装配式城市宽桥横向分布系数取值研究

摘要：预制装配式小箱梁由于其承载力高、制作标准化、架设方便等优势广泛应用于城市桥梁，城市桥梁宽度较宽，且非机动车道较宽，多片预制小箱梁的横向分布系数研究尤为重要，本文通过空间有限元模型及理论算法，验证了其计算方法的精确性，并给出了不同荷載下的横向分配系数，便于指导工程。

关键词：桥梁工程;横向分配系数，有限元

中图分类号：U441+.2 文献标志码：A

引言

随着国民经济的不断发展，城市发展越发迅速，桥梁建设要求安全、适用、经济、施工便捷等，预制小箱梁可有效满足这些要求，越来越受到设计师们的广泛使用。通过快速架设多片预制小箱梁，再浇筑横向湿接缝以及现浇层从而形成整体，设计计算时，常用方法是采用横向分配系数，将空间结构转化为单梁模型，从而大大提高计算效率。本文通过空间有限元模型计算横向分配系数与理论方法进行比较，最终给出恒、活载作用下的横向分配系数建议取值。

1.工程概况

本文分析采用的工程为1x35m河涌桥。道路等级为城市次干路，道路红线宽30m，双向4车道，设计速度为40 km/h。桥梁横断面布置为4.5m（人行道）+2.75m（非机动车道）+11.25m（机动车道）+11.25m（机动车道）+2.75m（非机动车道）+4.5m（人行道）=37m。全桥共12片小箱梁，梁高1.8m，湿接缝70cm，斜交角54°。

2.横向分布系数计算

2.1 梁格模型计算

采用midas有限元软件建立空间梁格模型，截面按实际输入计算其截面特性，纵向分为10个单元，横向采用虚拟梁建立横梁，横梁宽度3m，高度0.18m，湿接缝换算为重量施加于主梁上，边界采用弹性连接模拟板式橡胶支座，并输入预应力，

为求出各片梁横向影响线坐标，在各片梁跨中分别施加1kN的集中力，得到各片主梁的挠度，进而的到每片主梁的影响线数值，再将车辆荷载按照规范进行布置，进而得到活载横向分布系数。

恒载分配系数则是在不同主梁上施加1kN的集中力，得到其他主梁的跨中挠度，进而得到恒载的横向分配系数。

2.2 理论方法计算

根据各种梁式桥不同的宽度、横向连接构造和截面位置建立模型，有以下集中荷载横向分配系数的计算方法：

1）杠杆法—忽略主梁之间横向结构的连接作用，假定桥面板在主梁梁肋处断开，沿横向支撑在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。

2）修正偏心压力法—中间横隔梁为刚度无限大的刚性梁，荷载作用下，中横梁只发生刚体位移;计入主梁抗扭刚度对活载的影响

3）刚接板梁法—各主梁之间横向连接即可以传递弯矩也可以传递剪力;（2）集中力采用正弦变化的均布荷载进行等代

4）铰接板梁法—同刚接板梁法，只是横向连接之间不能传递弯矩，只传递剪力。

3.结果与讨论

3.1 活载横向分配系数对比

将梁格法计算结果与各理论方法计算的跨中横向分配系数进行对比，计算结果如表1所示：

由上表可见，偏心压力法与梁格法计算结果相差较大，误差达到15%～39%;而铰接板梁法和刚接板梁法与梁格法误差在2%～9%，因此建议该类桥梁可按该两种办法进行简便计算。

3.2 恒载横向分配系数对比

在边梁位置施加相等均布恒载，得到不同主梁的跨中位移，进而得到各主梁的挠度比，分析其恒载分担比，计算结果如表2所示：

由表2可见，恒载仍可按刚（铰）接板梁法进行计算，考虑到安全富裕，可适当提高10%。

4 结论

横向分配系数计算方法有其适用性，对于本文研究的装配式城市宽桥采用刚（铰）接板梁法计算更为合理，同时计算时应该考虑恒载以及活载共同分配计算;恒载分配可按照影响边梁分配0.5，次边梁0.3，中梁0.2进行分配，希望通过本文的研究可以对装配式城市宽桥的设计有指导性意见。

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作者简介：李萌（1994-），男，汉族，陕西凤翔人，工学硕士，任职于广东省建筑设计研究院有限公司助理工程师，研究方向：市政桥梁工程设计。