密排式小箱梁横向受力分布研究.pdf

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1、60低温建筑技术2011年第2期(总第152期)密排式小箱梁横向受力分布研究赵耀(同济大学桥梁工程系，上海200092)【摘要】随着公路、市政交通的发展，中小跨径桥梁的断面形式不断丰富，密排式小箱梁越来越受到设计人员的重视，如何较为准确的计算其横向受力分布逐渐受到关注。对于这一问题，针对密排式小箱梁的窄桥和宽桥两种形式，分别用刚性横梁法、刚接板(梁)、铰接板(梁)法等常用方法计算了横向分布系数，并与数值解法梁格法的结果进行了对比，得出常用算法结果偏于不安全的结论。最后提出建议，为桥梁设计提供了参考。【关键词】横向分布系数；小箱梁；窄桥；宽桥【中图分类号】TU375．1【文献标识码】B【文章

2、编号】1001—6864(2011)02一oo60一O20引言近些年来，我国公路、市政交通大力发展，为适应桥梁受力的需要，各种结构形式的桥梁不断增多，断面形式越来越丰富。中小跨径桥梁占到全部桥梁的90％以上，其中板梁、T梁为最常用的断面形式。为保证桥梁使用性能、缩短施工周期、控制投资，选择结构图1桥梁横向布置情况／ram形式合理的断面布置至关重要。密排式小箱梁沿用梁理想化为刚度无穷大的刚性梁，认为其受力类似于了T梁的预制、运输工艺，因而施工简便迅捷，同时具固结在每片纵梁上的刚体，荷载作用在纵梁上时，横有较T梁抗扭刚度大、建筑高度低的优点，越来越受梁仍保持直线形状。由于这一假定，此种方法只适

3、用到桥梁工程师的重视。现有书籍、论文对板梁、T梁的于宽跨比小于0．5的窄梁。考虑到主梁的抗扭刚度，横向受力分布讨论较详细，而对密排式小箱梁介绍较后来有学者又提出修正刚性横梁法。小箱梁抗扭刚少。文中对这一问题进行了讨论。度大，其抗扭性能成为不可忽略的因素，文中采用修现有较常用适于手算的横向分布系数计算方法正刚性横梁法计算横向分布系数。有杠杆法、刚性横梁法、刚接板(梁)法、铰接板(梁)定义最左侧梁为1号梁，向右侧梁依次为2号、3法、G—M法，数值计算方法有梁格法、实体单元法。号⋯⋯，单梁抗弯惯性矩0．09545m，抗扭惯性矩由于杠杆法不适于计算跨中弯矩的横向分布，G—M0．095772m。由(

4、1)式可依次计算出各纵梁的横向分计算繁琐且不适用于箱梁，故只对其它几种方法进行布影响线，进而在桥梁横截面最不利位置上加载，得了对比分析，最后采用梁格法进行校核。由于窄桥和出横向分布系数。宽桥(通常以宽跨比0．5为界)两种形式分析方法不同，故分别举例说明。)1窄桥1．1工程概况舯，—某高速公路上一座双幅双向4车道的预应力梁1+———桥，预制装配施工，左右两幅对称布置，每幅单向2车12E∑口2。1f道，取其右幅进行讨论。桥梁结构形式为30m简支密排式小箱梁，横向布置为0．5m(分隔带)+11m(行车1．3刚接板(梁)法道)+lnl(栏杆)，共12．5m。每幅横向共10个小箱由于装配式混凝土梁桥

5、横向通常具有一定的连梁，每个箱梁顶宽1．25m，高1．2m，如图1所示。为加接构造，当其刚度足够大时，考虑到此横向连接可以强桥梁的整体性，两端、1／3L、2／3L处各设置1道横传递剪力、弯矩，这种结构的受力就类似于数根横向梁；端部横梁高1．2m，宽0．2m，跨中横梁高0．8m，弹性连接的狭长板(梁)。将横梁的抗弯刚度分摊到宽0．2m。每延米桥面上，各纵梁间受到彼此赘余力(剪力和弯1．2刚性横梁法矩)的作用，用力法求解可得各纵梁的横向分布影刚性横梁法又称偏心压力法，此种方法将跨中横响线。赵耀：密排式小箱梁横向受力分布研究61将跨中两道横梁的抗弯惯距平均分配到每延米道)+1m(栏杆)，22个箱

6、梁并排放置，其余参数与窄上，为0．00056886m／m，同时考虑到桥面板的抗弯刚桥相同。度0．0000427m／m，共计0．00061156m4／m。2．2数据分析1．4铰接板(梁)法应用以上各种计算方法分别得出宽桥的横向分此法与刚接板(梁)法求解思路相近，属于梁系法布系数，计算过程类似，未计入车辆的横向折减系数，的一种，当各纵梁横向联系较薄弱认为其只传递剪力结果见表2。刚接板(梁)法、铰接板(梁)法计算结构时，其受力状态类似于数根横向铰接的狭长板(梁)。较为接近'冈IJJ陛横梁法计算结果明显偏小。同样用力法可求解出各纵梁的横向分布影响线。表2宽桥横向分布系数对比1．5梁格法在有限元计算

7、软件十分普及的今天，梁格法作为一种实用的数值计算方法，得到工程技术人员的广泛认可。梁格法的主要思路是将桥梁上部结构用等效的梁格来简化，将桥梁的纵向刚度聚集于纵向梁格内，将横向刚度聚集于横向梁格内。荷载作用下，梁格的受力、变形应保证与实际结构作用效果完全相同。纵梁、横梁的截面特性即作为纵向梁格、横向梁格的计算参数，要说明的是桥面板处每2m断开，作为附加横向虚拟梁格的计算参数输入。1．6数据分析表1窄桥横向分布系数对比3结语