路橋過渡段的差異沉降對搭板長度的影響研究

摘要：本文采用有限元分析軟件ADINA建立路橋過渡段的三維計算分析模型，土體采用Mohr-Coulomb的彈塑性本構模型，以正弦函數形式加載車輛荷載。通過改變搭板的長度，得到路橋過渡段的差異沉降與搭板長度之間的關系，為實際的搭板設計提供理論依據。

關鍵詞：路橋過渡段 ADINA 土體本構模型 交通荷載

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0125-01

由于橋臺和路基的剛度不同，在交通荷載作用下，作為剛性結構的橋臺的沉降要明顯小于路基的沉降，從而出現較為嚴重的路橋過渡段差異沉降，引發橋頭跳車現象。在橋頭處設置有效長度的搭板，可有效改善路橋過渡段的差異沉降。但是在工程設計中，搭板的性能受路橋過渡段差異沉降的影響，其參數很難確定，本文利用有限元軟件ADINA建立三維計算模型，重點研究了路橋過渡段差異沉降與不同長度的搭板之間的關系，為類似的搭板設計工程和施工提供合理化的建議。

1 路橋過渡段有限元模型簡介

搭板寬為20m，厚為0.25m；路基土體為粘土，厚度3m，地基土體為粉質粘土，厚6m，計算參數見表1。

車輛荷載采用正弦函數形式加載，如圖1。假定各層土體之間變形連續，無相對滑移產生。

計算模型中采用四節點四面體單元進行網格劃分，路基填土和地基土采用Mohr-Coulomb本構模型，在搭板和路基填土的地方，設置了面面接觸。有限元計算模型如圖2。

2 路橋過渡段差異沉降下搭板性能的分析和研究

在車輛荷載的重復作用下，分別模擬了搭板長度為4m，5m，6m，7m，8m五種工況，并計算各個工況的差異沉降。

由圖3可以看出：在路橋過渡段加設搭板，可有效的減小路橋過渡段的差異沉降，通過設置搭板最大沉降僅為19mm左右，再通過搭板的調節，路橋過渡段的差異沉降完全可以滿足車輛的平穩行駛要求。在一定范圍內，加大搭板長度，會減小路橋過渡段的差異沉降，當搭板長度達到一定的值，路橋過渡段的差異沉降減小的不在明顯，根據圖4可知搭板長度為6m時，其沉降差完全滿足要求，使橋臺跳車現象得到較大的改善。同時搭板下部土體最大沉降發生在搭板的橫向中心，因此在填筑路基土體應特殊注意下路基中心處土體的碾壓。

3 結語

通過設置橋臺搭板可有效的減小路橋過渡段的差異沉降，一般橋梁搭板設置長度為6m時即可滿足要求，同時在填筑路基土體時應注意路基中心處土體的碾壓。

參考文獻

[1] 李智峰.路橋過渡段差異沉降對搭板性能的影響[J].公路工程，2009，34（1）.