雷 亮

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830000）

基于梁格法的裝配式簡(jiǎn)支空心板梁橋計(jì)算分析

雷 亮

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830000）

裝配式空心板橋是一種常用的結(jié)構(gòu)形式，其橫向布置多片主梁，各片主梁之間澆筑混凝土形成鉸縫，這種連接剛性比較弱，并且由于橫向不施加預(yù)應(yīng)力，所以彎矩沿橫向不連續(xù)。因此，采用梁格法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算分析，能有效的將橋梁的橫向分布趨于穩(wěn)定，具有很好的實(shí)踐指導(dǎo)作用和工程實(shí)用價(jià)值。

寬跨比；梁格法；橫向分布

1 梁格理論

當(dāng)荷載作用于上部結(jié)構(gòu)時(shí)，除了荷載直接作用的那片主梁外，其他主梁在鉸縫傳遞的垂直剪力作用下共同承受。由于鉸縫的橫向抗彎剛度接近于0，所以橫向的剪力主要由梁的抗扭剛度來(lái)承受。

圖1 剪力鉸橋面上部結(jié)構(gòu)梁?jiǎn)卧?/p>

如圖1所示，可得平衡方程。

由于節(jié)縫的彎曲剛度接近于0，所以：

在梁格法中，取縱向構(gòu)件與原型梁中心線相重合，每一縱向梁格有剛性的橫向懸臂梁，相鄰的懸臂梁之間用鉸節(jié)點(diǎn)連接。本文分別采用梁格理論通過(guò)Midas軟件計(jì)算裝配式簡(jiǎn)支空心板寬梁橋的荷載橫向分布規(guī)律，得出空心板沿橫向布置的合理片數(shù)。

2 計(jì)算模型

計(jì)算模型選用裝配式簡(jiǎn)支空心板梁橋，跨徑16 m，橋?qū)?2 m，寬跨比為2。中間每片主梁的寬度為1 m，邊梁寬1.5 m。用梁格法將結(jié)構(gòu)離散為縱橫向的梁格，在中梁布置均布荷載，分別計(jì)算4 m、8 m、12 m、16m、24 m和32 m時(shí)荷載作用下沿橫向的分布規(guī)律。

在結(jié)構(gòu)的中間主梁加載，當(dāng)寬跨比為0.25時(shí)，如表1所示，中間主梁跨中最大彎矩為56.15 kN· m，各片主梁之間通過(guò)鉸縫傳遞的垂直剪力將中間主梁的荷載分布到其他兩片梁上，各片主梁跨中最大彎矩的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)都較小，所以荷載分布比較均勻。

表1 中載作用下各片主梁跨中最大彎矩分布

隨著主梁片數(shù)的增多，當(dāng)寬跨比為0.5時(shí)，中間主梁跨中最大彎矩為27.21 kN·m，較0.25時(shí)大幅度減少，說(shuō)明荷載較多的傳遞到了其他幾片主梁上，此時(shí)各片主梁跨中彎矩的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)相對(duì)增大，說(shuō)明荷載較多的分布在直接作用的那片中間主梁上，其他幾片荷載分布相對(duì)比較均勻。當(dāng)寬跨比為0.75時(shí)，主梁跨中最大彎矩為21.57 kN·m，較0.5降低的幅度較小，此時(shí)荷載繼續(xù)沿著橫向進(jìn)行分布，但標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)增大，此時(shí)荷載直接作用的主梁分布較大，其他幾片主梁分布的荷載較小。

當(dāng)寬跨比為1時(shí)，中間主梁跨中最大彎矩為19.88，如圖2所示，此時(shí)分布到中間主梁的最大彎矩值趨于穩(wěn)定，同時(shí)中間幾片主梁與其他主梁之間分布的荷載差值較大。荷載較多的分布到中間幾片主梁處。

圖2 不同寬跨比下中間主梁跨中最大彎矩值

圖3 各片主梁跨中彎矩隨橋梁寬度變化值

當(dāng)寬跨比繼續(xù)增大到1.5和2時(shí)，中間主梁的最大彎矩值幾乎不變，說(shuō)明雖然橋梁寬度繼續(xù)增加，但荷載卻不能沿著橫向傳遞到更遠(yuǎn)的主梁上，而且此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)都較大，荷載分布極不均勻。

3 結(jié) 語(yǔ)

（1）對(duì)于裝配式空心板簡(jiǎn)支梁橋，隨著橋梁寬度的增加，荷載沿橫向分布到各片主梁上。橋梁寬度較小時(shí)各片主梁荷載分布較為均勻，隨著寬度的增加，荷載逐漸沿橫向分布，但較多的分布到中間幾片主梁上。

（2）隨著寬跨比的增大，荷載沿橫向分布，當(dāng)增大到0.75時(shí)，荷載沿橫向分布趨于穩(wěn)定，繼續(xù)增大橋梁的寬度對(duì)荷載分布效果。

（3）對(duì)于城市橋梁，由于車(chē)道數(shù)較多及布置人行道，所以橫向?qū)挾容^大，當(dāng)橋梁寬跨比較大時(shí)，可以沿橫向斷開(kāi)為兩座寬跨比較小的橋梁，使荷載沿橫向更好地傳遞到各片主梁上，橋梁結(jié)構(gòu)整體參與受力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的效果。

［1］ 鮑英基.簡(jiǎn)支寬橋受力性能研究［D］.西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2013.

［2］ 范立礎(chǔ).橋梁工程（第二版）［M］.北京：人民交通出版社，2012.

［3］ 漢勃力EC.橋梁上部構(gòu)造性能［M］.郭文輝，譯.北京：人民交通出版社，1982.

［4］ 李現(xiàn)科.預(yù)制空心板橋建模技術(shù)研究及試驗(yàn)驗(yàn)證［D］.重慶：重慶交通大學(xué)，2010.

U442

C

1008-3383（2017）01-0111-02

2016-09-05

雷亮（1982-），男，四川蓬安人，工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)研究。