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(gòu)模型，以正弦函數(shù)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(guān)系，為實際的搭板設(shè)計提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：路橋過渡段 ADINA 土體本構(gòu)模型 交通荷載

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)構(gòu)的橋臺的沉降要明顯小于路基的沉降，從而出現(xiàn)較為嚴(yán)重的路橋過渡段差異沉降，引發(fā)橋頭跳車現(xiàn)象。在橋頭處設(shè)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(shè)計中，搭板的性能受路橋過渡段差異沉降的影響，其參數(shù)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(guān)系，為類似的搭板設(shè)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(zhì)粘土，厚6m，計算參數(shù)見表1。

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

計算模型中采用四節(jié)點四面體單元進行網(wǎng)格劃分，路基填土和地基土采用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型，在搭板和路基填土的地方，設(shè)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(fù)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(shè)搭板，可有效的減小路橋過渡段的差異沉降，通過設(shè)置搭板最大沉降僅為19mm左右，再通過搭板的調(diào)節(jié)，路橋過渡段的差異沉降完全可以滿足車輛的平穩(wěn)行駛要求。在一定范圍內(nèi)，加大搭板長度，會減小路橋過渡段的差異沉降，當(dāng)搭板長度達(dá)到一定的值，路橋過渡段的差異沉降減小的不在明顯，根據(jù)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(xiàn)象得到較大的改善。同時搭板下部土體最大沉降發(fā)生在搭板的橫向中心，因此在填筑路基土體應(yīng)特殊注意下路基中心處土體的碾壓。

3 結(jié)語

通過設(shè)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(shè)置長度為6m時即可滿足要求，同時在填筑路基土體時應(yīng)注意路基中心處土體的碾壓。

參考文獻(xiàn)

[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）.