斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數探析

劉曉東

摘 要：本文主要通過對橫向鉸接板法、有限元法以及實測這三種計算方法進行分析來探究如何準確的、精確的計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數。

關鍵詞：斜寬連續空心板橋 實測荷載 分布系數

在我國經濟、科技蓬勃發展的今天，公路橋梁建設水平有很大進步，公路橋梁建設更加堅固耐用。這一點在寬橋方面的體現的非常明顯。就以斜寬連續空心板橋為例來說，橋梁建設中的橋梁設計、橫線分布系數計算、結構穩定性等方面應當科學的分析、規劃、計算、構建，才能夠保證所建設的斜寬連續空心板橋質堅固耐用。斜寬連續空心板橋建設中橋梁荷載橫向系數計算是非常重要的部分，其在一定程度上決定板橋能否堅固耐用。

1.斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數計算的理論依據

斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數關乎板橋的應用性，盡量保證板橋荷載橫向系數正確、精確尤為重要。橋梁橫向分布系數的計算可以應用鉸接板法、有限元法以及實測等方法，在各種計算方法中選擇最適合的、最佳的計算方法來計算橫向分布系數，才能夠得到相對準確、精確的橫向分布系數，為建設堅固耐用的板橋創造條件。下文就鉸接板法、有限元分析梁格法以及實測這三種計算方法進行。

1.1荷載橫向分布的原理

由于斜寬連續空心板橋的寬度較大，橋梁自重荷載、汽車荷載、行人荷載作用于橋梁時，橋梁結構的橫向剛性會受到影響，使荷載在橫向和縱向上同時傳遞，并使主梁參與不同程度的支撐工作。這將會分散橋梁自重荷載、汽車荷載、行人荷載作用，保證橋梁正常應用。

1.2橫向鉸接板法

斜寬連續空心板橋具有連接構造，但由于其內部是空心的，這使得橋梁連接部分剛性比較薄弱。從此角度出發，利用橫向鉸接板法來計算荷載橫向分布系數，需要將斜寬連續空心板橋看作為簡支板來計算。也就是分析斜寬連續空心板橋的空間受力狀態，將其作為平面受力狀態，進而將板橋比擬為相同跨徑等撓曲剛度的簡支板橋，計算剪支板橋的荷載橫向分布系數。另外，在利用橫向鉸接板法計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數時還需要考慮板橋斜梁的傾斜度，傾斜度不同，橫向分布系數大小就會變化。所以，斜梁傾斜度是利用橫向鉸接板法計算板橋荷載橫向分布系數必須考慮的因素之一。

1.3有限元分析梁格法的原理

有限元分析梁格法主要是用一個等效梁格來代表上部結構，把分散在板的每一區段內的彎曲和抗扭剛度 假定集中與最鄰近的等效梁格內，再利用有限元法進行計算和分析，得到荷載橫向分布系數。利用有限元分析梁格法計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，需要考慮斜梁的傾斜度。相對于正橋來說，斜梁橋的受力機理比較復雜，其對板橋荷載橫向分布系數有一定的影響。利用有限元分析梁格法計算荷載橫向分布系數之前，一定要確定斜梁的傾斜度及其對板橋荷載橫向分布系數的影響。

1.4實測橫向分布系數

盡管實測斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數比較麻煩、繁瑣，但也不失為一種辦法。實測計算荷載橫向分布系數，主要通過以下公式進行計算。實測橫向分布系數值公式即為：

注：N表示所布荷載的車道數；εi表示各片梁控制截面的應變力。

2.斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數計算

選用適合的、有效的計算方法來計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，為設計和建設板橋提供重要依據，可以促使高質量的斜寬連續空心板橋創造條件。筆者借助某地區一斜寬連續空心板橋建設工程來分析橫向鉸接板法。有限元分析梁格法以及實測荷載橫向分布系數這三種方法的應用效果。

2.1斜寬連續空心板橋工程概況

此工程橋梁全長300m，橋寬32m；設計荷載為公路Ⅱ級，人群荷載為3.5 ，道路橫斷面采用雙向六車道標準；總體布置為 預應力連續空心板 預應力連續T梁。橋墩方向和水流平行，和路線夾角60°，預應力連續空心板橫向由25塊板構成，每孔跨徑為20m，橋寬32m。

2.2橫向鉸接板法計算橫向分布系數

由于橫向鉸接板法是將斜寬連續空心板橋轉化為“簡支板橋”來計算橫向分布系數。那么，整個計算過程中板橋的寬跨比、構件抗彎、抗扭剛度等方面是整個計算的關鍵因素。具體的內容是：

（1）基本參數。通過Midas截面特性計算器來計算板塊的抗彎慣性矩和板塊的抗扭慣性矩，進而得到連續板中的跨中撓度，為后續進行寬跨度、構建抗彎、抗扭剛度等方面計算提供依據。

（2）跨中橫向分布系數。根據抗彎剛度公式：

并結合所求得的參數來換算抗扭剛度，即為：

注：GJh表示抗扭剛度；ψ表示為跨中截面的扭轉角。

假設利用橫向鉸接板法來計算板橋荷載橫向分布系數時不考慮斜交折減系數。那么，由25片空心板組成的斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數的計算是利用橫向鉸接板法就每片空心板的抗扭強度進行具體計算，進而得到每片空心板的橫向分布系數（如表1所示）。

2.3有限元分析梁格法計算橫向分布系數

利用有限元分析梁格法計算斜寬連續空心板橋時，結合斜寬連續空心板橋的相關資料，利用梁格代表每個空心板的彎曲和抗扭強度，再利用有限元分析法來計算橫向分布系數（如表2所示）。

2.4實測橫向分布系數的計算

利用實測方法來計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，主要是結合斜寬連續空心板橋相關資料，利用實測計算公路對每一片空心板進行計算，得到第一跨各片空心板跨中底板下緣的應變（如表3所示）。

在現代化的今天，我國橋梁建設有很大發展和進步。不同類型的高質量橋梁佇立在祖國大地上，使人們的出行更加方便、快捷。斜寬連續空心板橋作為眾多橋梁中的一種，其應用日益增多，加強其建設質量越來越重要。要想建設出高質量的斜寬連續空心橋，對其荷載橫向分布系數進行準確的、精確的計算是非常重要的，其對板橋建設效果有很大影響。

參考文獻：

[1]郭敬姐，劉玉靜，舒國明.梁板橋荷載橫向分布系數的空間數值計算[J].山西建筑， Vol.32 No.8 263～264.

[2]戴公連，李德建.橋梁結構空間分析設計方法與應用[M].北京：人民交通出版社.2001.7.endprint

摘 要：本文主要通過對橫向鉸接板法、有限元法以及實測這三種計算方法進行分析來探究如何準確的、精確的計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數。

關鍵詞：斜寬連續空心板橋 實測荷載 分布系數

在我國經濟、科技蓬勃發展的今天，公路橋梁建設水平有很大進步，公路橋梁建設更加堅固耐用。這一點在寬橋方面的體現的非常明顯。就以斜寬連續空心板橋為例來說，橋梁建設中的橋梁設計、橫線分布系數計算、結構穩定性等方面應當科學的分析、規劃、計算、構建，才能夠保證所建設的斜寬連續空心板橋質堅固耐用。斜寬連續空心板橋建設中橋梁荷載橫向系數計算是非常重要的部分，其在一定程度上決定板橋能否堅固耐用。

1.斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數計算的理論依據

斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數關乎板橋的應用性，盡量保證板橋荷載橫向系數正確、精確尤為重要。橋梁橫向分布系數的計算可以應用鉸接板法、有限元法以及實測等方法，在各種計算方法中選擇最適合的、最佳的計算方法來計算橫向分布系數，才能夠得到相對準確、精確的橫向分布系數，為建設堅固耐用的板橋創造條件。下文就鉸接板法、有限元分析梁格法以及實測這三種計算方法進行。

1.1荷載橫向分布的原理

由于斜寬連續空心板橋的寬度較大，橋梁自重荷載、汽車荷載、行人荷載作用于橋梁時，橋梁結構的橫向剛性會受到影響，使荷載在橫向和縱向上同時傳遞，并使主梁參與不同程度的支撐工作。這將會分散橋梁自重荷載、汽車荷載、行人荷載作用，保證橋梁正常應用。

1.2橫向鉸接板法

斜寬連續空心板橋具有連接構造，但由于其內部是空心的，這使得橋梁連接部分剛性比較薄弱。從此角度出發，利用橫向鉸接板法來計算荷載橫向分布系數，需要將斜寬連續空心板橋看作為簡支板來計算。也就是分析斜寬連續空心板橋的空間受力狀態，將其作為平面受力狀態，進而將板橋比擬為相同跨徑等撓曲剛度的簡支板橋，計算剪支板橋的荷載橫向分布系數。另外，在利用橫向鉸接板法計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數時還需要考慮板橋斜梁的傾斜度，傾斜度不同，橫向分布系數大小就會變化。所以，斜梁傾斜度是利用橫向鉸接板法計算板橋荷載橫向分布系數必須考慮的因素之一。

1.3有限元分析梁格法的原理

有限元分析梁格法主要是用一個等效梁格來代表上部結構，把分散在板的每一區段內的彎曲和抗扭剛度 假定集中與最鄰近的等效梁格內，再利用有限元法進行計算和分析，得到荷載橫向分布系數。利用有限元分析梁格法計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，需要考慮斜梁的傾斜度。相對于正橋來說，斜梁橋的受力機理比較復雜，其對板橋荷載橫向分布系數有一定的影響。利用有限元分析梁格法計算荷載橫向分布系數之前，一定要確定斜梁的傾斜度及其對板橋荷載橫向分布系數的影響。

1.4實測橫向分布系數

盡管實測斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數比較麻煩、繁瑣，但也不失為一種辦法。實測計算荷載橫向分布系數，主要通過以下公式進行計算。實測橫向分布系數值公式即為：

注：N表示所布荷載的車道數；εi表示各片梁控制截面的應變力。

2.斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數計算

選用適合的、有效的計算方法來計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，為設計和建設板橋提供重要依據，可以促使高質量的斜寬連續空心板橋創造條件。筆者借助某地區一斜寬連續空心板橋建設工程來分析橫向鉸接板法。有限元分析梁格法以及實測荷載橫向分布系數這三種方法的應用效果。

2.1斜寬連續空心板橋工程概況

此工程橋梁全長300m，橋寬32m；設計荷載為公路Ⅱ級，人群荷載為3.5 ，道路橫斷面采用雙向六車道標準；總體布置為 預應力連續空心板 預應力連續T梁。橋墩方向和水流平行，和路線夾角60°，預應力連續空心板橫向由25塊板構成，每孔跨徑為20m，橋寬32m。

2.2橫向鉸接板法計算橫向分布系數

由于橫向鉸接板法是將斜寬連續空心板橋轉化為“簡支板橋”來計算橫向分布系數。那么，整個計算過程中板橋的寬跨比、構件抗彎、抗扭剛度等方面是整個計算的關鍵因素。具體的內容是：

（1）基本參數。通過Midas截面特性計算器來計算板塊的抗彎慣性矩和板塊的抗扭慣性矩，進而得到連續板中的跨中撓度，為后續進行寬跨度、構建抗彎、抗扭剛度等方面計算提供依據。

（2）跨中橫向分布系數。根據抗彎剛度公式：

并結合所求得的參數來換算抗扭剛度，即為：

注：GJh表示抗扭剛度；ψ表示為跨中截面的扭轉角。

假設利用橫向鉸接板法來計算板橋荷載橫向分布系數時不考慮斜交折減系數。那么，由25片空心板組成的斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數的計算是利用橫向鉸接板法就每片空心板的抗扭強度進行具體計算，進而得到每片空心板的橫向分布系數（如表1所示）。

2.3有限元分析梁格法計算橫向分布系數

利用有限元分析梁格法計算斜寬連續空心板橋時，結合斜寬連續空心板橋的相關資料，利用梁格代表每個空心板的彎曲和抗扭強度，再利用有限元分析法來計算橫向分布系數（如表2所示）。

2.4實測橫向分布系數的計算

利用實測方法來計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，主要是結合斜寬連續空心板橋相關資料，利用實測計算公路對每一片空心板進行計算，得到第一跨各片空心板跨中底板下緣的應變（如表3所示）。

在現代化的今天，我國橋梁建設有很大發展和進步。不同類型的高質量橋梁佇立在祖國大地上，使人們的出行更加方便、快捷。斜寬連續空心板橋作為眾多橋梁中的一種，其應用日益增多，加強其建設質量越來越重要。要想建設出高質量的斜寬連續空心橋，對其荷載橫向分布系數進行準確的、精確的計算是非常重要的，其對板橋建設效果有很大影響。

參考文獻：

[1]郭敬姐，劉玉靜，舒國明.梁板橋荷載橫向分布系數的空間數值計算[J].山西建筑， Vol.32 No.8 263～264.

[2]戴公連，李德建.橋梁結構空間分析設計方法與應用[M].北京：人民交通出版社.2001.7.endprint

摘 要：本文主要通過對橫向鉸接板法、有限元法以及實測這三種計算方法進行分析來探究如何準確的、精確的計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數。

關鍵詞：斜寬連續空心板橋 實測荷載 分布系數

在我國經濟、科技蓬勃發展的今天，公路橋梁建設水平有很大進步，公路橋梁建設更加堅固耐用。這一點在寬橋方面的體現的非常明顯。就以斜寬連續空心板橋為例來說，橋梁建設中的橋梁設計、橫線分布系數計算、結構穩定性等方面應當科學的分析、規劃、計算、構建，才能夠保證所建設的斜寬連續空心板橋質堅固耐用。斜寬連續空心板橋建設中橋梁荷載橫向系數計算是非常重要的部分，其在一定程度上決定板橋能否堅固耐用。

1.斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數計算的理論依據

斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數關乎板橋的應用性，盡量保證板橋荷載橫向系數正確、精確尤為重要。橋梁橫向分布系數的計算可以應用鉸接板法、有限元法以及實測等方法，在各種計算方法中選擇最適合的、最佳的計算方法來計算橫向分布系數，才能夠得到相對準確、精確的橫向分布系數，為建設堅固耐用的板橋創造條件。下文就鉸接板法、有限元分析梁格法以及實測這三種計算方法進行。

1.1荷載橫向分布的原理

由于斜寬連續空心板橋的寬度較大，橋梁自重荷載、汽車荷載、行人荷載作用于橋梁時，橋梁結構的橫向剛性會受到影響，使荷載在橫向和縱向上同時傳遞，并使主梁參與不同程度的支撐工作。這將會分散橋梁自重荷載、汽車荷載、行人荷載作用，保證橋梁正常應用。

1.2橫向鉸接板法

斜寬連續空心板橋具有連接構造，但由于其內部是空心的，這使得橋梁連接部分剛性比較薄弱。從此角度出發，利用橫向鉸接板法來計算荷載橫向分布系數，需要將斜寬連續空心板橋看作為簡支板來計算。也就是分析斜寬連續空心板橋的空間受力狀態，將其作為平面受力狀態，進而將板橋比擬為相同跨徑等撓曲剛度的簡支板橋，計算剪支板橋的荷載橫向分布系數。另外，在利用橫向鉸接板法計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數時還需要考慮板橋斜梁的傾斜度，傾斜度不同，橫向分布系數大小就會變化。所以，斜梁傾斜度是利用橫向鉸接板法計算板橋荷載橫向分布系數必須考慮的因素之一。

1.3有限元分析梁格法的原理

有限元分析梁格法主要是用一個等效梁格來代表上部結構，把分散在板的每一區段內的彎曲和抗扭剛度 假定集中與最鄰近的等效梁格內，再利用有限元法進行計算和分析，得到荷載橫向分布系數。利用有限元分析梁格法計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，需要考慮斜梁的傾斜度。相對于正橋來說，斜梁橋的受力機理比較復雜，其對板橋荷載橫向分布系數有一定的影響。利用有限元分析梁格法計算荷載橫向分布系數之前，一定要確定斜梁的傾斜度及其對板橋荷載橫向分布系數的影響。

1.4實測橫向分布系數

盡管實測斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數比較麻煩、繁瑣，但也不失為一種辦法。實測計算荷載橫向分布系數，主要通過以下公式進行計算。實測橫向分布系數值公式即為：

注：N表示所布荷載的車道數；εi表示各片梁控制截面的應變力。

2.斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數計算

選用適合的、有效的計算方法來計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，為設計和建設板橋提供重要依據，可以促使高質量的斜寬連續空心板橋創造條件。筆者借助某地區一斜寬連續空心板橋建設工程來分析橫向鉸接板法。有限元分析梁格法以及實測荷載橫向分布系數這三種方法的應用效果。

2.1斜寬連續空心板橋工程概況

此工程橋梁全長300m，橋寬32m；設計荷載為公路Ⅱ級，人群荷載為3.5 ，道路橫斷面采用雙向六車道標準；總體布置為 預應力連續空心板 預應力連續T梁。橋墩方向和水流平行，和路線夾角60°，預應力連續空心板橫向由25塊板構成，每孔跨徑為20m，橋寬32m。

2.2橫向鉸接板法計算橫向分布系數

由于橫向鉸接板法是將斜寬連續空心板橋轉化為“簡支板橋”來計算橫向分布系數。那么，整個計算過程中板橋的寬跨比、構件抗彎、抗扭剛度等方面是整個計算的關鍵因素。具體的內容是：

（1）基本參數。通過Midas截面特性計算器來計算板塊的抗彎慣性矩和板塊的抗扭慣性矩，進而得到連續板中的跨中撓度，為后續進行寬跨度、構建抗彎、抗扭剛度等方面計算提供依據。

（2）跨中橫向分布系數。根據抗彎剛度公式：

并結合所求得的參數來換算抗扭剛度，即為：

注：GJh表示抗扭剛度；ψ表示為跨中截面的扭轉角。

假設利用橫向鉸接板法來計算板橋荷載橫向分布系數時不考慮斜交折減系數。那么，由25片空心板組成的斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數的計算是利用橫向鉸接板法就每片空心板的抗扭強度進行具體計算，進而得到每片空心板的橫向分布系數（如表1所示）。

2.3有限元分析梁格法計算橫向分布系數

利用有限元分析梁格法計算斜寬連續空心板橋時，結合斜寬連續空心板橋的相關資料，利用梁格代表每個空心板的彎曲和抗扭強度，再利用有限元分析法來計算橫向分布系數（如表2所示）。

2.4實測橫向分布系數的計算

利用實測方法來計算斜寬連續空心板橋荷載橫向分布系數，主要是結合斜寬連續空心板橋相關資料，利用實測計算公路對每一片空心板進行計算，得到第一跨各片空心板跨中底板下緣的應變（如表3所示）。

在現代化的今天，我國橋梁建設有很大發展和進步。不同類型的高質量橋梁佇立在祖國大地上，使人們的出行更加方便、快捷。斜寬連續空心板橋作為眾多橋梁中的一種，其應用日益增多，加強其建設質量越來越重要。要想建設出高質量的斜寬連續空心橋，對其荷載橫向分布系數進行準確的、精確的計算是非常重要的，其對板橋建設效果有很大影響。

參考文獻：

[1]郭敬姐，劉玉靜，舒國明.梁板橋荷載橫向分布系數的空間數值計算[J].山西建筑， Vol.32 No.8 263～264.

[2]戴公連，李德建.橋梁結構空間分析設計方法與應用[M].北京：人民交通出版社.2001.7.endprint