基于梁格法的桥梁横向分布系数的有限元分析

法） 。各 种荷 载横 向分 布计 算 方 法 都有 各 自的适 用
偏 大 的结 果 。 为此 ， 内外 学 者提 出 了计 入 主梁 抗 国 扭 刚度 的修正 刚性横 梁法 。 当横 梁 和主梁 相对弯 曲
刚度 比值降低 ， 横梁不再能看作是无限刚度时 ， 这个 修正方法的计算结果仍然会存在较大的误差 。 １３ 铰 接 板 （ ） ． 梁 法 当梁 体 的 横 向具 有 一定 的联 接 结构 ， 其 联 接 但 刚性 又很 薄 弱 ， 这类 结 构 的受 力状 态 实 际接 近 于数
装 配式 简 支 梁 桥 ， 墩 为 双 柱 墩 ， 用 矩 形 断 桥 采
２ ２ 结 构描 述 ．
刚 性横 梁 法 把 横梁 的 刚度 近 似假 定 为 无穷 大 ， 并且 忽 略 了主 梁 的抗 扭 刚度 ， 就 导 致 了边 梁受 力 这
面 ， 凝 土采 用 Ｃ ０ 混 ３ 。首先施 工 桥墩 ， 后对 称 吊装 然
第２ ７卷 第 ３期 ２ １ 年 ２月 ０１
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｏｏ ｙ
Ｚ２ ．７
Ⅳ０ ３ ．
Ｆｅ ． ２０１ ｂ １
基 于梁 格 法 的桥 梁 横 向分 布 系数 的有 限元 分 析
徐东 亮
（ 兰州铁道设计 院 ， 甘肃 兰州 ７ ００ ） ３ ０ ０
桥梁 跨 径 ２ ｍ， 面净 宽 １ ０ 桥 ３＋２×ｌ 桥 面布置 ｍ， 如 图 １所示 ， 计 荷载 采用公 路 一Ⅱ级 汽车 荷载 ， 设 人 群 荷载 ３５ Ｎ ｍ ， 构重要 性 系 数 ＝１ １ ．ｋ ／ 结 ． 。主 筋 采用 Ｈ Ｂ ０ Ｒ ４０钢 筋 ， 相对 界 限受 压 区高 度 铷 ＝ ．３ ０ ５
，
体有可能考横向连接的桥上 ， 且在桥宽 比 Ｂ １ ／ 小于 或接近于 ０ ５的情况 时采用。其概念 明确 ， ． 计算简
捷 ， 工程设 计 中常 用 的一 种 计 算荷 载横 向分 布 系 是
数的方法。
１２ 修 正 刚性横 梁 法 ．
箍 筋 采用 Ｈ Ｂ ３ Ｒ ３５钢筋 。主梁 采 用 Ｃ ０混凝 土 。 ３
考。 关键词 ： 横向分布系数 ； 配式 简支 Ｔ梁 ； 装 有限元 ； 梁格法
中 图分 类 号 ：４ １２ Ｕ ４ ．
荷载 横 向分布是 把 梁桥 设计 中的空 间问题 简化 成平 面 问题 ， 梁 桥 设 计 提 供 了方 便 。荷载 横 向分 为 布方是 一种 简 化 的计 算 方法 ， 了一些 理想 的假 设 ， 作 其 计算 结果 与实 际值 之 间存在 着误 差 。现在 一般 用 到 的横 向分 布 系数计 算方 法有 ： 刚性横 梁法 、 修正 的 刚性横梁 法 、 铰接 板 法 和 比拟 正 交 异性 板 法 （ Ｇ—Ｍ
梁 格法 简便 。
１ 原理简介
１ １ 刚性横 梁 法 ．
刚性横梁法亦称“ 偏心压力法 ” 她是把横梁当 ，
作 支承 在各 片主梁 上 的连 续 刚体计 算荷 载横 向分 布 系数 的方 法 。根 据 实验 观 测 结 果 和 理论 分 析 ， 具 在
２ 工 程 概 况
２ １ 设 计资 料 ．
摘
要： 装配式桥梁结构横 向分布系数时的主要计算方法有 ： 刚性横梁法 、 正 的刚性横梁法 、 修 铰接板 法和 比拟正交
异性板法 （ Ｍ法 ）针 对梁与梁之间的联接方式不 同， Ｇ— ， 对梁 的横 向分布 系数采 用不 同的计 算方法 。结合 某一装 配
式简支 Ｔ梁 ， 采用刚性横梁法 、 修正刚性横梁法和 Ｇ—Ｍ法计算 梁的横 向分 布系数 ， 利用有 限元软 Ｍｉ ｓＣｖ ， 并 ｄ ／ ｉｉ 采 ａ ｌ 用 梁格 法建立 有限元 模型 ， 将有 限元 结果 与理论 计算结果进 行 比较 ， 出的结论 可为 同类工 程的设计 和施 工提供参 得
分 布问题 。

对 于 由主梁 连续 的桥 面板 和多横 隔梁 组成 的梁 桥， 当宽 度 与跨 度 之 比较 大 时 ， 将其 比拟简化 为一 块
矩形 的平板 ， 作为弹性薄板按照古典 弹性理论来进
行分 析 ， 这就 是 所谓 的 比拟正 交 异 性 板法 。此 种方
法尤适 用 于 密排 主梁 上 多横梁 的梁 式结 构 。但 是其 计 算荷 载 横 向分 布 系 数 时 ， 为 图表 中的 板 位 和实 因 际结构 的梁位 不一 致 ， 要进 行多 次 内插 ， 计算 就不 及
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科
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第２ ７卷
ｊ 堡
图 １ 半幅 桥面 布置 （ ｍ） ｃ
预制 Ｔ梁， 首先 吊装 中间的两 片纵梁 ， 通过横梁 并 体系将相邻两片纵梁连为整 体。在最后一个 阶段， 加载铺装荷载及活载。
图 ２ 主 梁和横粱 的断 面尺寸
３ 建 立 模 型
端 部 两根 横 梁 采 用 ５０ ｍ ×１０ ｍ 的矩 形 断 ０ｒ ａ ２ｒ ａ 面外 ， 他 的横梁 均属 于标 准 横 梁 。其 断 面 尺寸 如 其 图 ２所 示 。采 用 梁 格 法 建 立 有 限 元 模 型 如 图 ３所 示， 整个 模 型 有 ３７个 单 元 ，２ ３ ２０个 节 点 ， 中 的铺 其 装 荷载按 照梁单 元 荷载均 匀 加载在 主梁上 。建立模
根并列 而互 相横 向铰 接 的狭长 梁 。在这种 情况 下采 用 铰接 板 （ ） 梁 法计 算荷 载横 向分 布 系数 。
１４ 比拟 正 交异 性板 法 （ —Ｍ 法 ） ． Ｇ
范 围 。对 其 适 用 性 及 精 确 性 进 行 讨 论 是 很 有 必 要
的。
为此 做大 量 的实验 和实 测 ， 有时是 一种 费 时 、 费 力 而又不 经济 的做 法 ， 计 算 机 技 术 迅 猛发 展 的今 在 天 ， 满足 工程精 度要 求 的情 况下 ， 过空 间有 限元 在 通 仿 真分 析对 结构 的横 向分 布效 应进 行模 拟不失 为 一 种理 想 的方法 。本 文将 讨论 用 大型通 用有 限元 软件 Ｍｉａ／ ｉｉ来 分析 装 配 式 简 支 Ｔ 梁 桥 的荷 载 横 向 ｄｓＣｖ ｌ