西堠门大桥钢箱梁局部轮压试验研究
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现场应力测点布置如图３所示。
３ 理论分析
册子岛 57 800
271 300 165 000
金塘岛 48 500
图 １ 西 堠 门 大 桥 总 体 示 意 图 （单 位 ：ｃｍ）
1 200
3 600 300 300
1 200
000
000
结 构 整 体 分 析 采 用 空 间 杆 系 单 元 法 ，即 用 较 粗 的
第３２卷 第４期 ２ ０ １ ２ 年 ８ 月
中 外 公 路
文 章 编 号 ：１６７１－２５７９（２０１２）０４－０１４５－０４
西堠门大桥钢箱梁局部轮压试验研究
１４５
黄斌
（同济大学 建筑设计研究院（集团）有限公司，上海市 ２０００９２）
摘要：以大跨径悬索桥———西堠门大桥为试验平台，通过有限元理论 分 析 和 现 场 试 验 相 结合，掌握了钢箱梁桥面板在车轮荷载下的局 部 应 力 分 布 规 律 ，并 对 比 分 析 了 国 内 外 几 种 主 要的车轮荷载形式与试验结果的吻合程度。分析结果为车轮荷载形式的验证及其优化提供 了必要的理论和试验依据。
ÁÁ １４ ６ 中 外 公 路 第３２卷
的箱形横梁和一个敞开的工字梁连接。采用正交异性 钢桥面板，顶 板 厚 １４、１６ ｍｍ，底 板 厚 １０、１４ ｍｍ，顶、 底板均 采 用 Ｕ 形 肋 加 劲，顶 板 Ｕ 形 肋 厚 ８ ｍｍ，高 ０．２８ ｍ，间 距 ０．６ ｍ，底 板 Ｕ 形 肋 厚 ６ ｍｍ，高 ０．２５ ｍ，间距０．９５ ｍ。
１４７
顶板 VonMises 应力/MPa
ÁÂÃÄÅÆÇÈÉÃÄÅÁÂÁ30
实测值
25
中国规范 日本规范
美 规范
20
15
10 5 0
ÃÁÂÄÁ0
50 100 150 200 250
距 离 横 隔 板 /cm
图 ４ 顶 板 有 效 应 力 沿 纵 向 分 布
为了得到准确的 有 限 元 计 算 结 果，有 限 元 单 元 格
划分时，分 别 将 每 个 Ｕ 肋 宽 度 （３０ｃｍ）划 分 为 １ 个 单 元（即单元边长３０ｃｍ）、５个单元（即单元边长 ６ｃｍ）、 １０单 元 （即 单 元 边 长 ３ｃｍ）、１５ 单 元 （即 单 元 边 长 ２ ｃｍ）、３０单元（即 单 元 边 长 １ｃｍ），以 顶 板 测 点 的 最 大 的 Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力为例，绘 出 应 力 随 着 单 元 划 分 精 度 的变化曲线。发现当每个 Ｕ 肋宽度划分为 １０ 个单 元 的时候，有限元的计 算 应 力 即 开 始 收 敛，划 分 为 １５ 个 单元时应力只变化０．６％，划分为 ３０ 个 单 元 时 应 力 只 变化０．１％，精度能够 满 足 要 求，该 文 的 计 算 结 果 以 ２ ｃｍ 的精度为准，即将 Ｕ 肋宽度划分为１５个单元。
４ 理论试验对比分析
为验证现有计算 理 论，该 文 将 按 照 各 国 规 范 得 到 的 计 算 值 作 出 了 详 细 的 对 比 ，图 ４～６ 表 示 的 是 车 轮 荷 载下顶板和加劲 Ｕ 肋的理论应力变化曲线与实测结 果的分布情况。
２０１２年 第４期
黄 斌 ：西 堠 门 大 桥 钢 箱 梁 局 部 轮 压 试 验 研 究
顶 板 纵 向 应 力/MPa
顶 板 横 向 应 力/MPa
15
ÁÂÃÄÅÆÇÈÉÂÂÁÁÃÃÄÄÅÅÆÆÂÇÇÁÈÈÉÉÁÄÄÂ10 5 0 -5 -10 -15
ÁÆÅÇ 0
实测值 中国规范 日本规范 美国规范
50 100 150 200 250 距 离 横 隔 板 /cm
图 ７ 纵 向 应 力 沿 着 横 桥 向 的 分 布 （跨 中 ）
60
实测值
50
Biblioteka Baidu
中国规范 日本规范
40
美国规范
30
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10
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顶 板 纵 向 应 力/MPa
顶 板 横 向 应 力/MPa
-10
距 离 横 隔 板 /cm
-20
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图 ６ 顶 板 横 向 应 力 沿 顺 桥 向 分 布
关 键 词 ：西 堠 门 大 桥 ；钢 箱 梁 ；悬 索 桥 ；局 部 轮 压 ；应 力 分 布
随着中国经济的 快 速 发 展，大 跨 径 钢 桥 的 建 设 在 中国公路和桥梁建设中越来越重要。为准确了解钢箱 梁在汽车荷载下的力 学 性 能，掌 握 钢 箱 梁 桥 面 板 的 应 力 分 布 规 律 ，探 求 钢 箱 梁 桥 面 板 的 破 坏 机 理 等 ，以 西 堠 门大桥为试验平台，对 车 轮 荷 载 作 用 下 的 钢 箱 梁 局 部 应力进行了现场试验和理论对比分析。
图 ５ 顶 板 纵 向 应 力 沿 顺 桥 向 分 布
ÁÄÆÅÇÈÂÃÄÁÅÃÄÃÂ 35
30 25 20 15 10 5 0 -5
ÃÂÁÅÃÄÃÂ 0
实测值 中国规范 日本规范 美国规范
50 100 150 200 250
且实测值均小于理论值。 （２）顶 板 在 车 轮 荷 载 的 直 接 作 用 下 主 要 承 受 横 向
西堠门大桥加劲梁采用扁平流线形分离式双箱断 面 （图 ２），梁 宽 为 ３６ ｍ（外 到 外 ），高 ３．５ ｍ。 两 个 封 闭 钢箱 横 向 间 距 为 ６ ｍ，顺 桥 向 每 个 吊 点 处 用 一 个 闭 合
收 稿 日 期 ：２０１２－０２－２９（修 改 稿 ） 作 者 简 介 ：黄 斌 ，男 ，硕 士 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｌｕｈｕａｎｇｂｉｎ＠１６３．ｃｏｍ
图 ２ 西 堠 门 大 桥 断 面 示 意 图 （单 位 ：ｃｍ）
334477.5.5 118800 119955 118800 1471.457.5 33550
册 子 岛
横隔板
桥 面
中 心 线 顶板 UU肋
金
塘
岛
主 应 力 测 点
纵、横桥向静应力测点
图３ 加劲梁中跨６０＃ 吊索附近正交异性板局部静应力测点及编号（单位：ｃｍ）
拉应力，实测的最大横向拉应力达到２１．６ ＭＰａ。 （３）顶板应 力 在 车 轮 的 中 心 处 产 生 峰 值，以 横 隔
板为边界，桥面板沿 着 顺 桥 向 在 两 片 横 隔 板 的 中 间 位 置（横坐标为１８０ｃｍ 左 右）的 峰 值 明 显 大 于 靠 近 横 隔 板附近的峰值。
（４）由于各 国 规 范 对 于 轮 印 面 积 的 不 同 规 定，将 按 照 中 国 、日 本 和 美 国 的 规 范 计 算 的 理 论 值 分 别 列 出 。 结 果 表 明 ：中 国 规 范 最 为 接 近 实 测 结 果 ，其 次 是 美 国 规 范，再次是日本规 范。 这 主 要 是 由 于 实 际 的 轮 印 面 积 小于各国规范的轮印 面 积，而 各 国 规 范 的 轮 印 面 积 中 以 中 国 规 范 最 小 ，其 次 是 美 国 规 范 ，再 次 是 日 本 规 范 。
１ 钢箱梁的局部轮压荷载形式
车轮荷载通过桥面铺装的扩散后作用于钢箱梁的 桥面板，因此在对车 轮 荷 载 作 用 下 的 钢 箱 梁 桥 面 板 进 行受力分析之前，需 要 对 钢 桥 面 铺 装 的 车 轮 荷 载 扩 散 作用进行说明。
假定铺装层与钢 板 的 层 间 无 相 对 位 移，车 轮 荷 载 沿着４５°的扩散角通 过 桥 面 铺 装 层 向 下 传 递 到 桥 面 板 上。研究表明：车轮作 用 于 桥 面 的 荷 载 分 布 是 十 分 复 杂的，现阶段钢桥面 所 施 加 的 车 轮 荷 载 图 式 并 无 统 一 的 标 准 ，国 内 外 采 用 的 轮 载 也 多 种 多 样 。 总 体 而 言 ，车 轮荷载图式 主 要 有 单 轮 均 布 荷 载 和 双 轮 均 布 荷 载 两 种。ＡＡＳＨＯ 中对连续面上的车辆轮胎不论是单个轮 胎还是 双 轮 接 触 面 积 都 简 化 为 ５１０ ｍｍ×２５０ ｍｍ 的 矩形，轮胎 压 力 的 分 布 在 接 触 面 上 为 均 布。ＢＳ ５４００ 中标准车 辆 轮 胎 简 化 为 ２ 个 间 距 为 １００ ｍｍ、边 长 为 ２００ ｍｍ 的正方形。ＪＲＡ（Ｊａｐａｎ Ｒｏａｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）中 双轮荷载 取 用 ２００ ｍｍ（顺 桥 向）×５００ ｍｍ（横 桥 向） 的 均 布 荷 载 。ＪＴＧ Ｂ０１－２００３《公 路 工 程 技 术 标 准 》对 车 轮 接 地 面 积 进 行 了 较 为 详 细 的 规 定，前 轮 简 化 为 ３００ ｍｍ×２００ ｍｍ 的 矩 形，中 后 轮 简 化 为 ６００ ｍｍ×
网格对整体结构进行 划 分，不 考 虑 结 构 局 部 的 一 些 构 造细节，算 出 结 构 特 定 部 位 （局 部 精 细 模 型 的 边 界 部 位）的位移响应。加劲 梁 和 索 塔 采 用 ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ的 三维梁单元模拟，每 个 节 点 ６ 个 自 由 度。 主 缆 和 吊 杆 采用 ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ的索单元（传递单 元 轴 向 的 张 拉 荷 载 ，考 虑 随 内 部 张 力 变 化 而 变 化 的 刚 度 和 下 垂 效 应 ）模 拟。加劲梁局部应力 分 析 采 用 子 模 型 法，即 结 合 结 构 实 际 的 尺 寸 、构 造 以 及 分 析 目 标 的 要 求 ，采 用 恰 当 的 单 元对关键区域建立局 部 精 细 模 型，将 整 体 分 析 所 得 位 移响应作为边界条件，采 用 线 性 插 值 法 将 其 自 动 施 加 到局部模型相应的位 置 并 求 解，子 模 型 原 有 的 荷 载 和 边界条件不变。子模型 中 钢 梁 顶 板、底 板、Ｕ 肋、纵 隔 板、横隔板、外腹板及 加 劲 肋 等 均 采 用 板 单 元 模 拟，计 算区段内拉索索力通 过 相 应 节 点 的 位 移 值 施 加，车 辆 荷 载 赋 予 现 场 实 际 轴 重。 子 模 型 单 元 总 数 为 ８ ７４２ 个 ，节 点 数 为 ６ ９８２。
２ 现场试验
为通过现场静载试验掌握钢箱梁在车轮荷载直接 作用下的局部应力规 律，该 文 基 于 西 堠 门 大 桥 现 场 试 验，对大跨径钢箱梁 在 车 辆 荷 载 直 接 作 用 下 的 力 学 性 能进行试 验 研 究。 西 堠 门 大 桥 主 桥 为 两 跨 连 续 悬 索 桥，主跨长 １ ６５０ ｍ，边跨长 ５７８ ｍ。 在已经建成的悬 索 桥 中 ，主 跨 长 度 居 中 国 第 一 ，世 界 第 二 。 西 堠 门 大 桥 塔高２１１ ｍ，主缆矢高 为 １６５ ｍ，垂 跨 比 为 １／１０，主 缆 间距 ３１．４ ｍ，吊 索 间 距 为 １８ ｍ。 西 堠 门 大 桥 总 体 布 置 见 图 １。
顶板上的应力沿横桥向的分布具有一定的规律， 图 ７～１２ 为 远 离 横 隔 板 位 置 的 应 力 横 向 分 布 曲 线 。
实 测 值
中国 规范
10
日本 规范
美国 规范
0
-10
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-30 -60 -40 -20 0 20 40 60
距离 U 肋中心/cm
２００ ｍｍ 的矩形。 英国 规 范 规 定 的 轮 印 面 积 经 过 ５５ ｍｍ 的 铺 装 层
扩散作用后对桥面板的作用效果与日本规范的效果一 致，均等效于 一 个 ３１０ ｍｍ（顺 桥 向）×６１０ ｍｍ（横 桥 向）的矩形。美国规 范 规 定 的 轮 印 面 积 经 过 铺 装 层 扩 散 作 用 后 对 桥 面 板 的 作 用 效 果 等 效 于 一 个 ３６０ ｍｍ （顺桥向）×６２０ ｍｍ（横 桥 向）的 矩 形。 中 国 规 范 规 定 的轮印面积经过铺装层扩散作用后对桥面板的作用效 果等效于 一 个 ３１０ ｍｍ（顺 桥 向）×７１０ ｍｍ（横 桥 向 ） 的矩形。笔者根据以上各国规范提供的车轮荷载形式 将车轮荷载对桥面板的作用模拟为矩形的均布荷载， 从而得到桥面板的应力并与现场试验所获得的结果进 行对比分析。
-40
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顺桥向有 前 后 两 个 车 轮 荷 载 作 用，每 个 轮 重 ６０
３ 理论分析
册子岛 57 800
271 300 165 000
金塘岛 48 500
图 １ 西 堠 门 大 桥 总 体 示 意 图 （单 位 ：ｃｍ）
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3 600 300 300
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结 构 整 体 分 析 采 用 空 间 杆 系 单 元 法 ，即 用 较 粗 的
第３２卷 第４期 ２ ０ １ ２ 年 ８ 月
中 外 公 路
文 章 编 号 ：１６７１－２５７９（２０１２）０４－０１４５－０４
西堠门大桥钢箱梁局部轮压试验研究
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黄斌
（同济大学 建筑设计研究院（集团）有限公司，上海市 ２０００９２）
摘要：以大跨径悬索桥———西堠门大桥为试验平台，通过有限元理论 分 析 和 现 场 试 验 相 结合，掌握了钢箱梁桥面板在车轮荷载下的局 部 应 力 分 布 规 律 ，并 对 比 分 析 了 国 内 外 几 种 主 要的车轮荷载形式与试验结果的吻合程度。分析结果为车轮荷载形式的验证及其优化提供 了必要的理论和试验依据。
ÁÁ １４ ６ 中 外 公 路 第３２卷
的箱形横梁和一个敞开的工字梁连接。采用正交异性 钢桥面板，顶 板 厚 １４、１６ ｍｍ，底 板 厚 １０、１４ ｍｍ，顶、 底板均 采 用 Ｕ 形 肋 加 劲，顶 板 Ｕ 形 肋 厚 ８ ｍｍ，高 ０．２８ ｍ，间 距 ０．６ ｍ，底 板 Ｕ 形 肋 厚 ６ ｍｍ，高 ０．２５ ｍ，间距０．９５ ｍ。
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顶板 VonMises 应力/MPa
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实测值
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中国规范 日本规范
美 规范
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距 离 横 隔 板 /cm
图 ４ 顶 板 有 效 应 力 沿 纵 向 分 布
为了得到准确的 有 限 元 计 算 结 果，有 限 元 单 元 格
划分时，分 别 将 每 个 Ｕ 肋 宽 度 （３０ｃｍ）划 分 为 １ 个 单 元（即单元边长３０ｃｍ）、５个单元（即单元边长 ６ｃｍ）、 １０单 元 （即 单 元 边 长 ３ｃｍ）、１５ 单 元 （即 单 元 边 长 ２ ｃｍ）、３０单元（即 单 元 边 长 １ｃｍ），以 顶 板 测 点 的 最 大 的 Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力为例，绘 出 应 力 随 着 单 元 划 分 精 度 的变化曲线。发现当每个 Ｕ 肋宽度划分为 １０ 个单 元 的时候，有限元的计 算 应 力 即 开 始 收 敛，划 分 为 １５ 个 单元时应力只变化０．６％，划分为 ３０ 个 单 元 时 应 力 只 变化０．１％，精度能够 满 足 要 求，该 文 的 计 算 结 果 以 ２ ｃｍ 的精度为准，即将 Ｕ 肋宽度划分为１５个单元。
４ 理论试验对比分析
为验证现有计算 理 论，该 文 将 按 照 各 国 规 范 得 到 的 计 算 值 作 出 了 详 细 的 对 比 ，图 ４～６ 表 示 的 是 车 轮 荷 载下顶板和加劲 Ｕ 肋的理论应力变化曲线与实测结 果的分布情况。
２０１２年 第４期
黄 斌 ：西 堠 门 大 桥 钢 箱 梁 局 部 轮 压 试 验 研 究
顶 板 纵 向 应 力/MPa
顶 板 横 向 应 力/MPa
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实测值 中国规范 日本规范 美国规范
50 100 150 200 250 距 离 横 隔 板 /cm
图 ７ 纵 向 应 力 沿 着 横 桥 向 的 分 布 （跨 中 ）
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中国规范 日本规范
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美国规范
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顶 板 纵 向 应 力/MPa
顶 板 横 向 应 力/MPa
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距 离 横 隔 板 /cm
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图 ６ 顶 板 横 向 应 力 沿 顺 桥 向 分 布
关 键 词 ：西 堠 门 大 桥 ；钢 箱 梁 ；悬 索 桥 ；局 部 轮 压 ；应 力 分 布
随着中国经济的 快 速 发 展，大 跨 径 钢 桥 的 建 设 在 中国公路和桥梁建设中越来越重要。为准确了解钢箱 梁在汽车荷载下的力 学 性 能，掌 握 钢 箱 梁 桥 面 板 的 应 力 分 布 规 律 ，探 求 钢 箱 梁 桥 面 板 的 破 坏 机 理 等 ，以 西 堠 门大桥为试验平台，对 车 轮 荷 载 作 用 下 的 钢 箱 梁 局 部 应力进行了现场试验和理论对比分析。
图 ５ 顶 板 纵 向 应 力 沿 顺 桥 向 分 布
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30 25 20 15 10 5 0 -5
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实测值 中国规范 日本规范 美国规范
50 100 150 200 250
且实测值均小于理论值。 （２）顶 板 在 车 轮 荷 载 的 直 接 作 用 下 主 要 承 受 横 向
西堠门大桥加劲梁采用扁平流线形分离式双箱断 面 （图 ２），梁 宽 为 ３６ ｍ（外 到 外 ），高 ３．５ ｍ。 两 个 封 闭 钢箱 横 向 间 距 为 ６ ｍ，顺 桥 向 每 个 吊 点 处 用 一 个 闭 合
收 稿 日 期 ：２０１２－０２－２９（修 改 稿 ） 作 者 简 介 ：黄 斌 ，男 ，硕 士 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｌｕｈｕａｎｇｂｉｎ＠１６３．ｃｏｍ
图 ２ 西 堠 门 大 桥 断 面 示 意 图 （单 位 ：ｃｍ）
334477.5.5 118800 119955 118800 1471.457.5 33550
册 子 岛
横隔板
桥 面
中 心 线 顶板 UU肋
金
塘
岛
主 应 力 测 点
纵、横桥向静应力测点
图３ 加劲梁中跨６０＃ 吊索附近正交异性板局部静应力测点及编号（单位：ｃｍ）
拉应力，实测的最大横向拉应力达到２１．６ ＭＰａ。 （３）顶板应 力 在 车 轮 的 中 心 处 产 生 峰 值，以 横 隔
板为边界，桥面板沿 着 顺 桥 向 在 两 片 横 隔 板 的 中 间 位 置（横坐标为１８０ｃｍ 左 右）的 峰 值 明 显 大 于 靠 近 横 隔 板附近的峰值。
（４）由于各 国 规 范 对 于 轮 印 面 积 的 不 同 规 定，将 按 照 中 国 、日 本 和 美 国 的 规 范 计 算 的 理 论 值 分 别 列 出 。 结 果 表 明 ：中 国 规 范 最 为 接 近 实 测 结 果 ，其 次 是 美 国 规 范，再次是日本规 范。 这 主 要 是 由 于 实 际 的 轮 印 面 积 小于各国规范的轮印 面 积，而 各 国 规 范 的 轮 印 面 积 中 以 中 国 规 范 最 小 ，其 次 是 美 国 规 范 ，再 次 是 日 本 规 范 。
１ 钢箱梁的局部轮压荷载形式
车轮荷载通过桥面铺装的扩散后作用于钢箱梁的 桥面板，因此在对车 轮 荷 载 作 用 下 的 钢 箱 梁 桥 面 板 进 行受力分析之前，需 要 对 钢 桥 面 铺 装 的 车 轮 荷 载 扩 散 作用进行说明。
假定铺装层与钢 板 的 层 间 无 相 对 位 移，车 轮 荷 载 沿着４５°的扩散角通 过 桥 面 铺 装 层 向 下 传 递 到 桥 面 板 上。研究表明：车轮作 用 于 桥 面 的 荷 载 分 布 是 十 分 复 杂的，现阶段钢桥面 所 施 加 的 车 轮 荷 载 图 式 并 无 统 一 的 标 准 ，国 内 外 采 用 的 轮 载 也 多 种 多 样 。 总 体 而 言 ，车 轮荷载图式 主 要 有 单 轮 均 布 荷 载 和 双 轮 均 布 荷 载 两 种。ＡＡＳＨＯ 中对连续面上的车辆轮胎不论是单个轮 胎还是 双 轮 接 触 面 积 都 简 化 为 ５１０ ｍｍ×２５０ ｍｍ 的 矩形，轮胎 压 力 的 分 布 在 接 触 面 上 为 均 布。ＢＳ ５４００ 中标准车 辆 轮 胎 简 化 为 ２ 个 间 距 为 １００ ｍｍ、边 长 为 ２００ ｍｍ 的正方形。ＪＲＡ（Ｊａｐａｎ Ｒｏａｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）中 双轮荷载 取 用 ２００ ｍｍ（顺 桥 向）×５００ ｍｍ（横 桥 向） 的 均 布 荷 载 。ＪＴＧ Ｂ０１－２００３《公 路 工 程 技 术 标 准 》对 车 轮 接 地 面 积 进 行 了 较 为 详 细 的 规 定，前 轮 简 化 为 ３００ ｍｍ×２００ ｍｍ 的 矩 形，中 后 轮 简 化 为 ６００ ｍｍ×
网格对整体结构进行 划 分，不 考 虑 结 构 局 部 的 一 些 构 造细节，算 出 结 构 特 定 部 位 （局 部 精 细 模 型 的 边 界 部 位）的位移响应。加劲 梁 和 索 塔 采 用 ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ的 三维梁单元模拟，每 个 节 点 ６ 个 自 由 度。 主 缆 和 吊 杆 采用 ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ的索单元（传递单 元 轴 向 的 张 拉 荷 载 ，考 虑 随 内 部 张 力 变 化 而 变 化 的 刚 度 和 下 垂 效 应 ）模 拟。加劲梁局部应力 分 析 采 用 子 模 型 法，即 结 合 结 构 实 际 的 尺 寸 、构 造 以 及 分 析 目 标 的 要 求 ，采 用 恰 当 的 单 元对关键区域建立局 部 精 细 模 型，将 整 体 分 析 所 得 位 移响应作为边界条件，采 用 线 性 插 值 法 将 其 自 动 施 加 到局部模型相应的位 置 并 求 解，子 模 型 原 有 的 荷 载 和 边界条件不变。子模型 中 钢 梁 顶 板、底 板、Ｕ 肋、纵 隔 板、横隔板、外腹板及 加 劲 肋 等 均 采 用 板 单 元 模 拟，计 算区段内拉索索力通 过 相 应 节 点 的 位 移 值 施 加，车 辆 荷 载 赋 予 现 场 实 际 轴 重。 子 模 型 单 元 总 数 为 ８ ７４２ 个 ，节 点 数 为 ６ ９８２。
２ 现场试验
为通过现场静载试验掌握钢箱梁在车轮荷载直接 作用下的局部应力规 律，该 文 基 于 西 堠 门 大 桥 现 场 试 验，对大跨径钢箱梁 在 车 辆 荷 载 直 接 作 用 下 的 力 学 性 能进行试 验 研 究。 西 堠 门 大 桥 主 桥 为 两 跨 连 续 悬 索 桥，主跨长 １ ６５０ ｍ，边跨长 ５７８ ｍ。 在已经建成的悬 索 桥 中 ，主 跨 长 度 居 中 国 第 一 ，世 界 第 二 。 西 堠 门 大 桥 塔高２１１ ｍ，主缆矢高 为 １６５ ｍ，垂 跨 比 为 １／１０，主 缆 间距 ３１．４ ｍ，吊 索 间 距 为 １８ ｍ。 西 堠 门 大 桥 总 体 布 置 见 图 １。
顶板上的应力沿横桥向的分布具有一定的规律， 图 ７～１２ 为 远 离 横 隔 板 位 置 的 应 力 横 向 分 布 曲 线 。
实 测 值
中国 规范
10
日本 规范
美国 规范
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距离 U 肋中心/cm
２００ ｍｍ 的矩形。 英国 规 范 规 定 的 轮 印 面 积 经 过 ５５ ｍｍ 的 铺 装 层
扩散作用后对桥面板的作用效果与日本规范的效果一 致，均等效于 一 个 ３１０ ｍｍ（顺 桥 向）×６１０ ｍｍ（横 桥 向）的矩形。美国规 范 规 定 的 轮 印 面 积 经 过 铺 装 层 扩 散 作 用 后 对 桥 面 板 的 作 用 效 果 等 效 于 一 个 ３６０ ｍｍ （顺桥向）×６２０ ｍｍ（横 桥 向）的 矩 形。 中 国 规 范 规 定 的轮印面积经过铺装层扩散作用后对桥面板的作用效 果等效于 一 个 ３１０ ｍｍ（顺 桥 向）×７１０ ｍｍ（横 桥 向 ） 的矩形。笔者根据以上各国规范提供的车轮荷载形式 将车轮荷载对桥面板的作用模拟为矩形的均布荷载， 从而得到桥面板的应力并与现场试验所获得的结果进 行对比分析。
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顺桥向有 前 后 两 个 车 轮 荷 载 作 用，每 个 轮 重 ６０