箱梁中的横隔板厚度对受力的影响

收 稿 日期 ：０ ２ ０ —１ ２ １ ．４ １ 作 者简 介 ： 国 杰 （９７ ， ， 刘 １７ ．） 男 工程 师
爹８ １ 年６ １ ７
２ ２ 模 型 的建 立和计 算 ．
刘 杰 ： 中横 板 度 受 的 响 国 等箱 的 隔 厚 对 力 影 梁
表 １ 自重 作 用 下 墩 顶 隔 板 厚 度 对 应 力 的 影 响
横隔板厚度／ ｌ ｎ 横向位 置 跨中底部
墩 处 底 部 跨 中 顶 部 墩 处 顶 部
・ｌ ２・ １
ＭＰ ａ
Ｏ 中线 ４８６ ． ５
—３ ． ３ ０ １３ —２９ ．７ ２４３ ．４
根据构造形式 和边界 约束 条件 ， 照墩 顶 隔板厚 度 不 同， 按 建
立三个 不同的有 限元模 型 ， 照 Ｓ ｅｐ方式 划分 网格 。建成 模型 按 ｗｅ 如 图 ２所 示 。按 照 自重和 一侧 车 道加 载 后 两种 荷 载形 式 加 载。
箱 梁 中 的 横 隔 板 厚 度 对 受 力 的 影 响
刘 国杰
摘
戎 泽 生
１０ ９ ） ０ １ １
（ 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 ， 北京
要： 应用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元分析软件 ， ＮＹ 建立全桥模型 ， 自重和 汽车偏载作 用下 ， 在 对箱梁进行受力分析 ， 出横 隔板对于保 证箱梁 得
受力合理起 到重要作 用 ， 但墩顶横隔板厚度对 箱梁受 力影响并不 大 ， 隔板 厚度 的变化 ， 箱梁 的纵 向抗 弯和横 向抗扭影 响都较 横 对
小， 仅对墩顶 的拉应力影响较大 ， 故在 满足 墩顶 拉应力和 支座处应力集中的情况下 ， 以适 当减小横隔板的厚度。 可
关 键 词 ： 梁 工 程 ， 隔板 厚 度 ， 限 元 法 ， 桥 横 有 箱梁 中 图分 类 号 ：４ １５ Ｕ ４ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ
横 隔板厚 度／ ｍ 横 向位置 ｌ 跨 中底部
ｌｎ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ
表 ５ 自重 ＋一侧车道加载情况 下左右缘竖 向位移差值百分比
横 隔板厚度／ ｍ 跨中底板竖向位移差 Ｉ ｌ １８ ． ８６ ．２ １ ｌ ０６ ． ７９ ．６ １ １
第３ ８卷 第 １ ７期
・
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
２１ ・ ０
２ ０ １ ２ 年 ６ 月
Ｖ０ ． ８ Ｎ ． ７ １３ ｏ １ Ｊ ｎ ２ ２ ｕ ． ０１
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ １— ２ ００ １０ —８ ５ ２ １ ）７ ０ １ —３
即使再增 扭 、 曲变形 以及剪力滞 的存 在 ， 翘 箱梁 的结构分析 变得十 分复杂 。 小厚度 的横隔板就能够充分约束箱梁 断面 的畸变 变形 ， 加横隔板厚度 ， 也不会 对箱梁 的变形和应力 产生多 大影 响。其他 对于箱梁的横隔板设置方式规范 中也未给 出详 细的说 明 ， 文将 本 就横隔板的使用做进一步 的探讨 。 的对这方面 的研究较少 ， 本文将利 用有限元对 横隔板 的厚度进 行 进～步 的研究 。
３ １ 计 算 结果 ．
根据墩顶 处隔板的不 同厚度 ， 将跨 中和桥墩处 的梁底 和梁 顶 正应力列于表 １ 。
ａ 箱梁顶部 ）
－
２ ．４ ８０ ４
－
－ ６４ ４ １ ．９
－． ５ ４舛
５ ４
６６ ５ ．０
２ ２ １
ｌ ．５ ８１４
２ ．６ ２２ ９
— ０７ １ ．２
右边缘
４９４ ．７ — ． １ ７２７ — ．４ ２８９ ３２５ ． ２
左边缘
５０ ．１ — ．２ ２８ ３ ７２ ． １
０６ ． 中线
４８９ ．３ — ．６ ２ ９７ ７４ ８ ．３
右边缘
４９５ ．４ — ．１ ２ ８ ３６２ ．６
左边缘
４３３ ．２ — ． ７ ２５４ ３１ ．胛
１８ ． 中线 ４ ３３ ． ８
一 ５４ ９ ２ ．５ 一２ ６ ２ ． ５ ５ ３６ ． ３
０６ ． 中线 ４ ３２ ． ｌ
—１ ．９ ７ Ｏ７ —２ ６ ７ ．３ ６ ６３ ．ｏ
计算 结果如图 ３ 图 ４所示 。 ，
图 ２ 箱梁模型
３ 在 自重 作 用下
７ Ｏ ２１ ｏ ３６ ０ ４ ６４ ０ ２ ６ ０ ５ ０ ０ ８
右边缘
４２６ ．７ — ． ９ ２５４ ３０ ４ ．０
— ． ８ 一 ９ ０ ９ — ． ８ ９５ ｌ １ ． ０ ９ ２ ８
— ． ３ — １６ ３ — ． ８ ４ １９ ３ ．３ ４ ８ ３
表 ３ 自重 ＋一 侧 车 道 加 载 情 况 下 隔板 厚 度对 梁 底位 移 的 影 响
％
１８ ． Ｏ６ ． Ｏ 左边缘 右边缘 左边缘 右边缘 左边缘 右边缘
０ ６４ ．０
一 ３９９ １．２ 一ｌ．１ ～１．９ —１．０ 一 ８ １４ １７８ ３４８ １５７ ｌ．８ 一ｌ．９ ５９７
由表 ４， ５可见 ， 表 一侧 车道加载下 ， 从纵 向方面看 ， 随着 隔板
１ 横 隔板 的使 用
１ １ 横 隔板 的设 置位 置和数 量 ．
２ 有 限元模 型的建 立
． 规范 中对横 隔板 提及较 少 ， 仅规 定 ： 形截 面悬 臂 梁桥 除设 ２ １ 桥 梁的构造 信 息 箱 以一座 ３孔 现浇箱梁 为例 ， 建立有 限元模型 。２ ０ｍ＋３ ＋ ２ｍ 箱 内端 横隔板 外 ， 悬臂跨 径 ５ ０ｍ及 以上 的箱形截 面悬臂 梁桥在
０ 引言
横隔板 。支点到跨中尽量不设 置横 隔板 。
． 箱 形结 构 由于它 的截 面抗 扭 刚度 大 ， 够有 效 抵抗 正 负弯 １ ２ 横 隔板 的构造 尺 寸 能 日本学者大冢久哲用解析法对单室箱 梁的研 究表明 ， 采用较 矩， 在现代桥 梁结 构 中有 广泛 应用 ， 但是 由于箱 梁截 面 畸变 、 弯
在， 只要人人重视安全才能赢得进度 、 赢得效益 。 ［ ］ Ｔ ０ ０ —０９， １ Ｂ １３ １２０ 铁路 隧道工程施工安全技术规程 ［ ］ ｓ． ［ ］ ｓ． 总之 ， 确保隧道施 工安全 是每个 参建 员 工的事 ， 是 职责所 ［ ］ 铁建设 ［ ０７ ２０号 ， 也 ２ ２０ ］０ 铁路 隧道 风险评 估与 管理暂行 规 定
３ ２ 结 果分 析 ．
粥 嘲 掰 啪
由表 １可知 ， 隔板 厚度 对 墩 顶 影 响较 大 ， 跨 中影 响很 小 。 对
１ ８ｍ 和 ０ ６ｍ厚度 ， 中底板应力 相差 １６ ， ． ． 跨 ． ％ 墩顶处 应力 相差 ２ ． ％ 。横隔板厚 １８ｍ和无横 隔板 时 比较 ， 中底板 正应 力相 ３７ ． 跨 差 １ ．％ ， ０ ８ 同时墩顶底部 应力更为集 中， 对箱梁受力不 利 ， 般墩 一 顶都要设 置横 隔板 。
４ ２ 结 果分析 ．
厚 度的减小 ， 中竖 向挠 度有 所增加 ， 增 加不大 。从 横 向方 面 跨 但
由表 ２ 表 ３可知 ， ， 隔板厚 度对 墩顶 影 响较大 ， 跨 中影 响很 看 ， 对 左右缘 的位移 差变化 也不 大 ， 明不 同 的隔板厚度 对箱 梁 的 说 小 。１８ｍ和 ０ ６Ｉ 厚度 ， 中底板 应力 相差 １ ６ ， 顶处应 力 抗 扭 的 影 响 变 化 不 大 。 ． ． ｎ 跨 ．％ 墩 相差 ２ ． ％。横隔板厚 １８ｍ和无 横隔板 时比较 ， 中底板 正应 ５ 结语 ３８ ． 跨
．２ ９ ８ ９８２
１ ．７ ２３ ９
— １ １ ２
２ ．２ ３９ ９
图 ３ 箱 梁 自重 作 用 下 正 应 力 图 （ 位 ： Ｐ ） 单 Ｍ ａ
鬟 一
计算结果列 于表 ２和表 ３ 。
Ｍａ Ｐ
０ 中线
４３１ ．２ — ． ９ ３ １４ ２４ ３ ．ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｒｉ ｙ ｔ ｎ ｅ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｃｌ ｏ ｏ ｉ ｇ ｒ ｇ ｌｔ ｎ ，ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｉｔｏ ｕ ｅ ｈ ｏ ｓ ｃｉｎ ｓｒ ｃ ： ｋ ｎ ａｌ ｕ ｎ ｌｃ ｎ ｔｕ ｔ ｓ ａ ｘ ｍｐ ｅ ａ ｅ ｎ ｓｒ ｔ ｆｌ ｗ ｎ ｅ ｕ ａ ｉ ｓ ｈ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｈ ｗａ ｏ ｉ ｙ ｌ ｏ ｕ ｒ ｏ ｐ ｉ ｔ ｏ ｎ ｅ ｎ ｒ ｎ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ａ ｄ ｉ ｎ ｒ ｕ ｎ ｌｓｅ ｌ ｒ ｈ ｓ ｐ ｒ，ａ ｄ ｄ ｓ ｒ ｅ ｕ ｎ ｌ ａ ｅ ｍｏ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｅ ｕ ｔ ｏ ｓ ｕ — ｏｎ ｓ ｆ ｕ ｎ ｌ ｔａ ｃ ｏ ｓ ｔ ｎ ｅ ｎ ｅ ｔ ｅ ｃ ｕ ｐ ｔ ｎ ｅ ｃ ｂ ｓｔ ｎ ｅ ｔ ｒ ｔ ｅ ｕ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｏ ｉ ｗ ａ ｕｔ ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｄ ｓ ｃ ｒ ｙｃ ｎ ｔ ｃ ａ ｉ ｒ ｔｎ ｉ ，ｗｉ ｉｗ ａａ ｔｅ ｓ ｏ ｈ ｔ ｎ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ｏ ． ｏ ｔ ａ ｖ ｅ ｔ ｇ ｒ ｎｅ ｍｏ ｔ ｕ ｎ ｌｃ ｎ ｔ ｔ ｎ ｈ ｏｕ ｕ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｎ ｌｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ，ｓ ｃ ｒ ｙ ｍｏ ｏ ｎ ，ｇ ｏｏ ｉａ ｅ ｃ ｐ ｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔ ｎ ｅ ｏ ｓ ｃｉ ｒ ｏ ｅ ｕ ｔ ｍｔｆ ｇ ｅ ｌｇｃ ｌｄ ｓ ｒ ｔ ，ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｉ ｉ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ
Ｔａ ｋ ｎ ｂ ｕ ａ ｌ ｙ ｔ ｎ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ ｓ ｆ ｔ ｌ ｉ ｇ ａ ｏ ｔｒ ｉｗａ ｕ ｎ ｌｃ ｎ ｔ ｕ ｔ ａ ｅ ｙ ｏ
ＨＡＮ ｉ ｇ ｒ ｉ Ｌ ｎ －ｕ
（ ｈｎ ａｌａ ｒ ｕｅｕＧｏｐ２ ｄＣ ｍ ａ ｙ Ｓ ｉａｈ ａｇ０ ０ ３ ，Ｃ ｉ ） Ｃ ｉ Ｒ ｉ ｙ３ｄＢ ｒ ｒｕ ｎ ｏ ｐ ｎ ， ｈ＇ｚｕ ｎ ５０ １ ｈ ａ ｗ ａ ｊ ｉ ａ ｎ
悬臂 中部 尚应设 置跨 间横 隔板 。
２ ０ｍ现浇混凝土箱形连续梁桥 ， 宽 ８ ５ｍ， 桥 ． 梁高 １４ 桥墩为 ．５ｍ， 桥 设计荷 载为公路一 Ｉ级 ， 向两车道 。 双 根 据以往 经验 ， 一般在墩顶设置横 隔板 ， 在跨 中有挂孔 时 ， 在 独柱墩 ， 台为柱式 台， 布置图见图 １ 。 跨 中设 置中横隔板 ， 除此之外 ， 跨度小于 １０ｍ时 ， ０ 一般 不设 置 中
①
ａ ）
②
ｂ）
图 １ 桥型布 置图【 单位 ： ） 锄
梁端 和墩顶设置横 隔板 ， 梁端横隔板厚度 １２ｍ， 顶横隔板 按照厚度 １８ｍ，． 以及无横隔板时三种情况进行 比较 。 ． 墩 ． ０ ６ｍ
有无变 化 ， 并加强通风 。在设计 的指导下 对有无地 热及产 生岩爆 参 考 文 献 ： 地 层提前通知施工人员作好必要的防护。
表 ２ 自重 ＋ 一侧车道加载情况 下墩顶 隔板厚度对应力 的影响
横隔板 厚度／ ｍ 横 向位 置
跨 中底部 墩 处底部 跨 中顶部 墩处 顶部
左边缘
５Ｏ４ ．６ 一 ．７ ７５２ 一 ．３ ２ ８４ ３２７ ．５
１８ ． 中线
４９７ ． １ — ８７ ２．２ — ． ８ ２９５ ６０８ ． ０
７８０ 预应力混凝 土连续箱梁 ） ０ （
２０ ０ ０ ． ３２ ｏ ０ ． ２０ ０ ０
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