关 伟 李群锋 王奎涛

(山西省交通科学研究院，山西太原 030006)

0 引言

随着我省高速公路建设的蓬勃发展，现装配式箱梁、T形梁已普遍在工程实践中应用，因该结构构造简单、受力明确、施工简洁、速度快、工程造价低等优点普遍在工程实践中应用。在该结构进行分析当中活载较为复杂，活载具有可变性。当桥上作用荷载P时，荷载P会分配到各片主梁上，因桥梁结构具有空间性，所以本文采用TDV RMV8i，Anasys10.0有限元软件对工程实例以“梁格法”进行空间建模结构分析，结合手算桥梁荷载横向分布系数对其进行探讨。

1 梁格法简介

梁格法:它是用一个等效梁格来代表上部结构，把分散在每一区段内的弯曲和抗扭刚度假定集中于最邻近的等效的梁格内，而横向刚度则集中于横向梁内。即当原型板和等效的梁格承受相等的荷载时，这两个结构的挠曲将是横等的，而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩将等于该梁所代表的板部分的截面上应力的合力［2］。

2 工程概况

2.1 基本参数

结构形式:2×25 m装配式简支箱梁;计算跨径:24.36 m;桥面宽度:12.8 m;前右角:0°;荷载等级:公路—Ⅰ级;横梁设置:不设置横梁。

2.2 桥梁典型横断面

桥梁典型横断面图见图1。

图1 箱梁典型横断面图（1： 50）

3 算例分析

3.1 结构模型

小箱梁模型见图2。

3.2 算例结果分析

3.2.1 结构截面特性对比

成桥阶段边梁及中梁截面特性见表1，表2。

3.2.2 主梁跨中弯矩、支点剪力、挠度对比

1)P=1 kN作用在1号梁跨中处TDV RMV8i计算结果见图3～图5。

图2 装配式小箱梁模型外观

表1 成桥阶段边梁截面特性

表2 成桥阶段中梁截面特性

图3 弯矩Mz（一）

图4 剪力Qy（一）

图5 挠度fy（一）

Anasys10.0计算结果见图6～图8。

图6 弯矩Mz（二）

图7 剪力Qy（二）

图8 挠度fy（二）

2)P=1 kN作用在2号梁跨中处TDV RMV8i计算结果见图9～图11。

图9 弯矩Mz（三）

图10 剪力Qy（三）

Anasys10.0计算结果见图12～图14。

从图3，图6，图9，图12可以看出荷载P作用在1号主梁跨中时，荷载P显然不是完全由1号主梁来承受，同样当荷载P作用在2号主梁跨中时也是如此，而是P通过桥面板使其他主梁也受到荷载。在荷载P处弯矩分布比较不均匀，当结构跨中处设置内横梁时，则P处弯矩分布比较均匀。在设计实践当中为了减小小箱梁、T梁这种结构跨中弯矩，应在跨中设置跨中横梁，当跨径较大时，还应在四分点处设置中横梁。

图11 挠度fy（三）

图12 弯矩Mz（四）

图13 剪力Qy（四）

图14 挠度fy（四）

3)主梁跨中汽车荷载横向分布系数。

模型分别在1号主梁、2号主梁跨中处加一集中荷载P=1 kN，由于结构具有对称性，1号主梁与4号主梁对称，2号主梁与3号主梁对称，所以4号主梁受力情况同1号主梁，3号主梁受力情况同2号主梁。

各主梁跨中横向分布影响线竖标值采用各主梁的跨中挠度于各主梁挠度之和的比值，各主梁跨中横向分布影响线竖标见表3。

表3 主梁跨中横向分布影响线计算表

分别采用文献［1］，Anasys10.0，TDV RMV8i影响线竖标绘制影响线图，采用公路—Ⅰ级车辆荷载在桥面布载。由于工程设计实践经验，该种结构及桥面布置形式一般两车道桥面布载主梁分配内力较大，所以汽车荷载横向分布系数只计算了两车道的数值，见表4。

表4 主梁跨中汽车荷载横向分布系数

4 结语

桥梁结构为空间结构，实事求是，在桥梁设计实践当中应从空间去考虑桥梁结构，模拟桥梁结构。“梁格法”是一种行之有效的桥梁结构分析方法，该法能合理地模拟桥梁整体结构实际工作状态。平面杆系结构分析较空间结构分析简单，采用“单梁法”计算桥梁结构受力情况，在考虑荷载分配问题时，荷载分配系数若是取1.0，桥梁结构受力会人为放大，按本文计算结果1号梁，桥梁下部结构受力提高约25%，2号梁会提高约40%，则会导致桥梁下部结构工程量增加，桥梁造价增大。所以应从结构实际工作状态对结构进行考虑，把握结构分析。

［1］李国豪，石 洞.公路桥梁荷载横向分布计算［M］.北京:人民交通出版社，1987.

［2］E.C.汉勃利.桥梁上部构造性能［M］.郭文辉，译.北京:人民交通出版社，1982.

［3］王道锋，周世军，赵卫平.用梁格法模拟斜交板梁的荷载横向分布［J］.建筑与工程，2006(12):67.

［4］刘晓鸣，陈 曦，杨大余.装配式小箱梁桥的荷载横向分布计算［J］.山西建筑，2007，33(8):279-280.