先簡支后結構連續雙支座體系橋梁受力分析與試驗

楊 青，王衛花

（1.招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067；2.重慶交通大學土木建筑學院，重慶 400074）

先簡支后結構連續雙支座體系橋梁受力分析與試驗

楊 青1，王衛花2

（1.招商局重慶交通科研設計院有限公司，重慶 400067；2.重慶交通大學土木建筑學院，重慶 400074）

利用彈性連接單元來模擬簡支變連續體系橋梁的支座，并對單雙支座及不同支座剛度情況下橋梁控制截面的受力進行了對比，結合實際的現場試驗數據與單雙支座計算結果進行了對比，得出了相應的結論。

彈性連接單元；單支座；雙支座；控制截面

0 引言

隨著國家技術、經濟及交通建設的蓬勃發展，橋梁建設如火如荼。特別是從經濟性考慮多選用中小跨徑橋。考慮到現澆施工復雜，費時，工程師們便將簡支梁的預制生產和連續梁的優越性能結合起來。將預制梁架設就位后，在支座端現澆混凝土接頭，待混凝土強度達到規定值后張拉預應力實現結構連續，即“先簡支后連續”。然而通往常簡支變連續施工中轉換支座是關鍵步驟，而受現場條件等因素的影響，該步驟成了簡支轉連續施工中最繁瑣的環節，由此才出現了“支點不轉換的雙支座簡支變連續橋梁”的設想。本文即以此類中的某個橋梁為例進行分析，并與試驗結果對比。

1 簡支變連續體系橋梁受力分析

由簡支變連續的常見方法有三種：a）在墩頂采用普通鋼筋進行連接；b）主梁的預應力束在墩頂采用連接裝置進行連接；c）主梁縱向預應力短束在墩頂連續。考慮到施工便捷和防止墩頂負彎矩區混凝土開裂的情況，目前普遍采用第三種方法實現簡支變連續。

若采用剛性受壓支座容易使某些支座出現負反力，一般情況下在實際工程中多選用橡膠支座，特別是以板式橡膠支座居多。板式橡膠支座可采用彈性連接單元來模擬計算。

式中，E為橡膠支座的抗壓彈性模量；G為抗剪彈性模量；A為支座承壓面積；It、Il為支座繞橫向、縱向的抗彎慣性矩；Ip為支座抗扭慣性矩；l為支座凈高。板式橡膠支座的抗壓彈性模量根據《公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T 4—2004）計算：E=5.4GS2，式中G為抗剪彈性模量，S為支座形狀系數，本系數可依據《公路橋梁板式橡膠支座規格系列》（JT/T 633—2006）選取，或者計算獲得。

2 雙支座體系簡支變連續橋梁受力分析

以某先簡支后連續橋梁為例來說明其受力特點。本橋上部結構為4m×25m預應力混凝土T梁，其一般斷面圖如圖1所示。墩頂均采用雙排支座，縱向間距為1.3m。據調查常見預制T梁簡支變連續雙支座體系其支座縱向間距一般在0.6～1.5m。本橋采用的板式橡膠支座其規格為250mm×400mm×64mm，根據規范查得其形狀系數為S=9.29。支座剛度取值如表1所示。計算時采用梁格模型分析主梁受力，控制截面如圖2所示。為考察雙支座效應，特將支座剛度分別乘以10倍、20倍、50倍與實際情況及單支座情況進行對比（見表1～表4）。

從表1～表4可以看出，盡管采用單雙支座計算結果相當，但是采用雙支座后控制值與單支座相比均減小，其中邊跨正彎截面控制值減小約5%，墩頂負彎截面控制值減小約12%，中跨最大正彎截面控制值減小約10%；隨著支座剛度的增加，邊跨最大正彎截面和中跨最大正彎截面的控制值均減小，但是對于墩頂負彎截面其控制值先減小后增大，可以將雙支座之間的梁看做橋跨，當支座的剛度達到一定程度，這部分基本相當于固定端。但是通過荷載組合發現，在10～50倍支座剛度情況下，雙支座中有一支座會有負反力產生，如此則不能發揮雙支座效應。

3 簡支變連續橋梁荷載試驗

試驗時采用加載車加載，使各控制截面彎矩與控制值的比值即荷載效率滿足《大跨徑混凝土橋梁試驗方法》的要求。各控制截面在雙支座和單支座下的計算值及實測值如表5～表10所示。

從表5～表10可以看出，因采用彈性雙支座模擬計算比較符合實際情況，其對應校驗系數相對較大。但是支座參數不明的情況下也可以采用單支座計算，只是彈性雙支座模擬更為準確。

4 結語

簡支變連續體系橋梁其雙支座可以采用彈性連接單元來模擬；使用單支座和雙支座對結構受力有一定的影響，特別是使用雙支座能夠減小活載作用下控制截面的內力，對墩頂負彎矩的減小稍微明顯些。此外，雙支座在施工中更加方便。本文分析說明了只要使用一般板式橡膠支座，其彈性剛度可以保證其發揮雙支座效應，即支座不會產生負反力。因此，雙支座具有其優勢。

在試驗中采用彈性雙支座模擬此類橋梁比較接近實際情況。只是在支座參數不明的情況下可以采用單支座模擬雙支座體系。

[1]交通部公路科學研究所，等.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[R].北京：交通部公路科學研究所，等，1982.

[2]陳善勤，麻文燕.簡支轉連續梁橋特點及單（雙）支座受力分析[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2007，（10）：14-17。

Analysis and Test of Simply Supported Continuous Bridge with Dual Bearing

YANG Qing,WANG Wei-hua
(1.China Merchants Chongqing Communications Research&Design Institute Co.,Ltd.,Chongqing 400067,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)

The elastic spring element is used to model the dual bearing of simply supported continuous bridge.The stress of section control of bridge single double supports and different support stiffness conditions were compared.The test data is compared with the calculation results based on the test data,and some conclusions are educed.

elastic spring element;single bearing;dual bearing;control section

U442

A

1002-4786（2013）09-0079-03

楊青（1979—），男，四川樂山人，工程師，本科，主要從事橋梁檢測、舊橋加固與設計工作。

2013-01-07