基于梁格法的装配式板桥铰接缝研究
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摘要：梁格法在现代桥梁荷载试验方面的应用是相当广泛的，在相同荷载作用下，梁格模型和它所模拟的结构具有相同的变形，并且每个梁格单元的内力就是它所代表的那部分梁体应力的积分。装配式板桥交接缝处的约束选取一直是个问题，这使梁格法在分析简支铰接板时受到一定限制。本篇论文根据梁格法原理,通过释放横梁在铰接缝处的约束来模拟纵向铰接缝,利用桥梁专用软件MIDAS进行建模分析,最后通过实桥静载试验来论证其正确性。
关键词：梁格法；铰接缝；荷载试验
中图分类号：U463.32+5 文献标识码：A
一、概述
简支板梁桥是现阶段理论最为成熟，使用最为广泛的一种桥型，其中又数装配式板桥应用最为普遍，这种桥型一般是先将各个单梁分别制作，安装到位后将每片梁间所预留的纵向企口缝进行现浇，或直接将伸出的钢筋进行交叉，在进行浇筑。此种结构单片梁受力较大，横向连接刚度较弱，使用梁格法进行建模分析，横向连接出的处理成为了计算成功与否的关键。
二、梁格法基本原理
梁格法是借助计算机分析桥梁上部结构的一种有效实用的方法。当采用梁格理论把
桥梁上部结构模拟成由纵梁、横梁等组成的梁格体系以后，梁格体系将采用空间杆系的
计算方法及原理进行计算，只是在计算过程中应根据梁格体系的特性及受力特点，对空
间杆系的计算方法进行适当修正，使之能充分反映桥梁实际的受力情况。
三、纵向铰接缝的模拟
实际情况下，桥梁结构主要受到竖向荷载作用，纵向剪力和法向力与竖向的剪力相比是非常小的，加之一般情况下企口缝的高度较小，刚性较弱，故可以视为只传递剪力而不传递弯矩的铰，故在实际建模当中在桥梁实际企口缝位置处设立节点，利用铰化节点的方法将其他约束全部释放。
四、算例分析
（一）桥梁概况
某桥全长91m，为7×13m普通混凝土简支空心板斜交桥，斜交角度11°。桥面布置为：净16m（行车道）+2×2m（人行道+护栏），双向四车道，桥面全宽18m，桥面铺装采用40号水泥混凝土，伸缩缝采用橡胶伸缩缝，支座采用板式橡胶支座；桥梁墩台为柱接盖梁形式。原设计荷载等级为汽-20级，挂-100（相当于公路二级）。
（二）实桥荷载试验方案
为了保证试验的有效性，根据各测试截面的内力与挠度影响线，按最不利位置加载，在保证测试截面试验荷载效率系数ηq至少达到0.95以上的条件下，经过计算确定，本次静载试验需用280kN汽车（车重+荷重）共三辆。
（三）试验工况和测点布置
1 试验工况
上部结构静力试验取跨中断面为控制截面，以最不利布载方式，共计两个工况，分别为：
工况1：跨中截面正弯矩和挠度的最不利位置的偏心布载；
工况2：跨中截面正弯矩和挠度的最不利位置的对称布载 ；
试验分三级进行加载，两级卸载。
（四）测点布置
1、应变测点
应变测点布置在跨中断面，见图1所示测点9距下缘10cm，测点1、10距下缘20cm处。应变观测采用振弦式应变计进行，并进行了温度补偿，同时为了减少温度对试验测试结果的影响，试验选择在晚上温度较为稳定的时段内进行。
图1跨中断面应变测点布置示意
2、挠度测点
挠度观测采用精密水准仪进行，在试验孔的两个支点、0.25L、0.5L和0.75L位置布置道路中央两侧路缘石处共三排观测点，具体布置见图2所示。
图2挠度测点布置示意
五、结果对比
图3工况一应变计算值与实测值比较图4工况二应变计算值与实测值比较
图5 工况一 8号测点理论挠度与实测挠度对比图
六、结果评定
本次静载试验加载效率为1.01，满足规定值0.95~1.05的加载要求，从挠度及应变试验结果可见，结构处于弹性工作状态。强度方面，除工况1作用下的3号、5号测点相对残余应变稍大外，其余各测点相对残余应变均属正常，满足评定规程要求；刚度方面，实测挠度值均小于理论挠度值，结构刚度较大；满足设计规范正常使用的有关要求。
七、结论
1通过以上理论分析与对实际工程案例的模拟，可以认为基于梁格法的装配式板桥铰接缝的研究在实际工程当中是切实可行的，所得理论计算数据与实测值在规定范围内。
2在实际情况下桥梁结构为一个整体，其受力是通过铰接缝将各梁片联系成一个整体,在理论计算中，我们忽略了除主要因素竖向剪力以外的其它作用,对其受力进行了简化,从而利用梁格法建立模型，故这种方法只能在一定程度上达到良好的效果，并不能完全模拟实际情况。
参考文献：
《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（试行）.
《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）.
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）.
《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTGT_J21-2011）.
作者简介：
1、王勇，(1985—)，男，长安大学公路学院，桥梁与隧道工程专业，2010级硕士研究生。
2、樊鲁献，(1988—)，男，长安大学公路学院，桥梁与隧道工程专业，2010级硕士研究生。