基于梁格法的裝配式簡支空心板梁橋計算分析

雷 亮

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆烏魯木齊 830000）

基于梁格法的裝配式簡支空心板梁橋計算分析

雷 亮

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆烏魯木齊 830000）

裝配式空心板橋是一種常用的結構形式，其橫向布置多片主梁，各片主梁之間澆筑混凝土形成鉸縫，這種連接剛性比較弱，并且由于橫向不施加預應力，所以彎矩沿橫向不連續。因此，采用梁格法對其進行計算分析，能有效的將橋梁的橫向分布趨于穩定，具有很好的實踐指導作用和工程實用價值。

寬跨比；梁格法；橫向分布

1 梁格理論

當荷載作用于上部結構時，除了荷載直接作用的那片主梁外，其他主梁在鉸縫傳遞的垂直剪力作用下共同承受。由于鉸縫的橫向抗彎剛度接近于0，所以橫向的剪力主要由梁的抗扭剛度來承受。

圖1 剪力鉸橋面上部結構梁單元

如圖1所示，可得平衡方程。

由于節縫的彎曲剛度接近于0，所以：

在梁格法中，取縱向構件與原型梁中心線相重合，每一縱向梁格有剛性的橫向懸臂梁，相鄰的懸臂梁之間用鉸節點連接。本文分別采用梁格理論通過Midas軟件計算裝配式簡支空心板寬梁橋的荷載橫向分布規律，得出空心板沿橫向布置的合理片數。

2 計算模型

計算模型選用裝配式簡支空心板梁橋，跨徑16 m，橋寬32 m，寬跨比為2。中間每片主梁的寬度為1 m，邊梁寬1.5 m。用梁格法將結構離散為縱橫向的梁格，在中梁布置均布荷載，分別計算4 m、8 m、12 m、16m、24 m和32 m時荷載作用下沿橫向的分布規律。

在結構的中間主梁加載，當寬跨比為0.25時，如表1所示，中間主梁跨中最大彎矩為56.15 kN· m，各片主梁之間通過鉸縫傳遞的垂直剪力將中間主梁的荷載分布到其他兩片梁上，各片主梁跨中最大彎矩的標準差和變異系數都較小，所以荷載分布比較均勻。

表1 中載作用下各片主梁跨中最大彎矩分布

隨著主梁片數的增多，當寬跨比為0.5時，中間主梁跨中最大彎矩為27.21 kN·m，較0.25時大幅度減少，說明荷載較多的傳遞到了其他幾片主梁上，此時各片主梁跨中彎矩的標準差和變異系數相對增大，說明荷載較多的分布在直接作用的那片中間主梁上，其他幾片荷載分布相對比較均勻。當寬跨比為0.75時，主梁跨中最大彎矩為21.57 kN·m，較0.5降低的幅度較小，此時荷載繼續沿著橫向進行分布，但標準差與變異系數增大，此時荷載直接作用的主梁分布較大，其他幾片主梁分布的荷載較小。

當寬跨比為1時，中間主梁跨中最大彎矩為19.88，如圖2所示，此時分布到中間主梁的最大彎矩值趨于穩定，同時中間幾片主梁與其他主梁之間分布的荷載差值較大。荷載較多的分布到中間幾片主梁處。

圖2 不同寬跨比下中間主梁跨中最大彎矩值

圖3 各片主梁跨中彎矩隨橋梁寬度變化值

當寬跨比繼續增大到1.5和2時，中間主梁的最大彎矩值幾乎不變，說明雖然橋梁寬度繼續增加，但荷載卻不能沿著橫向傳遞到更遠的主梁上，而且此時標準差和變異系數都較大，荷載分布極不均勻。

3 結 語

（1）對于裝配式空心板簡支梁橋，隨著橋梁寬度的增加，荷載沿橫向分布到各片主梁上。橋梁寬度較小時各片主梁荷載分布較為均勻，隨著寬度的增加，荷載逐漸沿橫向分布，但較多的分布到中間幾片主梁上。

（2）隨著寬跨比的增大，荷載沿橫向分布，當增大到0.75時，荷載沿橫向分布趨于穩定，繼續增大橋梁的寬度對荷載分布效果。

（3）對于城市橋梁，由于車道數較多及布置人行道，所以橫向寬度較大，當橋梁寬跨比較大時，可以沿橫向斷開為兩座寬跨比較小的橋梁，使荷載沿橫向更好地傳遞到各片主梁上，橋梁結構整體參與受力，達到經濟合理的效果。

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［4］ 李現科.預制空心板橋建模技術研究及試驗驗證［D］.重慶：重慶交通大學，2010.

U442

C

1008-3383（2017）01-0111-02

2016-09-05

雷亮（1982-），男，四川蓬安人，工程師，從事橋梁設計研究。