分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響分析?

曹文婷，周磊

（貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司，貴州貴陽 550000）

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分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響分析?

曹文婷，周磊

（貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司，貴州貴陽 550000）

摘要：在分析彈性支承連續梁法計算模式的基礎上，采用彈性支承連續梁法對兩種狀態下T梁荷載橫向分布進行計算，并與實測值進行對比分析。結果表明，分幅橋梁在共用護欄狀態下，非加載側T梁全截面參與受力，共同承載活載，荷載橫向分布得以改善。

關鍵詞：橋梁；分幅T梁橋；共用護欄；荷載橫向分布；彈性支撐連續梁法

橋梁設計時，通常不考慮橋面系承擔的可變荷載效應。但對于橋面系完整的裝配式橋梁，橋面系對主梁結構橫向分布的影響不容忽視，對于共用護欄帶分幅橋梁，這種影響更為明顯。因此，后期檢測中應充分考慮該效應。

1　工程概況

貴州省仁懷市茅臺至壇廠一級公路，設計速度60 km/h。橋面凈寬為0.5 m（護欄）+9 m（行車道）+1 m（中央分隔帶）+9 m（行車道）+0.5 m（護欄）=20 m。中央分隔帶上設置共用的防撞護欄帶。這里選擇其中3座典型T梁橋即峰上嶺2號大橋（20 m連續T梁）、玉皇大橋（30 m連續T梁）、峰洞大橋（40 m連續T梁）進行靜、動力荷載試驗，分析分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響。設計橫斷面及加載車橫向布置見圖1。

圖1　T梁設計橫斷面及加載車橫向布置（單位：cm）

2　荷載橫向分布計算

2.1基于彈性支承連續梁法的荷載橫向分布計算模式

當橫斷面為多片梁肋時，橫向可把結構看作一組并排放置的主梁所構成的梁系結構來進行力學計算，即采用彈性支承連續梁法計算荷載橫向分布。

彈性支承連續梁法，按照橫梁彈性支承在縱梁位置的連續梁，彈性支承的剛度等同于縱梁抗彎剛度，采用彈性支承連續梁得出支承點的反力即得到荷載橫向分布。彈性支承連續梁法適用范圍廣泛，不受寬跨比的限制。

根據彈性支承連續梁的基本概念，得到圖2所示計算模式。在T形梁橫向分布計算過程中，橫隔板和橋面板考慮為彈性支承在T形梁肋上的連續橫梁，T梁荷載橫向分布均按照彈性支承連續的計算模式進行分析。

圖2　彈性支承連續梁法計算模式示意圖

2.2有限元模型建立

采用基于彈性支承連續梁法的有限元分析軟件Finite建立荷載橫向分布模型，得到橫向分布影響線數據。Finite軟件的理論和模型相關參數見文獻［2］、文獻［3］和文獻［7］。共用護欄帶連接剛度經過試算由實測值對比分析得到。橫向分布影響線的Finite模型見圖3，模型參數見表1。

圖3　橫向分布影響線的Finite模型

表1　模型參數　m4

2.3荷載橫向分布影響線計算

T梁荷載橫向分布影響線計算結果見圖4～6。

圖4　20 m T梁荷載橫向分布影響線

圖5　30 m T梁荷載橫向分布影響線

圖6　40 m T梁荷載橫向分布影響線

由圖6可以看出：對于40 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.231，0.739），共用護欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（0.035，0.609）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.064，0.387），共用護欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（0.098，0.356）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.078，0.383），共用護欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.157，0.223）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.204，0.766），共用護欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（0.044，0.214）。

3種T梁中，對于1#～2#梁，分離式主梁和共用護欄式主梁的荷載橫向分布影響線差別較小，而3#～4#梁的差別較大，共用護欄式主梁的荷載橫向分布影響線比分離式主梁均勻。

2.4荷載橫向分布系數計算

T梁荷載橫向分布系數計算結果見圖8～9。由圖8～9可以看出：對于20 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數位于（0.169，0.331），共用護欄帶式的橫向分布系數位于（0.199，0.230）；對于30 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數位于（0.075，0.418），共用護欄帶式的橫向分布系數位于（0.163，0.213）；對于40 m T梁，分離式主梁的橫向分布系數位于（0.174，0.323），共用護欄帶式的橫向分布系數位于（0.169，0.227）。共用護欄式主梁的荷載橫向分布系數比分離式主梁均勻。

2.5計算撓度值與實測值對比分析

T梁計算撓度值與實測值對比見圖10～12。

圖7　20 m T梁荷載橫向分布系數

圖8　30 m T梁荷載橫向分布系數

圖9　40 m T梁荷載橫向分布系數

圖10　20 m裝配式T梁實測撓度與計算值對比

圖11　30 m裝配式T梁實測撓度與計算值對比

由圖10～12可以看出：共用護欄帶式結構模式下，全截面共同承擔活載效應，其撓度理論值比分離式結構的小，撓度分布也更均勻，實測值亦均勻，與理論值吻合。

3　結論

該文采用彈性支承連續梁法對分離式、共用護欄式狀態下T梁的荷載橫向分布進行計算，分析分幅T梁橋共用護欄對橫向分布的影響，結論如下：

（1）共用護欄式主梁的荷載橫向分布計算模式宜采用全橋整體截面共同受力的計算方法。

（2）共用護欄式主梁的荷載橫向分布系數比分離式主梁均勻得多，在半幅偏載作用下，不會顯示出較明顯的偏載效應。

圖12　40 m裝配式T梁實測撓度與計算值對比

（3）在車流量較大的情況下，3#～4#梁承擔的荷載效應較大，在結構設計階段，應充分考慮其荷載效應。

參考文獻：

［1］ 周建庭，郝義，沈小俊，等.截面轉換加固T梁橋技術的試驗研究［J］.公路交通科技，2006，23（5）.

［2］ 許羿，黃旭.簡支箱梁橋偏載系數的平面桿系有限元計算方法［J］.重慶交通學院學報，2008，27（5）.

［3］ 許羿，高飛.連續梁橋橫向分布影響線的平面桿系有限元計算方法［J］.重慶交通學院學報，2006，25（2）.

［4］ 周磊，劉雪鋒，趙劍，等.裝配式空心板梁橋合理計算模式［J］.公路，2014（10）.

［5］ 楊丙文，黎雅樂.多片斜交T梁橫向分布研究［J］.公路，2015（3）.

［6］ 楊植春，陳智俊，楊衛.基于歐洲規范的裝配式T梁結構計算分析［J］.世界橋梁，2015（2）.

［7］ 王家林，彭凱，孫全勝.橋梁橫向分布影響線的平面桿系有限元計算方法［J］.重慶交通學院學報，2005，24（3）.

［8］ 周磊，周爭菊，王華，等.截面轉換加固T形梁橋荷載橫向分布［J］.公路工程，2015，40（3）.

［9］ 徐利華，李玉紅，程大業，等.某T梁橋荷載試驗分析［J］.工業建筑，2013（增刊）.

由圖4可看出：對于20 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.269，0.766），共用護欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（-0.033，0.766）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.061，0.416），共用護欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（-0.070，0.334）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.076，0.413），共用護欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.073，0.278）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.258， 0.794），共用護欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（-0.040，0.295）。

由圖5可看出：對于30 m T梁，分離式主梁的1#梁橫向分布影響線位于（-0.249，0.784），共用護欄帶式的1#梁橫向分布影響線位于（-0.020，0.649）；分離式主梁的2#梁橫向分布影響線位于（0.045，0.394），共用護欄帶式的2#梁橫向分布影響線位于（0.090，0.360）；分離式主梁的3#梁橫向分布影響線位于（0.060，0.386），共用護欄帶式的3#梁橫向分布影響線位于（0.150，0.230）；分離式主梁的4#梁橫向分布影響線位于（-0.239，0.814），共用護欄帶式的4#梁橫向分布影響線位于（0.025，0.237）。

中圖分類號：U44

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0143-04

基金項目：?國家自然科學基金資助項目（51278512/E080505）；貴州省交通運輸廳科技項目（2016-121-038，2016-123-039，2016-123-040）

收稿日期：2016-01-10