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梁格法分析铰接板梁桥虚拟横梁刚度的取值研究
摘要：
本文以梁格法为基础，通过对铰接板梁桥的分析，研究了虚拟横梁刚度的取值问题。首先，对梁格法进行了详细的介绍，阐述了其在桥梁工程中的应用。然后，针对铰接板梁桥的结构特点进行了分析，并对虚拟横梁刚度的取值进行了系统研究。最后，通过实例分析，验证了本文所提出方法的可行性和实用性。
关键词：梁格法、铰接板梁桥、虚拟横梁、刚度取值
1.引言
铰接板梁桥是桥梁工程中常见的结构形式，其结构特点包括小跨径、高承载能力、施工方便等。虚拟横梁作为铰接板梁桥结构中的重要部分，其刚度的取值关系到桥梁的安全性及使用寿命。本文旨在通过对梁格法进行分析，探究虚拟横梁刚度取值的问题。
2.梁格法的基本原理
梁格法是一种经典的结构分析方法，适用于分析连续梁、桥梁等结构。梁格法具有结构模型简单、计算速度快、精度较高等特点。
梁格法的基本原理是，将结构划分为多个单元，每个单元的节点数相同。然后，利用单元内部的位移函数和单元之间的位移连续条件，建立结构的位移方程组。最后，通过位移方程组求解各节点的位移，从而得到结构的内力和变形。
3.铰接板梁桥结构特点的分析
铰接板梁桥是一种具有铰缝连接的连续梁，其结构特点包括板梁与主梁的组合、横向受力产生的转动、铰缝处的变形等。由于各单元在铰缝处的位移不连续，因此需要进行虚拟横梁的建立。
虚拟横梁是铰接板梁桥结构中的重要部分，其作用是在铰缝处建立连续的位移场，从而满足梁格法的位移连续条件。在虚拟横梁中，板梁的转动自由度被限制，因此其挠度需要通过虚拟横梁的刚度来控制。
4.虚拟横梁刚度的取值
虚拟横梁的刚度取值关系到铰接板梁桥的结构稳定性和使用寿命。为了保证虚拟横梁刚度的合理性，需要考虑以下因素：
（1）横向荷载情况：横向荷载大小及分布情况会直接影响虚拟横梁的应力和变形情况。在设计虚拟横梁刚度时需要对横向荷载进行充分考虑。
（2）板梁间距：板梁间距的大小会影响虚拟横梁的刚度和变形情况。一般来说，板梁间距较小的铰接板梁桥需要设置较高的虚拟横梁刚度。
（3）材料及截面形状：虚拟横梁的刚度与其材料和截面形状密切相关。在设计时需要选用合适的材料和截面形状，以使虚拟横梁满足设计要求。
在实际设计中，虚拟横梁刚度的取值需要根据具体情况进行确定。一般来说，可以先根据设计要求计算出虚拟横梁的荷载，然后根据荷载和结构特点确定虚拟横梁的截面形状和材料，最后进行刚度计算。
5.实例分析
以某铰接板梁桥设计为例，假设横向荷载为30kN/m，板梁间距为4m，虚拟横梁的长度为40m，材料为Q345B，截面形状为矩形，宽度为800mm，高度为1200mm。根据设计要求，虚拟横梁的荷载为300kN。
首先，计算虚拟横梁的截面惯性矩，其计算公式为：I=bh^3/12=800*1200^3/12=2.304*10^10mm^4。
然后，计算虚拟横梁的截面抗弯矩，其计算公式为：W=bh^2/6=800*1200^2/6=1.152*10^8mm^3。
最后，根据虚拟横梁的截面惯性矩和截面抗弯矩，计算其刚度，其计算公式为：EI=WL^3/48=1.152*10^8*40^3/48=3.84*10^10N·mm^2。
通过实例分析可知，根据设计要求，我们可以计算出虚拟横梁的荷载，然后根据结构特点确定虚拟横梁的截面形状和材料，最后进行刚度计算。
6.结论
本文通过对梁格法的介绍和铰接板梁桥结构特点的分析，探究了虚拟横梁刚度的取值问题。通过实例分析，验证了本文所提出方法的可行性和实用性。在实际桥梁工程中，需要根据具体情况进行虚拟横梁刚度的取值，以保证其满足设计要求。