橋梁通軟件蓋梁計算分析

鄭旭光

摘 要 在我國橋梁工程的建筑設計中，蓋梁計算是其中的重要工作，蓋梁在橋梁中的主要作用是連接橋梁上部和下部結構，由于活載組合的多樣性使得蓋梁受力情況較為復雜，計算也十分煩瑣，目前國內普通鋼筋混凝土結構多采用橋梁通軟件進行計算。本文結合工程實例，運用橋梁通軟件對蓋梁計算進行深入的分析。

關鍵詞 橋梁通軟件；蓋梁計算；分析

前言

在實際設計工作中，各種建造的橋梁所處的地理位置和橋梁的功能等不同，各種橋梁的蓋梁構造、車輛荷載、蓋梁的受力情況也就不同，蓋梁設計很難實現標準化，橋梁蓋梁設計計算非常頻繁，因此借用橋梁通軟件進行受力分析和出圖就可以為設計節省時間提高效率。

1 蓋梁計算理論

（1）計算依據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）[1] 》規定：雙柱式橋墩，當蓋梁的剛度與墩柱的線剛度比大于5時，為簡化計算可以忽略節點不均衡彎矩的分配及傳遞，一般可按簡支梁或懸臂梁進行計算和配筋，多柱式的蓋梁可按連續梁計算，當蓋梁計算跨徑L與梁高h之比，簡支梁2.05.0時，則按一般構件計算。

（2）內力計算對于蓋梁內力的計算，主要要根據恒載和活載進行相關的計算。在橋梁的恒載中，主要包括橋梁上部的梁重、橋面的鋪設、支座、蓋梁自重和相關的橋梁設施，這些荷載都被稱為橋梁的恒載，其中，雨雪等自然荷載，也是恒載中的組成部分。在對橋梁的活載進行計算的時候，一般要考慮以下幾種情況：單、雙、多列車對稱布置、非對稱布置，最后對車道進行折減，取計算結果中的最大值，在順橋向活載移動的情況下，要對單孔活載和雙孔活載兩種情況進行選取，這兩種中又包含了單列車和多列車等情況，分別計算出縱向支座活載反力最大值，用于蓋梁的內力計算。根據活載橫向分配系數，就可以求出在活載作用下支座反力最大值，再求出活載作用下蓋梁中各控制截面的內力值。最后把上述求得的恒載內力和活載最大狀況內力進行組合，這樣就可以對蓋梁最終極限內力效應值進行確定。在對蓋梁內力進行計算的時候，需要考慮其中樁柱支承寬度對削減負彎矩尖峰的影響。

橋梁通軟件的蓋梁計算原理同傳統的計算方法基本一致，對于普通鋼筋混凝土蓋梁可以直接通過橋梁通軟件對蓋梁的內力進行計算及構件驗算。對于預應力混凝土結構的橋梁蓋梁可借助橋梁通軟件獲取蓋梁上支座反力進行計算，然后再利用其他軟件進行受力分析[2]。

2 工程實例

某橋一，単幅橋，橋梁凈寬道寬7m+兩側各設0.5m的防撞墻，橋梁全寬橋8m，上部結構采用6塊20m的后張法預應力空心梁板，蓋梁長為8m，蓋梁寬為1.4m，橋梁設計荷載為公路Ⅱ級。結果由計算可以得知。兩種計算方法得到跨中正彎矩一樣，支撐點負彎矩差不多，模型結果比實際受力結果小百分之二，剪力差別很大，支撐點處最大剪力差值達到了百分之二十三。因為梁片是成雙成對出現的，中間沒有其他受力。中間的受力計算和現實受力和削峰有點相似。支點、跨中處剪力因兩種計算模型集中力加載位置的不同，以及車輛偏載加載每個支座分配的集中力不一樣，使得兩個計算結果差值較大。若抗剪鋼筋以直徑為28mm計，考慮剪力分配，計算模型計算結果所得支點處需抗剪鋼筋8根，而實際受力計算所需抗剪鋼筋需7根。

某橋二，橋寬20m，雙向4車道，上部結構采用15塊20m的后張法預應力空心梁板，蓋梁長為19.33m，蓋梁寬為1.4m，橋梁設計荷載為公路Ⅰ級。本次計算均考慮樁柱支承寬度對削減負彎矩尖峰的影響，0.9倍消峰。計算結果表明裂縫配筋對應彎矩包絡圖與強度配筋類似，從調查計算數據可以看出，兩種計算方法得到的中墩、邊墩和跨中彎矩相差很小，彎矩差值分別為70、76和62KN.M，模型計算結果比實際受力計算結果大2.8%、0.7%和2.8%。這種情況主要源于，橋梁的片梁個數并不是成雙出現的，在軟件中，是以合力作用在橋墩正中心計算的，但是現實情況并非如此，它反而收到的作用力不在正中心，在上面的結構引起的合力中，在對橋墩對稱分布的同時，還存在一個作用力，由它得到的彎矩包絡圖范圍比理論值范圍大。加載方位不同最終截面彎矩一定會和事實構造的受力情況不同。并且于邊墩支點地方，當二個模型的集中力有偏差時候，比如車輛偏載受力，最終這些支點所受力也會不同。從剪力計算上可以看出，兩次得到的剪力值有很大的差距距，中墩處數值是-400kN，兩邊處的數值為-99KN，造成這一差距是因為在進行汽車偏載加載過程時，將梁底座處的支座反力用集中力進行代替，忽略梁之間的縱向作用，只分析梁之間的橫向作用，但在具體工程中，梁受偏載作用時支座所受的力并不均勻，從而導致在剪力計算過程中發生位置和數值大小是有差距的，這就能解釋為什么兩次剪力最終數據存在很大的差距。暫定承受剪切力的鋼筋直徑為28mm，在對剪切力分布情況進行研究時，通過相關計算軟件得出該墩蓋梁只需配筋十根就滿足需求，但是其真實的需求量為十二根。然而，橋梁通在配置彎起鋼筋時，通常它的抗剪力參數是0.4。在混凝土結構設計新要求下以及配置鋼筋時，一般采用加粗箍筋，多放箍筋，提高箍筋質量等方法來降低彎筋的承重，讓它的事實承壓力低于0.4q。這樣也使得橋梁通計算得到的數據偏于保守，留有一定的富余量，配筋結果滿足實際受力要求，結構上也偏于安全[3]。

3 結束語

通常，中型或者小型的橋，在進行相關應力計算時，采用相關的程序計算和分析，比以前純手工計算以及有限元進行計算和研究的方法方便得多，而且輸出結果比較精確，滿足設計以及實際的標準。

根據對相關計算軟件的研究，在進行模擬的過程中，這種程序所構建的模型有別于實際上橋梁所承受的荷載情況，導致模型與真實值不一樣，存在誤差。對此橋梁設計者要有清晰的認識，需正確理解其計算原理，設計者對蓋梁設計的掌握，是重要的，也是必需的。

參考文獻

[1] JT6D62-2004.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 何瑞平.對橋梁通軟件蓋梁計算的分析[J].南北橋，2009，（5）：147.

[3] 何瑞平.蓋梁計算軟件對比與分析[J].低溫建筑技術，2009，31（7）：

71-73.