苏森林 张卓杰

华南理工大学，广州 510640

引言

板桁结构形式的桥梁整体性能好，同等跨度规模下，相对于混凝土桥重量轻、柔度大，抗风、抗震能力强，因而越来越广泛地应用于大跨度桥梁中，尤其是大跨度铁路桥和公铁两用桥中。如：芜湖长江大桥，天兴洲长江大桥，南京大胜关长江大桥，矮寨特大钢桁悬索桥等等，可见板桁结构被用于各式桥型当中。

1 板桁结构桥梁常见的建模方法

大跨度板桁斜拉桥总跨长一般达千米级，结构复杂，如此大规模的有限元模型中，单元动辄上万个，自由度数量更是翻倍。对于普通的计算机来说，如此庞大的计算量需要耗费大量的精力，而且如此高成本的计算在有些情况下不是必要的。所以，采用合适的有限元模型对大跨度板桁斜拉桥进行有效的模拟是有必要的。常见的空间有限元法将桁架杆件作为空间梁单元模拟，把桥面板作为空间板单元，而对纵横肋一般采用梁单元并划归到桥面板上，由此形成板梁混合单元。对此，国内外许多专家学者做过许多有意义的工作，如：日本学者伊藤学，小西一郎提出了正交异性钢桥面板的近似计算方法；大桥局桥科院采用平面杆系有限元分析方法，将混凝土桥面板按有效宽度折算为弦杆的一部分，或将混凝土板单元换算成独立的平面单元，将其与弦杆用刚性连接约束；同济大学滕小竹将板桁结构的主桁与桥面系整体等效为一根主梁等。

在桥梁结构分析计算时，为便于分析和设计，通常将主梁的受力分为如下三个体系[1]：第一体系将桥面板作为主梁的上翼缘；……