特殊活载作用下简支梁桥临时支撑的刚度优化.pdf

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1、第1期(总第226期)山西交通科技No．12014年2月SHANXISCIENCE&TECHNOLOGYofCOMMUNICATIONSFeb．特殊活载作用下简支梁桥临时支撑的刚度优化郭凯红(闻合高速公路建设管理处，山西运城044000)摘要：以理论推导和计算结果为基础，建立不同有限元模型，分析在不同支撑刚度下梁截面的内力变化情况，研究得出了临时支撑在不同刚度时，对简支梁内力的影响规律。研究结果表明：支撑刚度与主梁刚度比处于某一比值关系时，主梁全截面受力更均匀合理，不会出现支点负弯矩情况。并结合实桥，通过不同荷载试验，检验了研究结果的合理性。关键词：简支梁桥；临时支撑

2、；刚度；内力；分析；荷栽；试验中图分类号：U448．217文献标识码：A文章编号：1006—3528(2014)01-0059-03(1)：0引言+△=一，(1)1l1在中国经济飞速发展的年代，公路建设发展迅速，公路交通量在不断增加，而车辆重载超速的情况式中：为表示单位力产生的位移；△为外力在力的也越来越严重，公路桥梁活载日趋增加，造成一些桥方向上产生的位移。梁负荷增大，存在承载力不足的现象。求得表达式：许多既有桥梁要经受临时或长期大型特殊荷载=(鲁一孚)+争，的考验，对于经常承受特大型荷载的桥梁必须进行必要的加固补强，而对临时需要通过特大型荷载的c一鲁一孚+芋+孚．

3、桥梁可以通过采取临时加固措施满足活载通过要式中：为表示支撑刚度与主梁刚度比，即：支撑求。增加支撑是一种较为常见的、临时提高结构安全主梁；为刚度系数。功能的措施，通过增设支点(柱子或托架等)来减小结构的计算跨径，达到降低结构内力峰值和提高结构承载能力的加固方法【ll，但是当支撑刚度设计不合理时，在支撑点截面会出现较大的负弯矩而使主梁在结构上缘出现承载力不足而破坏的情形，为了避免这类破坏发生，可以通过协调主梁和支撑的刚度图1计算模型使结构内力达到合理状态。本文针对增加支撑加固由此得出支撑点截面的弯矩影响线。在内力影提出对支撑刚度的优化设计，寻求刚度和强度之间响线上加载，求

4、出支撑点截面的最不利荷载效应分合理的平衡，使加固达到理想效果。布图，研究支撑刚度对其内力的影响规律。按车道荷1理论分析载在影响线上加载时，根据规范取一均布荷载和一集中力荷载进行l3l。本文只取使支撑点截面产生最建立如图1所示的计算模型，单孔简支梁桥在大负弯矩加载模式进行加载，加载如图2所示。求得跨中增设弹性支撑，其中主梁为常数，设弹性支r在均布荷载g作用下支撑点截面力矩值=撑刚度为=，分析在活载作用下主梁内力达到t3一和集中力荷载p作用下支撑点截面力，理想状态时的取值。对图1所示的力学模型，简化基本结构，由结构力学得出典型变形协调适应方程式矩值=、／；，即在活载作用下

5、支撑收稿日期：2013—11-07：修回日期：2014—01—05作者简介：郭凯红(1978一)，女，山西运城人，工程师，大学本科，2005年毕业于太原理工大学公路工程专业。·60·山西交通科技2014年第1期各截面内力值；刚性支撑对正荷载效应削减较大，但触一=一器，同时会出现较大的负效应对结构产生不利；弹性支讨论支撑刚度与内力之间关系，由M表达式容易知撑当凡=12时，整个主梁在活载作用下始终保持下道当n一∞(相当于刚性支撑)时M达到最小值，即缘受拉状态，与原结构受力状态一致，并且各截面内支撑点弯矩达到最大负弯矩值一3plql2—一；当力也相应减小，能够满足荷载通过要

6、求。刚性支撑和328弹性支撑计算结果表明增加弹性支撑比刚性支撑更n=12时，支撑点截面弯矩M=0。加合理。2．2试验结果该桥按照上面理论分析结果，用增加弹性支撑的方式进行临时加固，对加固前后荷载试验检验桥梁的承载能力进行对比。试验采用了两辆东风一30t(车重+货重)载重车，按双车道进行加载，在各梁跨中截面和1／4截面分别布置了应变片和千分表，采图2加载模型集数据进行分析(如图3所示)，桥纵向按最不利位由上面分析可知结构在活载作用下，弹性支撑置加载，横向考虑中载和偏载两种情况。加固前后试点截面的内力与支撑刚度相关，可以通过调节主梁验结果如图4和图5所示。与支撑之间的刚度

7、关系使主梁的内力达到比较合理60606060的受力状态。桥2工程实例应用梁由心2．1理论计算O2线某桥为一主跨30113简支T型梁桥，原设计荷载为汽车一20级，现在需通过一特殊挂车活载，挂图3千分表和应变片位置车车轴共12排，轴距从前往后依次为2．25m+1．921TI梁号l2345+9×1．5ITI，总长17．67113，相应的轴重分别为8．5(t)+17(t)+17(t)+9×25(t)，总轴重267．5t。为了保证：--·一简支中载特殊挂车活载能安全地通过桥梁，在桥梁跨中增设昌一简支偏载临时支撑改善桥梁受力状态。由于原结构处于全截+支撑中载一支