曹文婷，周磊

（貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000）

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分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響分析?

曹文婷，周磊

（貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000）

摘要：在分析彈性支承連續(xù)梁法計算模式的基礎(chǔ)上，采用彈性支承連續(xù)梁法對兩種狀態(tài)下T梁荷載橫向分布進行計算，并與實測值進行對比分析。結(jié)果表明，分幅橋梁在共用護欄狀態(tài)下，非加載側(cè)T梁全截面參與受力，共同承載活載，荷載橫向分布得以改善。

關(guān)鍵詞：橋梁；分幅T梁橋；共用護欄；荷載橫向分布；彈性支撐連續(xù)梁法

橋梁設(shè)計時，通常不考慮橋面系承擔(dān)的可變荷載效應(yīng)。但對于橋面系完整的裝配式橋梁，橋面系對主梁結(jié)構(gòu)橫向分布的影響不容忽視，對于共用護欄帶分幅橋梁，這種影響更為明顯。因此，后期檢測中應(yīng)充分考慮該效應(yīng)。

1　工程概況

貴州省仁懷市茅臺至壇廠一級公路，設(shè)計速度60 km/h。橋面凈寬為0.5 m（護欄）+9 m（行車道）+1 m（中央分隔帶）+9 m（行車道）+0.5 m（護欄）=20 m。中央分隔帶上設(shè)置共用的防撞護欄帶。這里選擇其中3座典型T梁橋即峰上嶺2號大橋（20 m連續(xù)T梁）、玉皇大橋（30 m連續(xù)T梁）、峰洞大橋（40 m連續(xù)T梁）進行靜、動力荷載試驗，分析分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響。設(shè)計橫斷面及加載車橫向布置見圖1。

圖1　T梁設(shè)計橫斷面及加載車橫向布置（單位：cm）

2　荷載橫向分布計算

2.1基于彈性支承連續(xù)梁法的荷載橫向分布計算模式

當(dāng)橫斷面為多片梁肋時，橫向可把結(jié)構(gòu)看作一組并排放置的主梁所構(gòu)成的梁系結(jié)構(gòu)來進行力學(xué)計算，即采用彈性支承連續(xù)梁法計算荷載橫向分布。

彈性支承連續(xù)梁法，按照橫梁彈性支承在縱梁位置的連續(xù)梁，彈性支承的剛度等同于縱梁抗彎剛度，采用彈性支承連續(xù)梁得出支承點的反力即得到荷載橫向分布。彈性支承連續(xù)梁法適用范圍廣泛，不受寬跨比的限制。

根據(jù)彈性支承連續(xù)梁的基本概念，得到圖2所示計算模式。在T形梁橫向分布計算過程中，橫隔板和橋面板考慮為彈性支承在T形梁肋上的連續(xù)橫梁，T梁荷載橫向分布均按照彈性支承連續(xù)的計算模式進行分析。

圖2　彈性支承連續(xù)梁法計算模式示意圖

2.2有限元模型建立

采用基于彈性支承連續(xù)梁法的有限元分析軟件Finite建立荷載橫向分布模型，得到橫向分布影響線數(shù)據(jù)。Finite軟件的理論和模型相關(guān)參數(shù)見文獻［2］、文獻［3］和文獻［7］。共用護欄帶連接剛度經(jīng)過試算由實測值對比分析得到。橫向分布影響線的Finite模型見圖3，模型參數(shù)見表1。

圖3　橫向分布影響線的Finite模型

表1　模型參數(shù)　m4

2.3荷載橫向分布影響線計算

T梁荷載橫向分布影響線計算結(jié)果見圖4～6。

圖4　20 m T梁荷載橫向分布影響線

圖5　30 m T梁荷載橫向分布影響線

圖6　40 m T梁荷載橫向分布影響線

由圖6可以看出：對于40 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.231，0.739），共用護欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（0.035，0.609）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.064，0.387），共用護欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（0.098，0.356）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.078，0.383），共用護欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.157，0.223）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.204，0.766），共用護欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（0.044，0.214）。

3種T梁中，對于1#～2#梁，分離式主梁和共用護欄式主梁的荷載橫向分布影響線差別較小，而3#～4#梁的差別較大，共用護欄式主梁的荷載橫向分布影響線比分離式主梁均勻。

2.4荷載橫向分布系數(shù)計算

T梁荷載橫向分布系數(shù)計算結(jié)果見圖8～9。由圖8～9可以看出：對于20 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數(shù)位于（0.169，0.331），共用護欄帶式的橫向分布系數(shù)位于（0.199，0.230）；對于30 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數(shù)位于（0.075，0.418），共用護欄帶式的橫向分布系數(shù)位于（0.163，0.213）；對于40 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數(shù)位于（0.174，0.323），共用護欄帶式的橫向分布系數(shù)位于（0.169，0.227）。共用護欄式主梁的荷載橫向分布系數(shù)比分離式主梁均勻。

2.5計算撓度值與實測值對比分析

T梁計算撓度值與實測值對比見圖10～12。

圖7　20 m T梁荷載橫向分布系數(shù)

圖8　30 m T梁荷載橫向分布系數(shù)

圖9　40 m T梁荷載橫向分布系數(shù)

圖10　20 m裝配式T梁實測撓度與計算值對比

圖11　30 m裝配式T梁實測撓度與計算值對比

由圖10～12可以看出：共用護欄帶式結(jié)構(gòu)模式下，全截面共同承擔(dān)活載效應(yīng)，其撓度理論值比分離式結(jié)構(gòu)的小，撓度分布也更均勻，實測值亦均勻，與理論值吻合。

3　結(jié)論

該文采用彈性支承連續(xù)梁法對分離式、共用護欄式狀態(tài)下T梁的荷載橫向分布進行計算，分析分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響，結(jié)論如下：

（1）共用護欄式主梁的荷載橫向分布計算模式宜采用全橋整體截面共同受力的計算方法。

（2）共用護欄式主梁的荷載橫向分布系數(shù)比分離式主梁均勻得多，在半幅偏載作用下，不會顯示出較明顯的偏載效應(yīng)。

圖12　40 m裝配式T梁實測撓度與計算值對比

（3）在車流量較大的情況下，3#～4#梁承擔(dān)的荷載效應(yīng)較大，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮其荷載效應(yīng)。

參考文獻：

［1］ 周建庭，郝義，沈小俊，等.截面轉(zhuǎn)換加固T梁橋技術(shù)的試驗研究［J］.公路交通科技，2006，23（5）.

［2］ 許羿，黃旭.簡支箱梁橋偏載系數(shù)的平面桿系有限元計算方法［J］.重慶交通學(xué)院學(xué)報，2008，27（5）.

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［9］ 徐利華，李玉紅，程大業(yè)，等.某T梁橋荷載試驗分析［J］.工業(yè)建筑，2013（增刊）.

由圖4可看出：對于20 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.269，0.766），共用護欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（-0.033，0.766）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.061，0.416），共用護欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（-0.070，0.334）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.076，0.413），共用護欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.073，0.278）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.258， 0.794），共用護欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（-0.040，0.295）。

由圖5可看出：對于30 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.249，0.784），共用護欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（-0.020，0.649）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.045，0.394），共用護欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（0.090，0.360）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.060，0.386），共用護欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.150，0.230）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.239，0.814），共用護欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（0.025，0.237）。

中圖分類號：U44

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0143-04

基金項目：?國家自然科學(xué)基金資助項目（51278512/E080505）；貴州省交通運輸廳科技項目（2016-121-038，2016-123-039，2016-123-040）

收稿日期：2016-01-10