T型刚构 27期

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摘 要 根据某T型刚构-矮塔斜拉组合体系,在有限元理论的基础上建立了计算机三维有限元模型,通过对比JTG D60« 公路桥涵设计通用规范»（简称新规范）和«公路桥涵设计通用规范» 中关于车载的修改部分对预应力混凝土桥的空间受力特性进行分析结合计算机仿真模拟得出新旧规范车载的变化对连续刚构桥梁设计计算的影响。

关键词:T型刚构,矮塔斜拉,静力分析

中图分类号：TU986.4+7文献标识码：A

引 言

随着中国交通运输事业的飞速发展,大跨度桥梁日益增多,大跨度PC连续刚构体系是从连续梁发展起来的一种新型结构形式,其结构整体性能好、抗震能力强、桥体简洁明快、施工、维护方便,在20世纪60年代得到了广泛应用。

一、有限元建模

该文的主要目的是通过对比JTG D60« 公路桥涵设计通用规范»（简称新规范）和«公路桥涵设计通用规范» 简称（旧规范）中关于车载的修改部分分析新旧规范车载变化对T型刚构-矮塔斜拉组合体系桥梁设计计算的影响使用有限元进行计算机仿真模拟研究预应力混凝土连续刚构桥的空间受力特性，为T型刚构-矮塔斜拉组合体系 箱梁桥的设计施工提供合理的理论依据和修正参考。

（一）桥梁几何尺寸和有限元建模

根据一座带挂梁的T型刚构-矮塔斜拉组合体系为例，对该桥在汽车-20级，公路-II级作用下的箱梁静力特性采用有限元理论进行了空间计算和分析。该桥的设计技术指标如下：设计荷载：汽车-20级，公路-II级；桥面布置：桥面布置0.5m（防撞护栏）+9.8m（行车道）+0.5m（防撞护栏），桥跨布置：60+2×90+60m。桥梁形式为双向两车道。采用Midas Civil-2012程序进行建模分析。

主梁采用C40混凝土，弹性模量为3.25104MPa, 容重为25kN/m3。桥面铺装为防水混凝土，容重为24kN/ m3。桥墩采用C30级混凝土，弹性模量为3.00104MPa, 容重为25kN/m3。根据桥梁结构形式，采用桥梁结构分析专用程序Midas Civil-2012对（30+60+30m）桥跨结构进行静力分析。

（二）最不利位置的确定

若求桥梁在荷载作用下的静力分析，首先要求出桥梁在各个布载方式下的最不利位置，然后按照影响线布载，求出指定点的应力分析。

根据主梁在公路-II级荷载作用下的内力包络图确定最不利位置。

图1 活载内力包络图 图2 悬臂根部的内力影响线

由活载内力包络图可知，结构的弯矩最不利位置为T构的悬臂根部，故以悬臂根部为最不利位置，根据悬臂根部的影响线进行加载。

（三）新旧规范车载作用下桥梁的静力分析

在最不利位置根据实际布载方式布置荷载，可以分别求出桥梁分别在汽车-20级，公路-II级荷载作用下的应力，应变和位移。

根据旧规范关于汽车-20级荷载的规定，将后轴布置在影响线的最值处，根据车间距依次布置车辆。得到汽车-20级的布载位置。

根据新规范关于公路-II级荷载的规定，将均布荷载满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处，得到公路-II级荷载的布置位置。

在公路-II级荷载下悬臂根部的弯矩为26968.7kN/m。在汽车-20级荷载下悬臂根部的弯矩为24185.0kN/m。

在公路-II级荷载下悬臂端的挠度为18.562mm。在汽车-20级荷载下悬臂根部的挠度为15.969mm。

表1 新旧规范2种车载作用下的对比

从以上结果可以看出在设计中：新规范汽车荷载更多考虑了提高整个结构性能。由两组数据对比可知：新规范车载作用下悬臂根部弯矩提高了10%，挠度增加了14%。

二、结论

（一）由数据对比可知：新规范车载作用下悬臂根部弯矩提高了10%，挠度增加了14%。

（二）使用新规范车载进行设计，位移¸应力均大于同位置旧规范车载作用下的相关位移和应力。

（三）采用新规范进行设计是偏于安全的。

（四）新规范将旧规范中的集中荷载简化为了一个集中荷载和一个均布荷载，是荷载形式的变化，这样更有利于桥梁结构的计算。便于使用各种软件进行建模，有利于桥梁电算的发展，而对于结构内力计算结果影响不大。