列车荷载，得到最不利的活载布置图式，记录对应的支座反力；横向的两组行车方式与纵向的四种活载布置图式组合成八种控制活载工况；求出各活载工况下的桥墩截面的竖向力和纵向弯矩；求出各活载工况下的桥墩截面的横向弯矩；综合桥墩截面的竖向力、纵向弯矩、横向弯矩，最终计算出多线行车活载对桥墩截面外力的影响。本发明的针对多线行车活载对桥墩截面外力的影响，以单线纵向列车活载图式计算的支座反力为基础，推广到纵横两个方向上，准确计算出桥墩截面外力。

技术领域

本发明属于交通运输业桥梁工程技术领域，具体涉及一种考虑多 线行车活载对桥墩截面外力影响的算法。

背景技术

随着桥梁设计和施工水平的不断提高，站场或道岔处也经常会出 现桥梁，因此多线桥的计算越来越多。通常梁和桥墩分开设计，设计 梁的人员会把每个支座的最大和最小活载提供给设计桥墩的人员，设 计桥墩的人员会利用这些支座反力组合出最不利的活载工况，但是各 个支座取得最大活载反力并不是同时发生的，设计中存在着较大安全 度。为了准确计算多线活载对桥墩截面外力的影响，又能配合已有的 单双线桥墩设计程序，亟需一种思路清晰操作简便的算法配合以前的 单双线桥墩设计程序来解决活载对桥墩截面外力的计算问题。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种考 虑多线行车活载对桥墩截面外力影响的算法。

本发明的技术方案是：一种考虑多线行车活载对桥墩截面外力影 响的算法，包括以下步骤：

A.以桥墩为中心，分析桥墩横向与多线的位置关系，分别确定双 线行车组和单线行车组的线路条数和偏距

桥墩横向是与列车行车垂直的方向，偏距是指行车组竖向合力作 用点与桥墩中心的距离，其中，双线行车组共有n2条线，偏距为E2， 单线行车组共有n1条线，偏距为E1；

B.分析桥墩纵向列车荷载，得到最不利的活载布置图式，分别为 双孔重载、双孔轻载、单孔重载、单孔轻载，记录对应的支座反力

桥墩纵向是列车行车方向，桥墩纵向有两个支座，左边支座的反 力为R2，右边支座的反力为R3，R2和R3的大小根据活载布置图式 求解；

C.横向的两组行车方式与纵向的四种活载布置图式可组合成八 种控制活载工况，后面都需要按照这八种活载工况分别进行计算

两组行车方式由步骤A得到，四种活载布置图式由步骤B得到；

D.由纵向支座位置和支座反力，求出各活载工况下的桥墩截面的 竖向力和纵向弯矩

桥墩纵向上，左边支座距离墩中心的距离为a2，右边支座距离 墩中心的距离为a3，桥墩截面的竖向力为N，纵向弯矩为M1；

E.由横向行车组和支座反力，求出各活载工况下的桥墩截面的横 向弯矩

桥墩截面的横向弯矩为M2；

F.综合桥墩截面的竖向力、纵向弯矩、横向弯矩，最终计算出多 线行车活载对桥墩截面外力的影响。

更进一步的，步骤C中八种活载工况分别从纵向和横向考虑活 载对桥墩截面的影响，按照最大竖直力+最大弯矩和最小竖直力+最大 弯矩的原则，包络了大偏心受力和小偏心受力情况下的最不利荷载。

更进一步的，步骤A中双线行车组是为了获得活载工况下的桥 墩截面最大竖向力，所以n2为多线的总条数，单线行车组是为了获 得活载工况下桥墩截面横向最大弯矩，应比较桥墩横向两侧n1·E1的 大小，取最大值一侧的铁路线作为单线行车组。

更进一步的，步骤B中四种活载布置图式，其具体内容如下：