單箱多室箱梁橫梁受力研究

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1、2012年8月第8期城市道橋與防洪科技研究331單箱多室箱梁橫梁受力研究劉泰松，史松磊(1．中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京市100053；2．南京市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，江蘇南京210008)摘要：為了研究單箱多室箱梁橫梁受力情況，需首先求得橫梁各道腹板恒載、活載分配情況。旨在研究箱梁橫梁各道腹板恒載分配情況，通過結(jié)合工程實(shí)例，采用大型通用有限元軟件MIDASCIVIL2010建立了多個(gè)連續(xù)箱梁的實(shí)體模型，計(jì)算出不同跨度、不同跨數(shù)、不同截面的箱梁橫梁各道腹板恒載分配力，并將其與目前常用的計(jì)算方法所得出的腹板恒載分配

2、力進(jìn)行了對(duì)比。得出了箱梁橫梁各腹板恒載分配比例，為單箱多室箱梁橫梁的設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考。關(guān)鍵詞：橋梁工程；恒載分配比例；箱梁橫梁；有限元方法中圖分類號(hào)：U441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—7716(2012)08—0331-04列橫向布載的形式進(jìn)行加載；對(duì)于恒載而言，當(dāng)只0引言有兩道腹板(即單箱單室時(shí))，腹板集中力可以按由于箱梁具有較好的整體性，在梁式橋中應(yīng)1／2上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載施加；但是當(dāng)腹板多于2用十分廣泛。為了提高箱梁橫向剛度，在端部及中道時(shí)(即單箱多室)，每道腹板能分配到多大的荷間連續(xù)支點(diǎn)處設(shè)置橫向聯(lián)系以連

3、接各道腹板，此載是橫梁計(jì)算是否精確的核心問題。橫向聯(lián)系便稱之為端橫梁或者中橫梁【】I4J。在設(shè)計(jì)1．2各腹板活載豎向力的分配中，往往采用簡(jiǎn)化的單根梁模型計(jì)算箱梁，這種計(jì)活載產(chǎn)生的豎向力主要通過腹板傳遞到支座，算簡(jiǎn)化模型只考慮了梁體的縱向受力情況，并未然而，橫梁的簡(jiǎn)化計(jì)算方法首先必須求得各道腹能考慮箱梁橫向受力情況，因此還需輔以橫梁的板上活載豎向力的分配情況。目前，常用的計(jì)算方計(jì)算模型方可【?！俊?]。法是將橫梁近似地視作支承在彈性腹板上的多跨在工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員常將橫梁簡(jiǎn)化為各連續(xù)梁(見圖1)，因此可知彈性支承的反力即

4、為各道腹板作用著幾個(gè)集中力的簡(jiǎn)支梁或者連續(xù)梁來道腹板活載豎向力的分配值。通過繪制反力影響計(jì)算0151[，這些集中力為箱梁各腹板恒載分配力及線并在反力影響線上施加活載，便可求得各道腹活載分配力之和，因此為了求得橫梁的內(nèi)力，必須板活載豎向力的大小。首先確定各腹板活載分配力及恒載分配力。腹板活載分配力通常通過影響線來求得f3】『41『6l【7】【，這是比較準(zhǔn)確的，但是確定腹板恒載分配力時(shí)，設(shè)計(jì)人員常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先確定各腹板恒載分配力的比例【4J，然后再計(jì)算求得，這種計(jì)算方法并不十分準(zhǔn)確。本文結(jié)合工程實(shí)例，建立了多種單箱多室截面的連

5、續(xù)圖1橫梁腹板活載豎向力分配簡(jiǎn)化模型箱梁實(shí)體模型，通過計(jì)算分析并進(jìn)行對(duì)比，得出了不同箱梁橫梁腹板恒載分配比例，對(duì)橫梁設(shè)計(jì)計(jì)活載豎向分配力影響線可以通過以下方式來算具有參考意義。確定：(1)當(dāng)汽車活載不對(duì)稱布置時(shí)，若橋梁的寬跨比B／l小于或接近于0．5(也即所謂的窄橋)日寸【”，1橫梁計(jì)算研究因箱梁橫向剛度較大，可視為無限剛性的橫梁，通1．1計(jì)算理論簡(jiǎn)述?？梢圆捎脛傂詸M梁法來確定活載腹板豎向分配在工程設(shè)計(jì)中，常將橫梁簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁或者力影響線；對(duì)于寬橋而言，因箱梁的橫向剛度影響連續(xù)梁來計(jì)算。即將支座簡(jiǎn)化為沒有轉(zhuǎn)動(dòng)約束的不可忽

6、略，不能將橫梁視作無限剛性梁，因此常采剛性支承，同時(shí)考慮到箱梁所承受的荷載主要通用修正剛性橫梁法來確定活載腹板豎向分配力影過腹板傳遞給橫梁，因此可將橫梁所受的荷載簡(jiǎn)響線。(2)當(dāng)汽車活載對(duì)稱布置時(shí)時(shí)，梁體無轉(zhuǎn)動(dòng)化為施加在各道腹板的幾個(gè)集中力?；钶d通過車變形，對(duì)于窄橋各腹板活載豎向力均勻分配，對(duì)于寬橋，根據(jù)力就近傳遞原理，橋面?zhèn)鱽淼呢Q向力傳收稿日期：2012—03—05到車列附近的腹板，因此可以近似采用杠桿法來作者簡(jiǎn)介：劉泰松(1982一)，男，江西吉安人，工程師，從事市政工程技術(shù)研究工作。計(jì)算。2012年8月第8期城市道

7、橋與防洪科技研究3332．2理論數(shù)據(jù)分析表3不同計(jì)算方法中橫梁腹板恒載分配力(單位：kN)通過計(jì)算，得到數(shù)據(jù)結(jié)果，見表1。表1腹板恒載分配力(單位：kN)單箱雙室776．0855．01．1022027·o3334-31．6452×24m連單箱三室857．4777．50．9072166．62830．91．307續(xù)梁?jiǎn)蜗渌氖?83．9790．30．8942149．52763．11．285從表1不難發(fā)現(xiàn)，無論是兩跨連續(xù)鋼筋混凝力與中腹板恒載分配力采用同一固定比例，然而，土箱梁還是三跨連續(xù)鋼筋混凝土箱梁，對(duì)于截面通過不同跨數(shù)、不

8、同跨度以及不同截面的其體模為單箱雙室的橋梁，端橫梁中腹板恒載分配力較型計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單箱雙室與單箱多室連續(xù)梁邊、邊腹板恒載分配力要大，比例大約是1．1-1．2；中橫中腹板恒載分配力差別比較明顯；端橫梁與中橫梁中腹板恒載分配力也較邊腹板恒載分配力要梁邊、中腹板恒載分配力比值差別也是很明顯的。大，但是比例大約是1．45～