宋振豐

(深圳市市政設計研究院有限公司)

1 斜橋模型的建立

1.1 梁格法簡介

梁格法的主要思路是將上部結構用一個等效梁格來模擬，將分散在板式或箱梁每一區(qū)段內的彎曲剛度和抗扭剛度集中于最鄰近的等效梁格內，實際結構的縱向剛度集中于縱向梁格構件內。從理論上講，梁格必須滿足以下等效原則:當原型實際結構和對應的等效梁格承受相同荷載時，兩者的撓曲應是恒等的，而且在任意梁格內的彎矩、剪力和扭矩應等于該梁格所代表的實際結構部分的內力。

1.2 梁格法建立斜橋模型

為了模擬斜梁橋的斜交角度，采用midas 軟件通過梁格法建模。以0° ～60°五梁式3 ×20 m 連續(xù)T 梁為例，每間隔5°建立一個斜梁橋模型來分析斜梁橋頻率隨斜交角度的變化。圖1 所示為45°3 ×20 m 梁格模型。用梁格法建模時，縱向梁格的數(shù)量和截面性質均按主梁數(shù)量和截面性質選取

橫向梁格分為實際梁格和虛擬梁格兩種。在有橫隔板處建立實際梁格，其截面特性按橫隔板和該梁格寬度內的橋面板構成的T 形梁選取。在無橫隔板處建立虛擬梁格，其截面特性如下

圖1 45°3 ×20 m 梁格模型

式中:b 為梁格代表的實際梁寬;h 為橋面板厚度。

2 計算結果分析

對所建的模型作特征值分析，得到其一、二階豎向彎曲振型和頻率，表1 中分別列出了0°、20°、40°、60°斜橋的一、二階豎向彎曲振型和頻率。其中一階豎向頻率對應正彎矩效應和剪力效應的沖擊系數(shù)，二階豎向頻率對應的是負彎矩效應的沖擊系數(shù)。

將求得的頻率代入公式(2)即可求出其對應的沖擊系數(shù)，見表2、圖2。由圖2 可看出當斜交角度小于40°時，沖擊系數(shù)隨斜交角度變化不大。當斜交角度超過40°時，沖擊系數(shù)變化非常變化明顯，與正橋差別很大。

表1 不同角度斜橋一、二階振型及頻率 Hz

表2 不同斜交角度對應的沖擊系數(shù)

圖2 沖擊系數(shù)隨斜交角度變化曲線

3 結 論

(1)采用midas 軟件通過梁格法建模，能夠很好地模擬斜梁橋。

(2)對于斜交角度小于40°的斜梁橋，計算其沖擊系數(shù)時可按正橋考慮。斜交角度大于40°的斜梁橋，計算沖擊系數(shù)時必須考慮斜交角度的影響。

［1］中華人民共和國行業(yè)標準. 公路橋涵通用設計規(guī)范(JTG D60－2004)［S］.中華人民共和國交通部，2004.

［2］戴公連，李德建. 橋梁結構空間分析設計，2001 方法與應用［M］. 人民交通出版社.

［3］劉鋼城. 梁格法在某單箱雙室連續(xù)箱梁縱向應力分析中的應用［J］.鐵道勘測與設計，2002.

［4］黃平明. 混凝土斜梁橋［M］. 北京:人民交通出版社，2000.