梁格法在变宽箱梁配束中的应用

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1、◎粱格法在变宽箱粱配束中的应用徐优，刘钟仁(同济大学建筑设计研究院；江西同济工程咨询有限公司)摘要：对一单箱多室变宽连续箱粱桥分别利用梁格法和平面杆系法建模分析，并将二者计算结果进行对比，指出宽幅桥在结构受力上的一些特点，并据此对杆系模型的配束方案给出修改建议，为今后类似桥梁的结构计算和预应力布置提供一定的参考。关键词：箱梁；梁格法；平面杆系；配束0前言腹板剪力可直接由梁格模型中该处纵梁的剪力来表箱梁由于其整体性能好、适应性强而在变宽桥梁示。1和12道为虚纵梁，位于悬臂边缘，为便于荷载中被广泛采用。此类桥梁一般宽跨比较大且桥梁宽度

2、加载。不断变化，若仍采用平面杆系模型进行计算，无法体现箱型截面划分为多个工字型截面后，每根纵梁的其空间的受力特性，有可能会有较大的误差，因此需对截面有效宽度仍使用规范中箱梁的计算方法，这样可其进行空间受力分析。以保证所有纵梁有效分布宽度之和仍和整个箱梁梁格法是一种近似的空间计算方法，其主要思路相等。是：将上部结构用一个等效的梁格来模拟，将分散在板横梁沿纵桥向间距在跨中位置取2m，靠近支点式或箱梁每一区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最处取1m，以便得到内力在截面变化处的较详细的结邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向果。在实

3、际的中横梁和端横梁处，设置实横梁，以实际梁格构件内，而横向刚度集中于横向梁格构件内_1]。截面输入，每侧计人6倍顶板厚度，截面呈工字型；在理想的刚度等效原则是：当原型实际结构和对应的等非实际横梁处设置虚横梁，也以工字型截面输入，上下效梁格承受相同的荷载时，两者的挠曲应是恒等的，而缘厚度分别取箱梁顶底板厚，腹板厚度取一极小值。且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所为了保证整个桥梁恒载准确，将虚横梁自重设置为0。代表的实际结构部分的内力_1]。由于计算模型通常对图1为划分后的梁格模型平面，图2为划分后的实际结构做了大量的简化，

4、这种等效只能是近似的，但箱梁截面。对于工程设计而言，梁格法的精度已经足够。1计算模型1．1工程简介该桥为一座单箱多室预应力混凝土连续箱梁桥，跨径组成为32．739m+33m。箱梁顶板宽度由45m渐变至36．785m，底板宽度由36．3m渐变至28．085m，箱梁截面有9个箱室组成，箱室净宽2．6～3．6m，梁高2m，顶板厚度为0．22rn，底板厚度为0．2～O．42m，腹板厚度为0．45～0．60m。每个横梁位置设置4个支座。图1梁格网格划分图1．2模型划分、一___0。二i■⋯■—：一_—：I_、＼l二】舢==￡～]l_—⋯=一

5、：=!=j：=，一=一，将箱梁结构按腹板个数，离散成12道纵梁。其中图2纵梁截面划分图纵梁2一ll和箱梁腹板中心重合，这样可以保证箱梁收稿日期：2010—07—25No．42010上冯么堍43◎sHANGHAI胍一s2结果对比扭矩。以下仅对梁格模型和杆系模型的支反力与弯矩在梁格空间分析中，各纵梁弯矩、剪力的代数和即计算结果作对比。为整个纵梁的总弯矩和总剪力，但是各根纵梁的扭矩2．1支反力对比之和并不等于整个纵梁的总扭矩。这是因为在梁格分梁格模型计算反力取同一横梁下所有支座反力之析中，各梁扭矩仅代表顶底板内剪力流组成的扭矩，桥和，以

6、便于和杆系模型的反力比较，支反力对比结果见梁总扭矩还应该加上两侧纵梁内相反剪力对梁轴线的表1。表1两种模型支反力计算结果kN恒载支反力活载支反力正常使用阶段标准组合支反力项目粱格模型杆系模型梁格模型杆系模型梁格模型杆系模型MaxMinMaxMinMaxMinMaxMin左端支点14920l52164644—1194237O一28O2242O1249O18100131O0中支点43083428706230一l159357005280038510510004320O右侧支点131751322O3892—9992370—25119520

7、10850161O011200从上表可以看出：恒载下梁格模型和杆系模型总反力基本相同，但是在活载作用下二者反力差别较大。【瑚谢≮：==；=这一方面是由于梁格模型考虑横向加载的影响，另一方面也是由于梁格模型的计算反力取值是包络结果。tzs，so===箍千纂警一5ooo，

8、一恒载下存豪破顶矩2．2弯矩对比000=恒载作用下(桥梁自重+二期恒载)两种模型在第一跨跨中位置和中支点位置的弯矩对比结果如表2所示(梁格模型中的计算弯矩取各根纵梁在该位置的弯5o00’，!矩代数和)。⋯123456789l0恒载下梁格2跨顶弯矩表2恒载作用下两种模

9、型弯矩计算结果kN·m_5。。—一聂÷祟梁格模型杆系模型误差_=一褓朝跨中弯矩68752692920．78-2000o墩顶弯矩～l26064一l275l61．19从表2可以看出：恒载下梁格模型和杆系模型无论是在跨中位置，还是在支点位置，弯矩差别均o