关于桥梁梁格布置策略的探讨

2015-08-15四川省林业调查规划院四川成都610084

江西建材 2015年15期

刘刚四川省林业调查规划院，四川成都 610084

当前在桥梁的梁格设计中，将中间的横隔粱去掉对于主梁的承受能力是否会增加，对于桥梁结构的耐久性是否有影响，是否需要更多的材料等等，存在一系列的疑问，但这些目前都尚无定论。因此，对于桥梁的梁格设计仍需进一步加强，从而促进桥梁结构的科学性、合理性，推动我国桥梁建筑事业的发展。

1 只考虑恒载的情况

对于桥梁的梁格法，从内力方面来说，MIDAS 单梁也好，桥博单梁也好，这四种模型的弯矩结果几乎相同(误差小于5%)，程序不能为腹板剪力流产生的扭矩计算，需要人工进行计算，在组合以后发现，两种程序的梁格法的扭矩计算结果是一样的，并且与单梁计算结果相比，扭矩要稍高些。因此，笔者认为可通过扭耦合得到精确的弯矩，进而对整体的受力配筋进行指导。但这也存在一定的问题，如需对梁格法扭矩需修正的前提下，可以通过人工对其进行计算，并且可以获得较准确的数据，但很多情况下是不适合进行手工计算的，就会给工作增加难度，并影响结果的准确性［1］。例如，在对弯桥偏心设置进行判断时，需要对扭矩包络图进行观察，虽然可以利用单梁模型直接得到数据，但这种却不能对各片梁的实际受力情况进行掌握，虽然它不会对整体设计有太大的影响，但对细节的把握，对于梁格的计算还是非常有好处的。

2 只考虑活载的情况

通过对MIDAS 单梁和桥博单梁的计算对比，笔者发现MIDAS 单梁对于自定义车道是非常便利的，可以同时顾全多种工况，与桥博单梁相比便利很多。但却也有需要注意的问题，如果在同一工况下，在做偏心实现时，使用的梁是不同的，那么就会产生较大的内力差，还需要对该问题进行进一步的完善。可以通过片梁对车道偏心进行定义，进而对这种情况进行改善［2］。结合第一种情况可以看出，在对整体进行设计时，如果想要对整体的受力情况获得更为真实的反应结果，使用单梁模型效果会更为理想，而梁格法可以作为其比照，这主要是因为其计算结果通常都要大于单梁的计算结果。此外，对于结构物是弯扭耦合突出的情况时，则必须要对梁格法进行计算，将其结构进行精确的反映，如箱梁的各片腹板的受力情况，存在的差异性，从而在设计时确保结构能够安全配筋。而此时单梁的计算结果则可以作为参照，促进设计工作的完善［3］。

3 桥梁梁格布置的考虑因素

有人认为同等宽度的窄弯桥不需要使用梁格法计算，觉得只需空间梁单元计算就可以了，认为只要模型设计合理，就算结果自然可以达到要求，并且对于配束和承载能力的计算非常便利，但对于变宽的特殊桥梁，则必须进行梁格法的计算，这主要是因为其中会涉及诸多因素，对计算结果产生影响。

3.1 对扭矩结果的影响

梁格法在计算时需要将结构的抗扭分成顶底板的抗扭赋予纵向梁格两部分计算，由于腹板之间存在间距，当两块腹板的剪力方向呈相反趋势时，就会产生扭矩，而腹板实现对整体结构的抗扭，主要是通过腹板的抗剪而实现的，因而就会导致纵梁截面的抗剪与整体结构的抗扭叠加到一起，但这种叠加却是不符合情况的，这主要是因为承载能力的计算结果是通过整体截面进行验算的，而抗扭的闭合与非闭合截面是存在差别的，所以不能只对其进行简单的叠加或者拆分，所以在对承载能力的计算配筋上，需要采用单梁的计算方法。而梁格在此时的作用主要是对弯矩的各个腹板的不均匀受力进行计算和体现，故对于弯斜梁较宽的应通过梁格计算的结果，对其进行配筋和承载力的计算［4］。

3.2 对活载布置的影响

如果使用单梁计算活载布置，那不论怎样对车道布置，对偏载进行计算，都不会对正应力产生影响。这主要是因为对于单梁的计算，偏载的结果只会对扭矩产生影响，不会对弯矩的分布不均的腹板有所体现。因此，在对空间梁单元进行计算时，要根据不同的结果，使用不同饿荷载组合，从而使结果更加的精准。此外，还应注意在对扭转剪应力进行查看，并且扭矩最大时，要按照偏载最不利的情况不加偏载系数，在对正应力进行查看弯矩结果时，应将活载与偏载系数进行相乘，从而获得计算结果［5］。在使用梁格法计算时，要对对每根纵梁都进行最不利的布载，在一定的时间内，将活载集中布载在其中某一根的纵梁上，然后对其工况进行包络，使其形成组合，然后在与其他结果再次组合，从而找到最不利的结果。

此外，应注意的是，对于弯扭耦合突出的结构(即平面弯曲的半径较小的结构物)，不一定非要使用梁格计算方法，单梁计算方法也是非常便利的。在恒载作用下弯梁桥会存在很多的扭矩，很多人对于因恒载不均而出现饿扭矩问题十分在意，希望能够通过电脑计算等方式消除其一部分影响，但事与愿违，由恒载不均而引起的扭矩，在总扭矩中占有的比例往往非常小，尤其是在半径小且平面弯曲的结构中其影响几乎是可以忽略不计的，因为由弯扭耦合原因而造成的扭矩在整体扭矩中才是占有较大比重的，但很多人都忽视了一点，而对于占有很小比例的由恒载不均而引起的扭矩耿耿于怀。