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1、第28卷第3期同济大学学报Vol.28No.32000年6月JOURNALOFTONGJIUNIVERSITYJun.2000G-M法在箱梁桥面板计算中的应用徐利平,胡世德,杜国华(同济大学桥梁工程系,上海200092)摘要:根据能量比拟原理,通过对箱梁桥面板作用车轮荷载后的应变能计算,得到其比拟简支正交异性板的刚度参数,再利用G-M法图表计算横向分布影响线,从而得到箱梁桥面板的荷载有效分布宽度,最后,对算例进行了计算,并总结出箱梁桥面板荷载有效分布宽度的一些规律.关键词:箱梁;桥面板;单向板;悬臂板;G-
2、M法;荷载分布宽度+中图分类号:U448.213文献标识码:A文章编号:0253-374X(2000)03-0353-06ApplicationofG-MMethodinAnalysingtheDeckofBoxGirdersXULi-ping,HUShi-de,DUGuo-hua(DepartmentofBridgeEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Accordingtoenergyanalogymethod,thispa
3、percalculatesthestrainenergyoftheboxgirderdeckunderve2hicleload,obtainsthestiffnessfactorsoftheanalogysimply-supportedorthotropicplate.Then,thetransversedistri2butioninfluence-lineoftheanalogyplatecanbecalculetedusingG-Mmethod.Andtheloaddistributionwidthof
4、theboxgirderdeckisderived.Finallytwocalculatingexamplesaregiven,andsomecharactersofitsareputforword.Keywords:boxgirder;bridgedeck;simply-supportedplate;suspendedslab;G-Mmethod;loaddistributionwidth单箱单室箱梁与其它形式的箱梁相比,增大了桥面板的跨度和悬臂板长度,减小了腹板,从而降低了上部结构的自重,减小了箱梁自重
5、内力,又由于箱体宽度减小,相应地减小了桥墩尺寸,节省了基础的工程数量,这在大跨径桥梁中尤为明显,因为在大跨径桥梁中,结构自重内力占着绝对主要的比例,一般占70%以上.其次,单箱单室断面极大地方便了施工,缩短了施工周期,保证了工程质量.再者,悬臂长度的增大使桥梁外形更美观、轻巧,在城市桥梁设计中,被广泛采用.我国从80年代湖南常德沅水大桥首次采用宽翼缘单箱单室箱型断面开始,至90年代得到了迅速发展,而且单箱宽度日趋增大,从常德沅水大桥的17.6m发展到目前江津长江大桥的22m.宽翼缘单箱单室箱梁在工程实践中广
6、泛应用,使得箱梁的横向简化分析成为工程界关注的问题,其中箱梁桥面板横向内力问题的研究及其成果的评估和实用化成为工程设计中需要解决的问题.各国规范为了简化计算,对公路混凝土桥面板的计算一般都给出一种简便的近似法———有效分布宽度法.计算有效分布宽度时大多不区分简支单向板和T梁桥、箱梁桥的连续单向板.对于悬臂板也大多作为刚支悬臂梁计算.实际箱梁桥面板是支承在箱梁腹板上的,其支承条件取决于箱梁框架的刚度,介于固支和简支之间.1理论基础收稿日期:1999-08-03作者简介:徐利平(1964-),男,上海人,高级工
7、程师,工学硕士.354同济大学学报第28卷1.1能量比拟原理弹性地基梁在荷载作用下的能量表达式和简支正交异性板的能量表达式存在着相似性,由此得到弹性地基梁的刚度EI、转动弹簧的刚度GJ、线位移弹簧刚度C分别和正交异性板抗弯惯矩Jy、抗扭惯矩(Jtx+Jty)、抗弯惯矩Jx的相似关系.如果得到单箱单室箱梁桥面板在荷载作用下,能量表达式中的比拟刚度333参数I,J和C,即将单室箱梁,通过弹性地基梁与简支正交异性板建立起比拟关系,从而适用于简支正交异性板横向分布计算的G-M法就可用来计算箱梁桥面板的荷载分布宽度.
8、1.1.1弹性地基梁的能量表达式图1弹性地基梁Fig.1Beamonelasticfoundation如图1所示,梁的抗弯刚度为EI,转动弹簧的刚度为GJ,线弹簧刚度为C,在梁上η=ηP处作用集中荷载P,梁的挠度为w(ζP,η),则b221dw(ξP,η)梁的弯曲应变能为EI2dy(1)2∫-bdyb21dw(ξP,η)转动弹簧的变形能为GJdy(2)2∫-bdyb12线位移弹簧的变形能为Cw(ξP,η)dy(3
