分幅T梁橋共用護(hù)欄對(duì)橫向分布的影響分析?

曹文婷，周磊

（貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

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分幅T梁橋共用護(hù)欄對(duì)橫向分布的影響分析?

曹文婷，周磊

（貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

摘要：在分析彈性支承連續(xù)梁法計(jì)算模式的基礎(chǔ)上，采用彈性支承連續(xù)梁法對(duì)兩種狀態(tài)下T梁荷載橫向分布進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，分幅橋梁在共用護(hù)欄狀態(tài)下，非加載側(cè)T梁全截面參與受力，共同承載活載，荷載橫向分布得以改善。

關(guān)鍵詞：橋梁；分幅T梁橋；共用護(hù)欄；荷載橫向分布；彈性支撐連續(xù)梁法

橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，通常不考慮橋面系承擔(dān)的可變荷載效應(yīng)。但對(duì)于橋面系完整的裝配式橋梁，橋面系對(duì)主梁結(jié)構(gòu)橫向分布的影響不容忽視，對(duì)于共用護(hù)欄帶分幅橋梁，這種影響更為明顯。因此，后期檢測(cè)中應(yīng)充分考慮該效應(yīng)。

1　工程概況

貴州省仁懷市茅臺(tái)至壇廠一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度60 km/h。橋面凈寬為0.5 m（護(hù)欄）+9 m（行車道）+1 m（中央分隔帶）+9 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）=20 m。中央分隔帶上設(shè)置共用的防撞護(hù)欄帶。這里選擇其中3座典型T梁橋即峰上嶺2號(hào)大橋（20 m連續(xù)T梁）、玉皇大橋（30 m連續(xù)T梁）、峰洞大橋（40 m連續(xù)T梁）進(jìn)行靜、動(dòng)力荷載試驗(yàn)，分析分幅T梁橋共用護(hù)欄對(duì)橫向分布的影響。設(shè)計(jì)橫斷面及加載車橫向布置見(jiàn)圖1。

圖1　T梁設(shè)計(jì)橫斷面及加載車橫向布置（單位：cm）

2　荷載橫向分布計(jì)算

2.1基于彈性支承連續(xù)梁法的荷載橫向分布計(jì)算模式

當(dāng)橫斷面為多片梁肋時(shí)，橫向可把結(jié)構(gòu)看作一組并排放置的主梁所構(gòu)成的梁系結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，即采用彈性支承連續(xù)梁法計(jì)算荷載橫向分布。

彈性支承連續(xù)梁法，按照橫梁彈性支承在縱梁位置的連續(xù)梁，彈性支承的剛度等同于縱梁抗彎剛度，采用彈性支承連續(xù)梁得出支承點(diǎn)的反力即得到荷載橫向分布。彈性支承連續(xù)梁法適用范圍廣泛，不受寬跨比的限制。

根據(jù)彈性支承連續(xù)梁的基本概念，得到圖2所示計(jì)算模式。在T形梁橫向分布計(jì)算過(guò)程中，橫隔板和橋面板考慮為彈性支承在T形梁肋上的連續(xù)橫梁，T梁荷載橫向分布均按照彈性支承連續(xù)的計(jì)算模式進(jìn)行分析。

圖2　彈性支承連續(xù)梁法計(jì)算模式示意圖

2.2有限元模型建立

采用基于彈性支承連續(xù)梁法的有限元分析軟件Finite建立荷載橫向分布模型，得到橫向分布影響線數(shù)據(jù)。Finite軟件的理論和模型相關(guān)參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)［2］、文獻(xiàn)［3］和文獻(xiàn)［7］。共用護(hù)欄帶連接剛度經(jīng)過(guò)試算由實(shí)測(cè)值對(duì)比分析得到。橫向分布影響線的Finite模型見(jiàn)圖3，模型參數(shù)見(jiàn)表1。

圖3　橫向分布影響線的Finite模型

表1　模型參數(shù)　m4

2.3荷載橫向分布影響線計(jì)算

T梁荷載橫向分布影響線計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4～6。

圖4　20 m T梁荷載橫向分布影響線

圖5　30 m T梁荷載橫向分布影響線

圖6　40 m T梁荷載橫向分布影響線

由圖6可以看出：對(duì)于40 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.231，0.739），共用護(hù)欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（0.035，0.609）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.064，0.387），共用護(hù)欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（0.098，0.356）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.078，0.383），共用護(hù)欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.157，0.223）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.204，0.766），共用護(hù)欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（0.044，0.214）。

3種T梁中，對(duì)于1#～2#梁，分離式主梁和共用護(hù)欄式主梁的荷載橫向分布影響線差別較小，而3#～4#梁的差別較大，共用護(hù)欄式主梁的荷載橫向分布影響線比分離式主梁均勻。

2.4荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算

T梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖8～9。由圖8～9可以看出：對(duì)于20 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數(shù)位于（0.169，0.331），共用護(hù)欄帶式的橫向分布系數(shù)位于（0.199，0.230）；對(duì)于30 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數(shù)位于（0.075，0.418），共用護(hù)欄帶式的橫向分布系數(shù)位于（0.163，0.213）；對(duì)于40 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數(shù)位于（0.174，0.323），共用護(hù)欄帶式的橫向分布系數(shù)位于（0.169，0.227）。共用護(hù)欄式主梁的荷載橫向分布系數(shù)比分離式主梁均勻。

2.5計(jì)算撓度值與實(shí)測(cè)值對(duì)比分析

T梁計(jì)算撓度值與實(shí)測(cè)值對(duì)比見(jiàn)圖10～12。

圖7　20 m T梁荷載橫向分布系數(shù)

圖8　30 m T梁荷載橫向分布系數(shù)

圖9　40 m T梁荷載橫向分布系數(shù)

圖10　20 m裝配式T梁實(shí)測(cè)撓度與計(jì)算值對(duì)比

圖11　30 m裝配式T梁實(shí)測(cè)撓度與計(jì)算值對(duì)比

由圖10～12可以看出：共用護(hù)欄帶式結(jié)構(gòu)模式下，全截面共同承擔(dān)活載效應(yīng)，其撓度理論值比分離式結(jié)構(gòu)的小，撓度分布也更均勻，實(shí)測(cè)值亦均勻，與理論值吻合。

3　結(jié)論

該文采用彈性支承連續(xù)梁法對(duì)分離式、共用護(hù)欄式狀態(tài)下T梁的荷載橫向分布進(jìn)行計(jì)算，分析分幅T梁橋共用護(hù)欄對(duì)橫向分布的影響，結(jié)論如下：

（1）共用護(hù)欄式主梁的荷載橫向分布計(jì)算模式宜采用全橋整體截面共同受力的計(jì)算方法。

（2）共用護(hù)欄式主梁的荷載橫向分布系數(shù)比分離式主梁均勻得多，在半幅偏載作用下，不會(huì)顯示出較明顯的偏載效應(yīng)。

圖12　40 m裝配式T梁實(shí)測(cè)撓度與計(jì)算值對(duì)比

（3）在車流量較大的情況下，3#～4#梁承擔(dān)的荷載效應(yīng)較大，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮其荷載效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

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由圖4可看出：對(duì)于20 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.269，0.766），共用護(hù)欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（-0.033，0.766）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.061，0.416），共用護(hù)欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（-0.070，0.334）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.076，0.413），共用護(hù)欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.073，0.278）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.258， 0.794），共用護(hù)欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（-0.040，0.295）。

由圖5可看出：對(duì)于30 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.249，0.784），共用護(hù)欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（-0.020，0.649）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.045，0.394），共用護(hù)欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（0.090，0.360）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.060，0.386），共用護(hù)欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.150，0.230）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.239，0.814），共用護(hù)欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（0.025，0.237）。

中圖分類號(hào)：U44

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2668（2016）03-0143-04

基金項(xiàng)目：?國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51278512/E080505）；貴州省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目（2016-121-038，2016-123-039，2016-123-040）

收稿日期：2016-01-10