荷載橫向作用位置對(duì)偏心荷載分解法影響分析

李夏元， 萬水， Y.L. Mo

(1.東南大學(xué) 交通學(xué)院， 江蘇 南京 210096； 2.Civil and Environmental Engineering, University of Houston)

1 前言

薄壁箱梁截面因其抗彎、抗扭性能好，廣泛應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)。近年來，隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用，箱梁截面大量采用腹板間距較大的寬箱形式。結(jié)構(gòu)承受車輪荷載作用時(shí)，荷載多偏離箱形梁扭轉(zhuǎn)中心，箱形梁將發(fā)生截面扭轉(zhuǎn)，而寬箱截面因其箱室較寬，偏心距大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)更為明顯。文獻(xiàn)[2]表明箱形梁在扭轉(zhuǎn)過程中，由剛性扭轉(zhuǎn)和截面畸變產(chǎn)生的縱向翹曲應(yīng)力可達(dá)到縱向總應(yīng)力的24%～26%。薄壁箱梁因偏心布置的汽車荷載而產(chǎn)生的附加翹曲應(yīng)力在活載總應(yīng)力中占有較大的比例，已成為大跨箱梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算中必須考慮的問題。

近年來，關(guān)于橫向偏心荷載作用下箱形梁的力學(xué)性能研究主要分為有限單元法和理論解析法。有限單元法隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展,在土木工程中應(yīng)用越來越廣泛，但不易對(duì)箱形梁的工作性能獲得明確的物理概念, 對(duì)于參數(shù)分析與方案選擇無法給出直觀說明；理論解析法的主要思路是：箱形梁在偏心荷載作用下，根據(jù)線彈性疊加原理，將荷載分解為正對(duì)稱荷載與反對(duì)稱荷載分別進(jìn)行計(jì)算，然后兩者疊加，偏心荷載分解法概念明確，適用于橫截面任意荷載作用的情況。盡管偏心荷載分解法存在諸多優(yōu)勢(shì)，但當(dāng)前文獻(xiàn)在介紹偏心荷載分解時(shí)，均基于力的平移定理，偏心荷載分解與截面參數(shù)無關(guān)，只與偏心距有關(guān)，忽略了腹板剛度對(duì)頂板的約束情況，這與實(shí)際情況存在一定的偏差?！?br>