淺談拼寬橋梁橫向效應(yīng)研究

傅宜

摘 要：對(duì)于擴(kuò)寬拼接的橋梁，由于新舊橋之間存在著荷載的橫向分配，所以對(duì)于不同加寬銜接的方式，會(huì)導(dǎo)致橋梁橫向傳遞荷載能力的差異，使得單梁內(nèi)力值出現(xiàn)差異，即不同的加寬連接方式會(huì)導(dǎo)致橋梁整體受力性能的差異。本章將以烏市珠江路改擴(kuò)建工程為例，給出依托工程橋梁不同銜接構(gòu)造，并通過(guò)荷載橫向傳遞規(guī)律定性分析與內(nèi)力變形定量分析，就橫向分布系數(shù)方法來(lái)研究拼寬橋梁的橫向效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：拼寬橋梁；橫向效應(yīng)；研究

中圖分類號(hào)：U441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）05-0123-01

1 橫向分布系數(shù)方法介紹

荷載橫向分布計(jì)算一直是橋梁設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容。它作為空間內(nèi)力計(jì)算的一種實(shí)用近似方法，得到廣泛的應(yīng)用。利用內(nèi)力或荷載的橫向分布系數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上是在一定的誤差范圍內(nèi)尋求一個(gè)近似的影響面來(lái)代替精確的影響面，把一個(gè)復(fù)雜的空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化成平面問(wèn)題來(lái)進(jìn)行求解，即把影響面η（x，y）分解成兩個(gè)單值函數(shù)的乘積，即η（x，y）=η1（x）×η1（y）。橫向分布系數(shù)的變化可直接反應(yīng)橋梁整體受力性能的變化。在對(duì)橋梁拼寬設(shè)計(jì)中，拼寬前后各梁的橫向分布系數(shù)的變化是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案是否合理的重要依據(jù)之一。

1.1 杠桿法

杠桿法的基本假定是：忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，假設(shè)橋面板在主梁上斷開(kāi)，當(dāng)作橫向支承在主梁上的簡(jiǎn)支梁或懸臂梁。基本原理是把橫向結(jié)構(gòu)（橋面板和橫隔梁）視作在主梁上斷開(kāi)而簡(jiǎn)支在其上的簡(jiǎn)支梁。如圖1所示，對(duì)于橋面板直接放在工字形主梁上的裝配式橋梁，當(dāng)橋面上有車輛荷載作用時(shí)，作用在左邊板上的輪重P1/2只傳遞至1號(hào)和2號(hào)梁，作用在中部簡(jiǎn)支板上的輪重只傳給2號(hào)梁及3號(hào)梁。此時(shí)的反力R的大小只需利用簡(jiǎn)支板的靜力平衡條件就可求得。為求得主梁所受的最大荷載，可先作出反力影響線，即為計(jì)算橫向分布系數(shù)的橫向影響線。利用影響線進(jìn)行最不利布載，便可求出橫向分布系數(shù)（圖2）。

杠桿法主要適用于如下情況：

（1）計(jì)算荷載靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的m（如求剪力、支點(diǎn)負(fù)彎矩等）；（2）雙主梁橋；（3）橫向聯(lián)系很弱的無(wú)中橫梁的橋梁。

1.2 剛接梁法

對(duì)于主梁間剛性連接較好的橋梁，只要在鉸接板橋計(jì)算理論的基礎(chǔ)上，在接縫處補(bǔ)充引入贅余彎矩m，就可建力計(jì)算橫向剛性連接處的贅余力正則方程。

根據(jù)力法原理，正則方程用矩陣形式可簡(jiǎn)明表示為：

式中：為正則方程中贅余力計(jì)算系數(shù)矩陣；

為贅余力峰值；

為外荷載引起的相對(duì)變位。

2 本章小結(jié)

本章對(duì)幾種橫向分布系數(shù)及空間數(shù)值的方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并以珠江路改擴(kuò)建工程中的一座簡(jiǎn)支小箱梁橋?yàn)槔?，建立空間梁格有限元模型進(jìn)行分析，比較不同連接方式時(shí)，連接處新老橋梁的效應(yīng)分析，得到了以下結(jié)論：

在接縫不連接的情況下，新老橋梁各自受力，互不影響；剛接情況下，各主梁參與度好于鉸接，即結(jié)構(gòu)的整體性能好于鉸接。

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