裝配式城市寬橋橫向分布系數取值研究

摘要：預制裝配式小箱梁由于其承載力高、制作標準化、架設方便等優勢廣泛應用于城市橋梁，城市橋梁寬度較寬，且非機動車道較寬，多片預制小箱梁的橫向分布系數研究尤為重要，本文通過空間有限元模型及理論算法，驗證了其計算方法的精確性，并給出了不同荷載下的橫向分配系數，便于指導工程。

關鍵詞：橋梁工程;橫向分配系數，有限元

中圖分類號：U441+.2?文獻標志碼：A

引言

隨著國民經濟的不斷發展，城市發展越發迅速，橋梁建設要求安全、適用、經濟、施工便捷等，預制小箱梁可有效滿足這些要求，越來越受到設計師們的廣泛使用。通過快速架設多片預制小箱梁，再澆筑橫向濕接縫以及現澆層從而形成整體，設計計算時，常用方法是采用橫向分配系數，將空間結構轉化為單梁模型，從而大大提高計算效率。本文通過空間有限元模型計算橫向分配系數與理論方法進行比較，最終給出恒、活載作用下的橫向分配系數建議取值。

1.工程概況

本文分析采用的工程為1x35m河涌橋。道路等級為城市次干路，道路紅線寬30m，雙向4車道，設計速度為40 km/h。橋梁橫斷面布置為4.5m（人行道）+2.75m（非機動車道）+11.25m（機動車道）+11.25m（機動車道）+2.75m（非機動車道）+4.5m（人行道）=37m。全橋共12片小箱梁，梁高1.8m，濕接縫70cm，斜交角54°。

2.橫向分布系數計算

2.1 梁格模型計算

采用midas有限元軟件建立空間梁格模型，截面按實際輸入計算其截面特性，縱向分為10個單元，橫向采用虛擬梁建立橫梁，橫梁寬度3m，高度0.18m，濕接縫換算為重量施加于主梁上，邊界采用彈性連接模擬板式橡膠支座，并輸入預應力，

為求出各片梁橫向影響線坐標，在各片梁跨中分別施加1kN的集中力，得到各片主梁的撓度，進而的到每片主梁的影響線數值，再將車輛荷載按照規范進行布置，進而得到活載橫向分布系數。

恒載分配系數則是在不同主梁上施加1kN的集中力，得到其他主梁的跨中撓度，進而得到恒載的橫向分配系數。

2.2 理論方法計算

根據各種梁式橋不同的寬度、橫向連接構造和截面位置建立模型，有以下集中荷載橫向分配系數的計算方法：

1）杠桿法—忽略主梁之間橫向結構的連接作用，假定橋面板在主梁梁肋處斷開，沿橫向支撐在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮。

2）修正偏心壓力法—中間橫隔梁為剛度無限大的剛性梁，荷載作用下，中橫梁只發生剛體位移;計入主梁抗扭剛度對活載的影響

3）剛接板梁法—各主梁之間橫向連接即可以傳遞彎矩也可以傳遞剪力;（2）集中力采用正弦變化的均布荷載進行等代

4）鉸接板梁法—同剛接板梁法，只是橫向連接之間不能傳遞彎矩，只傳遞剪力。

3.結果與討論

3.1 活載橫向分配系數對比

將梁格法計算結果與各理論方法計算的跨中橫向分配系數進行對比，計算結果如表1所示：

由上表可見，偏心壓力法與梁格法計算結果相差較大，誤差達到15%～39%;而鉸接板梁法和剛接板梁法與梁格法誤差在2%～9%，因此建議該類橋梁可按該兩種辦法進行簡便計算。

3.2 恒載橫向分配系數對比

在邊梁位置施加相等均布恒載，得到不同主梁的跨中位移，進而得到各主梁的撓度比，分析其恒載分擔比，計算結果如表2所示：

由表2可見，恒載仍可按剛（鉸）接板梁法進行計算，考慮到安全富裕，可適當提高10%。

4 結論

橫向分配系數計算方法有其適用性，對于本文研究的裝配式城市寬橋采用剛（鉸）接板梁法計算更為合理，同時計算時應該考慮恒載以及活載共同分配計算;恒載分配可按照影響邊梁分配0.5，次邊梁0.3，中梁0.2進行分配，希望通過本文的研究可以對裝配式城市寬橋的設計有指導性意見。

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作者簡介：李萌（1994-），男，漢族，陜西鳳翔人，工學碩士，任職于廣東省建筑設計研究院有限公司助理工程師，研究方向：市政橋梁工程設計。