楊 青，王衛(wèi)花

（1.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400067；2.重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶 400074）

先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)雙支座體系橋梁受力分析與試驗(yàn)

楊 青1，王衛(wèi)花2

（1.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400067；2.重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶 400074）

利用彈性連接單元來(lái)模擬簡(jiǎn)支變連續(xù)體系橋梁的支座，并對(duì)單雙支座及不同支座剛度情況下橋梁控制截面的受力進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)合實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與單雙支座計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得出了相應(yīng)的結(jié)論。

彈性連接單元；單支座；雙支座；控制截面

0 引言

隨著國(guó)家技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及交通建設(shè)的蓬勃發(fā)展，橋梁建設(shè)如火如荼。特別是從經(jīng)濟(jì)性考慮多選用中小跨徑橋?？紤]到現(xiàn)澆施工復(fù)雜，費(fèi)時(shí)，工程師們便將簡(jiǎn)支梁的預(yù)制生產(chǎn)和連續(xù)梁的優(yōu)越性能結(jié)合起來(lái)。將預(yù)制梁架設(shè)就位后，在支座端現(xiàn)澆混凝土接頭，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值后張拉預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連續(xù)，即“先簡(jiǎn)支后連續(xù)”。然而通往常簡(jiǎn)支變連續(xù)施工中轉(zhuǎn)換支座是關(guān)鍵步驟，而受現(xiàn)場(chǎng)條件等因素的影響，該步驟成了簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工中最繁瑣的環(huán)節(jié)，由此才出現(xiàn)了“支點(diǎn)不轉(zhuǎn)換的雙支座簡(jiǎn)支變連續(xù)橋梁”的設(shè)想。本文即以此類中的某個(gè)橋梁為例進(jìn)行分析，并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。

1 簡(jiǎn)支變連續(xù)體系橋梁受力分析

由簡(jiǎn)支變連續(xù)的常見(jiàn)方法有三種：a）在墩頂采用普通鋼筋進(jìn)行連接；b）主梁的預(yù)應(yīng)力束在墩頂采用連接裝置進(jìn)行連接；c）主梁縱向預(yù)應(yīng)力短束在墩頂連續(xù)?？紤]到施工便捷和防止墩頂負(fù)彎矩區(qū)混凝土開(kāi)裂的情況，目前普遍采用第三種方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)支變連續(xù)。

若采用剛性受壓支座容易使某些支座出現(xiàn)負(fù)反力，一般情況下在實(shí)際工程中多選用橡膠支座，特別是以板式橡膠支座居多。板式橡膠支座可采用彈性連接單元來(lái)模擬計(jì)算。

式中，E為橡膠支座的抗壓彈性模量；G為抗剪彈性模量；A為支座承壓面積；It、Il為支座繞橫向、縱向的抗彎慣性矩；Ip為支座抗扭慣性矩；l為支座凈高。板式橡膠支座的抗壓彈性模量根據(jù)《公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T 4—2004）計(jì)算：E=5.4GS2，式中G為抗剪彈性模量，S為支座形狀系數(shù)，本系數(shù)可依據(jù)《公路橋梁板式橡膠支座規(guī)格系列》（JT/T 633—2006）選取，或者計(jì)算獲得。

2 雙支座體系簡(jiǎn)支變連續(xù)橋梁受力分析

以某先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁為例來(lái)說(shuō)明其受力特點(diǎn)。本橋上部結(jié)構(gòu)為4m×25m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，其一般斷面圖如圖1所示。墩頂均采用雙排支座，縱向間距為1.3m。據(jù)調(diào)查常見(jiàn)預(yù)制T梁簡(jiǎn)支變連續(xù)雙支座體系其支座縱向間距一般在0.6～1.5m。本橋采用的板式橡膠支座其規(guī)格為250mm×400mm×64mm，根據(jù)規(guī)范查得其形狀系數(shù)為S=9.29。支座剛度取值如表1所示。計(jì)算時(shí)采用梁格模型分析主梁受力，控制截面如圖2所示。為考察雙支座效應(yīng)，特將支座剛度分別乘以10倍、20倍、50倍與實(shí)際情況及單支座情況進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)表1～表4）。

從表1～表4可以看出，盡管采用單雙支座計(jì)算結(jié)果相當(dāng)，但是采用雙支座后控制值與單支座相比均減小，其中邊跨正彎截面控制值減小約5%，墩頂負(fù)彎截面控制值減小約12%，中跨最大正彎截面控制值減小約10%；隨著支座剛度的增加，邊跨最大正彎截面和中跨最大正彎截面的控制值均減小，但是對(duì)于墩頂負(fù)彎截面其控制值先減小后增大，可以將雙支座之間的梁看做橋跨，當(dāng)支座的剛度達(dá)到一定程度，這部分基本相當(dāng)于固定端。但是通過(guò)荷載組合發(fā)現(xiàn)，在10～50倍支座剛度情況下，雙支座中有一支座會(huì)有負(fù)反力產(chǎn)生，如此則不能發(fā)揮雙支座效應(yīng)。

3 簡(jiǎn)支變連續(xù)橋梁荷載試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)采用加載車加載，使各控制截面彎矩與控制值的比值即荷載效率滿足《大跨徑混凝土橋梁試驗(yàn)方法》的要求。各控制截面在雙支座和單支座下的計(jì)算值及實(shí)測(cè)值如表5～表10所示。

從表5～表10可以看出，因采用彈性雙支座模擬計(jì)算比較符合實(shí)際情況，其對(duì)應(yīng)校驗(yàn)系數(shù)相對(duì)較大。但是支座參數(shù)不明的情況下也可以采用單支座計(jì)算，只是彈性雙支座模擬更為準(zhǔn)確。

4 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)支變連續(xù)體系橋梁其雙支座可以采用彈性連接單元來(lái)模擬；使用單支座和雙支座對(duì)結(jié)構(gòu)受力有一定的影響，特別是使用雙支座能夠減小活載作用下控制截面的內(nèi)力，對(duì)墩頂負(fù)彎矩的減小稍微明顯些。此外，雙支座在施工中更加方便。本文分析說(shuō)明了只要使用一般板式橡膠支座，其彈性剛度可以保證其發(fā)揮雙支座效應(yīng)，即支座不會(huì)產(chǎn)生負(fù)反力。因此，雙支座具有其優(yōu)勢(shì)。

在試驗(yàn)中采用彈性雙支座模擬此類橋梁比較接近實(shí)際情況。只是在支座參數(shù)不明的情況下可以采用單支座模擬雙支座體系。

[1]交通部公路科學(xué)研究所，等.大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法[R].北京：交通部公路科學(xué)研究所，等，1982.

[2]陳善勤，麻文燕.簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋特點(diǎn)及單（雙）支座受力分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，（10）：14-17。

Analysis and Test of Simply Supported Continuous Bridge with Dual Bearing

YANG Qing,WANG Wei-hua
(1.China Merchants Chongqing Communications Research&Design Institute Co.,Ltd.,Chongqing 400067,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)

The elastic spring element is used to model the dual bearing of simply supported continuous bridge.The stress of section control of bridge single double supports and different support stiffness conditions were compared.The test data is compared with the calculation results based on the test data,and some conclusions are educed.

elastic spring element;single bearing;dual bearing;control section

U442

A

1002-4786（2013）09-0079-03

楊青（1979—），男，四川樂(lè)山人，工程師，本科，主要從事橋梁檢測(cè)、舊橋加固與設(shè)計(jì)工作。

2013-01-07