连续刚构桥箱梁剪力滞效应的影响因素分析

2015-07-10万金侠

四川水泥 2015年11期

关键词：翼板刚构桥悬臂

万金侠

（1.吉林铁道职业技术学院，吉林吉林 132200）

连续刚构桥箱梁剪力滞效应的影响因素分析

万金侠

（1.吉林铁道职业技术学院，吉林吉林 132200）

连续刚构桥在施工过程中属于变截面悬臂体系，且随着施工悬浇段的不断进行，结构的受力状况也不断发生变化。本文研究了连续刚构桥悬臂梁剪力滞效应的变化规律，找出敏感性影响因素，分析了宽跨比、宽高比、荷载类型、截面位置和预应力等参数对变截面悬臂箱梁剪力滞效应的影响，其中结构的宽跨比的影响程度最大。

连续刚构桥剪力滞宽跨比

1. 定结构的几何参数分析

取四种沿着梁长截面变化形式不同的悬臂结构分析，保证箱梁横截面壁厚不变，仅改变梁高，考察静定结构各种参数对箱梁剪力滞效应的影响。如图1。(a)、(c)图底板都是直线过渡；(b)图底板圆曲线过渡。

图1 悬臂结构形式（单位：m）

取箱梁结构上翼缘板的一半宽b =2.90m保持不变，取悬臂箱梁结构的悬臂长度l分别为10m、20m、50m和100m，仅考虑箱梁结构在自重荷载作用下，其上翼缘板在固定端的剪力滞效应系数的变化规律。箱梁的截面，则对应不同的宽跨比，有和0.029，箱梁的上翼板腹板处的剪力滞效应系数对的影响十分显著。当从0.029增加到0.290时，图1(a)结构形式的从1.036增加到1.213；图1(b)结构形式的从1.025增加到1.195；图1(c)结构形式的从1.049增加到1.221；变化幅度较大。

1.2 固端截面剪力滞效应的变化

连续刚构桥下翼板的厚度一般按照线性变化，剪力滞效应系数与箱梁下翼板厚度的变化形式的关系不大。当时，取图结构形式分析，其上翼缘板腹板处的剪力滞效应系数；图)结构形式的；图1(c)结构形式的；固端截面箱梁上翼缘板腹板处的剪力滞效应系数变化不大。经对比可知，由于图1(c)结构形式为等截面悬臂梁，故在求连续刚构桥施工阶段固端(悬臂梁根部)的剪力滞效应系数的时候可以近似地按照等截面悬臂箱梁结构来处理，且剪力滞系数计算结果偏安全。但是，有时候为了设计优化的考虑需要进行细致的计算分析。

1.3 结构的宽高比hb/对剪力滞效应的影响

取图1(b)所示的箱梁结构形式计算，箱梁的上翼板半宽b分别取1.45m 、2.90m及4.35m，得不同的比值，计算不同宽高比时箱梁截面上翼板在中心线处的剪力滞效应系数。按照图1(b)所示的箱梁结构形式计算，其固端截面剪力滞系数随的变化。随着的增大，也随之增大，这说明宽箱梁的剪力滞效应要比窄箱梁严重。

2. 梁的横截面形式对剪力滞的影响

取三种截面形式。按照图1(b)所示的截面高度沿跨度变化的结构形式，当跨径为50m时，在跨径自由端作用一个集中力荷载P时分别求出不同的截面形式在固端截面的剪力滞系数。不同腹板倾斜度箱梁固端截面上翼缘板在中心线处和腹板处的剪力滞系数和的计算结果：和随下翼板宽度变化的差异不大，箱梁腹板斜度越大，下翼板宽度越窄，剪力滞系数也相应地减小，而的变化相反。总的来说，可以认为箱梁的剪力滞系数对箱梁腹板的斜度不敏感，所以，进行连续刚构桥的箱梁设计时，若考虑剪力滞效应影响，可以将斜腹板的箱梁按照矩形截面来计算。

3. 梁的横截面上翼板悬臂长度对剪力滞的影响

箱梁的纵向截面变化形式取图1(b)所示结构形式，有集中力荷载P作用于自由端。在保证箱梁的两个腹板间距不变的情况下分别取截面上翼板的悬臂长度为1.30m , 2.60m和3.90m。经杆系结构计算和空间计算可以得到在不同上翼板悬臂长度时箱梁结构固端的剪力滞效应系数λ值：箱梁上翼板悬臂长度的变化对顶板在腹板处的剪力滞系数的影响不大；其对顶板在截面中线处的剪力滞系数的影响较大。对于不同的腹板间距情况下，腹板间距的变化对剪力滞效应系数的影响也可以归结为箱梁上翼板悬臂长度的影响，不同的只是在保证箱梁总宽度不变的情况下，腹板间距的增大将引起上翼板悬臂长度的减少，所以其变化趋势与改变上翼板悬臂长度情况相反，但是剪力滞效应的曲线大致相同。可以在箱梁顶板上合理地布置预应力钢束来消除这种影响，预应力钢束的布置对截面剪力滞效应的影响将在后面部分作专门的讨论。

4. 箱梁的上翼板承托对剪力滞的影响

箱梁受力不仅需要满足纵向的受力要求，同时，在车轮局部荷载的作用下为了不产生过分的应力集中需要在顶、底板和腹板相交的地方设置角隅承托。本小节的内容主要是讨论角隅承托的设置对箱梁顶板的剪力滞效应的影响。不设置承托的箱梁截面尺寸梁截面(取b=2.90m)，结构形式取图1(b)所示结构变截面形式，设置不同的角隅承托尺寸。