裝配式小箱梁斜交與正交荷載橫向分布對比

孫淑梅

（煙臺市萊山公路建設養護中心，山東 煙臺 264003）

引言

裝配式小箱梁橋建筑高度低、施工快捷，具有抗彎剛度、抗扭剛度大、穩定性好和活載作用下受力均勻等優點，得到了快速發展［1-2］。其中，斜交裝配式小箱梁橋占據了相當大的比重。

裝配式小箱梁橋的荷載橫向傳遞主要依靠現澆濕接縫，結構的橫向效應及空間受力特征比較突出，而斜交小箱梁橋與正交橋的受力特性又有較大的不同。目前國內的橫向分布計算方法都是只針對單跨簡支正交橋，而對于斜交小箱梁橋的荷載橫向分布還沒有一種成熟的計算方法。

對于斜交小箱梁橋的計算，空間有限元法如果建模得當，能較好地模擬實際橋梁結構的形狀及邊界條件，所得計算結果能較準確地反映實橋的受力狀況。但空間有限元法耗時耗力，同時對從業人員的專業知識的要求較高，且大多斜梁橋的跨徑不大，采用空間有限元法計算并不十分合理。

1 工程概況

某高速路 4 座斜交角度不同的裝配式小箱梁橋A、B、C、D 斜橋，上部結構均為單孔跨徑 30 m 的預應力混凝土簡支轉連續小箱梁，梁高均為1.8 m，斜交角度分別為 60°、65°、75°、80°；主梁均采用C50 混凝土；設計荷載均為公路-Ⅰ級。橋梁橫斷面見圖1，主梁截面特性見表1。

圖1 橋梁橫斷面/cm

表1 主梁截面特性

2 靜載試驗實測值

斜橋 A、B、C、D 靜載試驗均采用 6 輛載重 30 t的三軸卡車，通過對次邊跨跨中撓度最不利位置進行偏載加載，測量試驗荷載下次邊跨跨中的撓度，得到各片小箱梁跨中的橫向分布系數。靜載試驗的車輛加載橫橋向布置見圖2。

圖2 車輛加載橫橋向布置/cm

靜載試驗得到的各橋次邊跨跨中撓度實測值見表2，次邊跨跨中荷載橫向分布系數實測值見表 3。

表2 偏載工況次邊跨跨中撓度實測值/mm

表3 次邊跨跨中荷載橫向分布系數實測值

3 正交情況下的荷載橫向分布理論計算值［3］

由于斜橋 A、B、C、D 結構形式和主梁截面特性均相同，按正交情況計算的荷載橫向分布系數相同。計算方法采用剛接板梁法計算得到各片主梁的荷載橫向分布影響線，然后根據車輛布載形式得到各片主梁的荷載橫向分布系數。計算得到的橫向分布影響線和橫向分布系數值見表4、表 5。

表4 荷載橫向分布影響線豎標（正交情況）

表5 荷載橫向分布系數理論值

4 對比分析

將靜載試驗得到各橋荷載橫向分布系數實測值與正交理論值進行對比分析，結果見表6、圖 3。

表6 偏載工況次邊跨跨中橫向分布系數對比

圖3 偏載工況次邊跨跨中橫向分布系數曲線

從表 6 和圖 3 可以看出：（1）在相同的偏載作用下，橋 A（60）與橋 B（65）各片梁的橫向分布系數比較接近，且分布規律相同，中梁橫向分布系數較邊梁大；橋 C（75）與橋 D（80）各片梁的橫向分布系數比較接近，且分布規律相同，邊梁橫向分布系數較中梁大。（2）A（60）與橋B（65）各梁的橫向分布系數分布規律與正交理論值有較大差異，因此，建議采用空間有限元法進行計算。（3）C（75）與橋D（80）除偏載對側的邊梁外，其余各梁的橫向分布系數與正交理論值較為接近，受力最不利的邊梁橫向分布系數與正交理論值最大偏差不超過 4.4%，偏載對側的邊梁橫向分布系數比正交理論值小，按正交理論值計算，結果偏于安全，因此，對于斜交角度 75和 80的斜交小箱梁橋，可近似按照正橋進行計算，滿足工程應用需求。

5 結語

（1）橋梁斜交角度越大，受力情況越接近于正橋，根據橋 C（75°）與橋 D（80°）的試驗數據分析結果，建議對于斜交角度＞75°的斜交小箱梁橋，近似按照正橋進行計算。（2）根據橋 A（60°）與橋 B（65°）的試驗數據分析結果，斜交角度較小的小箱梁橋，受力與正橋有較大差異，謹慎起見，對于斜交角度＜ 75°的斜交小箱梁橋，建議采用空間有限元法進行計算。