空心板橋靜載試驗橫向分布效應計算探究

董林虓

（四川金通工程試驗檢測有限公司，四川 成都 610000）

我國交通行業(yè)一直保持高速發(fā)展，公路總里程數(shù)不斷增加，既有橋梁數(shù)量也隨之增加，橋梁檢測的需求日益旺盛。在采用荷載試驗的方法檢驗橋梁的承載能力時，計算方法的偏差可能造成對橋梁承載能力的錯誤判斷。本文以實際工程為例，對比不同方法的計算結(jié)果與實際試驗結(jié)果的偏差，旨在讓理論計算結(jié)果更加貼近實際情況。

1 概述

1.1 工程概況

以一個實際工程為例，某簡支空心板橋，橋梁上部采用1×16m標準跨徑梁高80cm的C50預應力混凝土簡支空心板梁，橫向布置8片空心板，斜交角18°。支座采用板式橡膠支座，在兩橋臺處分別設(shè)置CD-40型鋼伸縮縫。下部構(gòu)造0號、1號橋臺為重力式橋臺，擴大基礎(chǔ)。橋臺兩側(cè)臺尾各設(shè)置4.2m的橋頭搭板。橋面鋪裝采用5cm混凝土鋪裝。

橋面布置：0.5m （護欄） +7.0m （行車道） +0.5m（護欄）；

橋梁荷載等級：公路-Ⅱ級。

1.2 試驗方案布置

該橋計算跨徑15.3m，理論基頻5.62Hz，計算沖擊系數(shù)0.289，總體荷載試驗效率按進行控制，最終確定加載方案為采用2輛3軸車進行加載，2臺車重量相同，均為35t，前軸重7t，中軸與后軸重均為14t。本文取中載工況為例進行分析。

2 橫向分布計算

2.1 鉸接板法計算

鉸接板法需計算：1、單塊板豎向抗彎慣矩I和抗扭慣矩IT。2、求板的抗彎剛度與抗扭剛度比例參數(shù)γ。3、根據(jù)γ從表中查出每一塊板的橫向分布影響線。4、進行布載，求出橫向分布系數(shù)m［1]0。

按此方法進行計算：

表1 鉸接空心板橋荷載橫向分布系數(shù)計算表

2.2 midas梁格模型計算

1）橫向聯(lián)系取頂板厚度，利用midas建立有限元梁格模型，采用斜交網(wǎng)格［2]，全橋共離散為451個節(jié)點，622個單元，截面外輪廓按矩形截面模擬，板間設(shè)置與空心板頂板等厚的橫向聯(lián)系梁，板間按鉸接考慮，支座均按一般支座計算，經(jīng)計算，得到各板跨中彎矩，1＃～4＃板依次為203.4 kN·m、266.2kN·m、275.9kN·m、329.2kN·m。

2）橫向聯(lián)系取全截面高度，建立midas模型，模型設(shè)置參數(shù)同2.2-1，板間設(shè)置與空心板等厚的橫向聯(lián)系梁，板間按鉸接考慮，經(jīng)計算，得到各板跨中彎矩，1＃～4＃板依次為243.8kN·m、253.2kN·m、261.3kN·m、268.5kN·m。

3 對比分析

將所有計算結(jié)果與實測結(jié)果進行對比，對比結(jié)果見表2。

表2 計算結(jié)果與實測結(jié)果差值表

經(jīng)比較，橫向聯(lián)系取頂板厚度的midas模型計算結(jié)果最接近實際測試數(shù)據(jù)，空心板橋橫向連接的模擬宜取鉸接，連接高度宜取頂板厚度。有限元法較橫向分布系數(shù)法計算結(jié)果更為精確，宜優(yōu)先選用。