正交异性钢桥面板的计算分析

０ 前 言
钢桥桥跨结构一般 由主要 承重结构 、 面系 、 桥 联 结系和支座 四部分组成 ，无论 哪种桥 梁体 系都 需 要 有 一 个 直 接 承 受 车 辆 荷 载 的桥 面 系 ，通 过 它 把荷载传人主要承重结构 中去 ，最后通 过支座把 荷 载传 递 给下 部 结构 。 钢 桥 面 板 不 仅 作 为 桥 面 系 直 接 承受 车 轮 荷 载 作用 ， 而且 还 作 为 主 梁 的 一 部 分 与 主梁 共 同受 力 ， 因此其力学行为十分复杂 。正交异性钢 桥面板 以 重量轻 、 省钢材 、 节 承载能力高等优点在世界各 国 桥 梁 尤 其 是 大 跨度 桥 梁 中得 到 广 泛 的应 用 。
横 梁 。 当荷 载作 用 在 横 肋 之 间 时 ， 载 的传 递 途 径 荷 为 ：桥 面 铺 装 盖板 纵 肋 横 肋 一 主梁 腹 板 ； 当 荷 载 直接 作 用 在 横 肋 上 时 ， 载 的传 递 途 径 为 ：桥 荷 面铺 装 一 盖 板 一 横 肋 主梁 腹 板 。 因此 ， 肋 可 以 纵
理论求 出的计算值大得多 ，这个问题 已被实 验证 实 ， 以 ， 钢 桥 面 板 静 力 强 度 计 算 中 ， 三 结 构 所 在 第
系 的应 力 可 以忽 略 不计 。
１ 正 交异性 钢桥 面板 的力 学特性
正 交 异 性 钢 桥 面 板 是 用 纵 横 向互 相 垂 直 的加
成 的结 构 系 组 成 主 梁 的 上 翼 缘 ，是 主梁 的 一 个 组 成 部 分 ， 与 主梁 共 同受 力 ， 构计 算 以 主 梁 为 研 参 结 究 对 象 ，钢 桥 面 板 的 内力 计 算 与 一 般 梁 桥 结 构 的 内力 计 算 相 同。 （ ） 二 结 构 系 （ 面 体 系 ） 由 纵 肋 、 肋 和 ２第 桥 ： 横 顶 板 组 成 的 结 构 系 ， 板 被 看 成 纵肋 、 肋 上 翼 缘 顶 横
看做弹性支撑于横肋 ， 横肋 由主梁腹板支撑。 （） ３ 第三结构系 （ 盖板体 系 ）把设置在肋 上的 ： 顶 板 看 成 是 各 向 同性 的连 续 板 ，就 是 直 接 承 受 轮 重并将轮重传递到加劲肋上 的顶板 。当顶板 上 的 轮重逐渐加大 时 ，顶板 的弯 曲应力便逐步地 进入 薄 膜 应 力 状 态 ，平 板 的 承载 力 变 得 比用 一 次 弯 曲
２ 正 交 异 性 钢 桥 面 板 的 计 算 方 法
正交异性钢桥面板的计算方法可 以分 为两类 。 类是将 桥 面和主梁 共 同作 为一个 整体 计算 ， 同 时考虑第一结构系 （ 梁体系 ） 主 的整 体 受 力 和第 二 结构系 （ 面体 系 ） 桥 的局 部受力 的耦合关 系 ， 为 称 整 体 计 算 法 ；另 一 类 是 将 钢 桥 面 板 的受 力 按 第 一 结 构系（ 梁体系 ） 主 和第 二结 构 系 （ 面 体 系 ） 别 桥 分 计算 ， 然后叠加 ， 称为叠 加计算法 。 ２ １ 整 体 计算 法 ． 整体计算法 是伴随着计算机技术 的发展 而发 展起来 的 ， 方法将梁体结构按薄壳考虑 ， 载按 该 荷 实 际 作 用 面 积 大 小 直 接 施 加 于 薄 壳 上 ，同 时 考 虑 整 体 受 力 与 局 部 受 力 的耦 合 关 系 。该 方 法 的 优 点 是 比较接 近 于 结 构 的实 际受 力情 况 ，缺 点 是 计 算 复杂 ，一 般将钢结构 的各板件 用空间薄壳有 限单 元 模 拟 ， 于 桥 宽 大 、 构 复 杂 的 大 跨 度 桥 梁 需 要 对 结 大量 的计 算 时 间 和计 算 机 内存 。 ２ ２ 叠 加 计 算 法 ． 叠加计算法是最为传统 的计算方法 ， 由于各体 系 分 别 计 算 ， 以 确 定 钢 桥 面 板 整 体 和 局 部 同 时 难
异性 钢桥 面板 的计 算 过程 ，同时 阐述 了计 算过 程 中 的注意 事项 ，指 出整体 计 算法 、— Ｐ Ｅ法 和格 子梁 法三 种计 算方 法 中格 子梁
法更 加 高效 ， 整体 计算 法最 为 准确 。 关键 词 ： 交异性 钢桥 面板 ； 计 ； 梁体 系 ； 面体 系； 正 设 主 桥 盖板 体 系 中 图分 类号 ： ４ ８３ Ｕ ４ Ｕ ４ ．６、 ４ １ 文献标 识０ ２ — ３ １ ｏ — ７ ６ ２ １ ０ — ３ ３ ０
一
劲肋（ 纵肋 和横肋 ） 同桥面 盖板所 组成 的 、 同 连 共 承受 车轮荷载 的桥面结构 ，这种结构 由于其刚度 在 互 相 垂 直 的两 个 方 向上 有 所 不 同 ，因 而 造 成 构 造 上 的 各 项 异 性 。正 交 异 性 钢 桥 面板 除 作 为 桥 面 外， 还是 主梁截面的组 成部分 ， 它既是纵横肋 的上 翼 缘 ， 是 主 梁 的 上翼 缘 。 为 了方 便 分 析 ， 统 的 又 传 方 法 按 三 个 基 本结 构 体 系对 其 加 以研 究 。 （ ） 一 结 构 系 （ 梁 体 系 ） 由顶 板 和 纵 肋 组 １第 主 ：
２１年 ８ ０２ 月第 ８ 期
城 市 道 桥 与 防 洪
科技研究 ３３ ２
正交 异性钢 桥 面板 的计算分析
张 行 霖
（ 圳市 西伦 土木 结构 有 限公 司 ， 东深 圳 ５ ８３ 深 广 １０ ４）
摘 要 ： 交异 性 钢桥面 板在 钢桥 尤其 是大 跨 度钢 桥设 计 中广 泛使 用 。该 文通 过 分析 总 结正 交异 性 钢桥 面板 的计 算方 法 ， 正 为 设计 人员 在设 计工 作 中提供 参 考 。对 比整体 计算 法 和叠 加计 算 法 的优 缺点 ， 通过 工 程实 例 ， 用格 子梁 法 详细 分析 了正 交 并 采