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(shè)養(yǎng)護(hù)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(wěn)定性好和活載作用下受力均勻等優(yōu)點，得到了快速發(fā)展［1-2］。其中，斜交裝配式小箱梁橋占據(jù)了相當(dāng)大的比重。

裝配式小箱梁橋的荷載橫向傳遞主要依靠現(xiàn)澆濕接縫，結(jié)構(gòu)的橫向效應(yīng)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(nèi)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(dāng)，能較好地模擬實際橋梁結(jié)構(gòu)的形狀及邊界條件，所得計算結(jié)果能較準(zhǔn)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(yè)人員的專業(yè)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(jié)構(gòu)均為單孔跨徑 30 m 的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)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(shè)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(jìn)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(shù)。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(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(jù)車輛布載形式得到各片主梁的荷載橫向分布系數(shù)。計算得到的橫向分布影響線和橫向分布系數(shù)值見表4、表 5。

表4 荷載橫向分布影響線豎標(biāo)（正交情況）

表5 荷載橫向分布系數(shù)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(shù)實測值與正交理論值進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表6、圖 3。

表6 偏載工況次邊跨跨中橫向分布系數(shù)對比

圖3 偏載工況次邊跨跨中橫向分布系數(shù)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(shù)比較接近，且分布規(guī)律相同，中梁橫向分布系數(shù)較邊梁大；橋 C（75）與橋 D（80）各片梁的橫向分布系數(shù)比較接近，且分布規(guī)律相同，邊梁橫向分布系數(shù)較中梁大。（2）A（60）與橋B（65）各梁的橫向分布系數(shù)分布規(guī)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(jìn)行計算。（3）C（75）與橋D（80）除偏載對側(cè)的邊梁外，其余各梁的橫向分布系數(shù)與正交理論值較為接近，受力最不利的邊梁橫向分布系數(shù)與正交理論值最大偏差不超過 4.4%，偏載對側(cè)的邊梁橫向分布系數(shù)比正交理論值小，按正交理論值計算，結(jié)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(jìn)行計算，滿足工程應(yīng)用需求。

5 結(jié)語

（1）橋梁斜交角度越大，受力情況越接近于正橋，根據(jù)橋 C（75°）與橋 D（80°）的試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果，建議對于斜交角度＞75°的斜交小箱梁橋，近似按照正橋進(jìn)行計算。（2）根據(jù)橋 A（60°）與橋 B（65°）的試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果，斜交角度較小的小箱梁橋，受力與正橋有較大差異，謹(jǐn)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(jìn)行計算。