单箱多室箱梁横梁受力研究

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1、2012年8月第8期城市道桥与防洪科技研究331单箱多室箱梁横梁受力研究刘泰松，史松磊(1．中冶京诚工程技术有限公司，北京市100053；2．南京市市政设计研究院有限责任公司，江苏南京210008)摘要：为了研究单箱多室箱梁横梁受力情况，需首先求得横梁各道腹板恒载、活载分配情况。旨在研究箱梁横梁各道腹板恒载分配情况，通过结合工程实例，采用大型通用有限元软件MIDASCIVIL2010建立了多个连续箱梁的实体模型，计算出不同跨度、不同跨数、不同截面的箱梁横梁各道腹板恒载分配力，并将其与目前常用的计算方法所得出的腹板恒载分配

2、力进行了对比。得出了箱梁横梁各腹板恒载分配比例，为单箱多室箱梁横梁的设计计算提供参考。关键词：桥梁工程；恒载分配比例；箱梁横梁；有限元方法中图分类号：U441文献标识码：A文章编号：1009—7716(2012)08—0331-04列横向布载的形式进行加载；对于恒载而言，当只0引言有两道腹板(即单箱单室时)，腹板集中力可以按由于箱梁具有较好的整体性，在梁式桥中应1／2上部结构传来的荷载施加；但是当腹板多于2用十分广泛。为了提高箱梁横向刚度，在端部及中道时(即单箱多室)，每道腹板能分配到多大的荷间连续支点处设置横向联系以连

3、接各道腹板，此载是横梁计算是否精确的核心问题。横向联系便称之为端横梁或者中横梁【】I4J。在设计1．2各腹板活载竖向力的分配中，往往采用简化的单根梁模型计算箱梁，这种计活载产生的竖向力主要通过腹板传递到支座，算简化模型只考虑了梁体的纵向受力情况，并未然而，横梁的简化计算方法首先必须求得各道腹能考虑箱梁横向受力情况，因此还需辅以横梁的板上活载竖向力的分配情况。目前，常用的计算方计算模型方可【。】【7]。法是将横梁近似地视作支承在弹性腹板上的多跨在工程设计时，设计人员常将横梁简化为各连续梁(见图1)，因此可知弹性支承的反力即

4、为各道腹板作用着几个集中力的简支梁或者连续梁来道腹板活载竖向力的分配值。通过绘制反力影响计算0151[，这些集中力为箱梁各腹板恒载分配力及线并在反力影响线上施加活载，便可求得各道腹活载分配力之和，因此为了求得横梁的内力，必须板活载竖向力的大小。首先确定各腹板活载分配力及恒载分配力。腹板活载分配力通常通过影响线来求得f3】『41『6l【7】【，这是比较准确的，但是确定腹板恒载分配力时，设计人员常根据经验先确定各腹板恒载分配力的比例【4J，然后再计算求得，这种计算方法并不十分准确。本文结合工程实例，建立了多种单箱多室截面的连

5、续图1横梁腹板活载竖向力分配简化模型箱梁实体模型，通过计算分析并进行对比，得出了不同箱梁横梁腹板恒载分配比例，对横梁设计计活载竖向分配力影响线可以通过以下方式来算具有参考意义。确定：(1)当汽车活载不对称布置时，若桥梁的宽跨比B／l小于或接近于0．5(也即所谓的窄桥)日寸【”，1横梁计算研究因箱梁横向刚度较大，可视为无限刚性的横梁，通1．1计算理论简述常可以采用刚性横梁法来确定活载腹板竖向分配在工程设计中，常将横梁简化为简支梁或者力影响线；对于宽桥而言，因箱梁的横向刚度影响连续梁来计算。即将支座简化为没有转动约束的不可忽

6、略，不能将横梁视作无限刚性梁，因此常采刚性支承，同时考虑到箱梁所承受的荷载主要通用修正刚性横梁法来确定活载腹板竖向分配力影过腹板传递给横梁，因此可将横梁所受的荷载简响线。(2)当汽车活载对称布置时时，梁体无转动化为施加在各道腹板的几个集中力。活载通过车变形，对于窄桥各腹板活载竖向力均匀分配，对于宽桥，根据力就近传递原理，桥面传来的竖向力传收稿日期：2012—03—05到车列附近的腹板，因此可以近似采用杠杆法来作者简介：刘泰松(1982一)，男，江西吉安人，工程师，从事市政工程技术研究工作。计算。2012年8月第8期城市道

7、桥与防洪科技研究3332．2理论数据分析表3不同计算方法中横梁腹板恒载分配力(单位：kN)通过计算，得到数据结果，见表1。表1腹板恒载分配力(单位：kN)单箱双室776．0855．01．1022027·o3334-31．6452×24m连单箱三室857．4777．50．9072166．62830．91．307续梁单箱四室883．9790．30．8942149．52763．11．285从表1不难发现，无论是两跨连续钢筋混凝力与中腹板恒载分配力采用同一固定比例，然而，土箱梁还是三跨连续钢筋混凝土箱梁，对于截面通过不同跨数、不

8、同跨度以及不同截面的其体模为单箱双室的桥梁，端横梁中腹板恒载分配力较型计算结果发现，单箱双室与单箱多室连续梁边、边腹板恒载分配力要大，比例大约是1．1-1．2；中横中腹板恒载分配力差别比较明显；端横梁与中横梁中腹板恒载分配力也较边腹板恒载分配力要梁边、中腹板恒载分配力比值差别也是很明显的。大，但是比例大约是1．45～