劉雪君　劉泉

摘要：橋梁橫向連接剛度的大小直接影響結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，本文以橋梁標(biāo)準(zhǔn)圖跨徑40m橋?qū)挒?2m的PC簡(jiǎn)支T梁為例，建立Midas Fea有限元模型，并將橫隔板的個(gè)數(shù)設(shè)置為3、5、7片，分析不同的橫隔板布置方案對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。結(jié)果表明：橫梁數(shù)目增加，結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)系加強(qiáng)，使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力在各主梁間分配較均勻，主梁的扭矩、扭轉(zhuǎn)變形減小，避免了“單梁受力”的現(xiàn)象。

Abstract： The lateral stiffness of the bridge directly affects the stress state of the structure. This paper takes the PC simple beam T beam with a bridge width of 40m and a bridge width of 12m as an example. The Midas Fea finite element model is established and the number of transverse partitions is established. Set to 3， 5， and 7 pieces to analyze the influence of different cross-barrier layout schemes on structural forces. The results show that the number of beams increases and the lateral connection of the structure is strengthened， so that the internal force of the structure is evenly distributed among the main beams， and the torque and torsional deformation of the main beam are reduced， which avoids the phenomenon of "single beam stress".

關(guān)鍵詞：T梁橋;Midas Fea模型;橫隔板布置;受力分析

Key words： T-beams;Midas Fea model;diaphragm arrangement;force analysis

中圖分類號(hào)：U441? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）28-0216-03

0? 引言

對(duì)于T梁橋，橋面板與橫隔板共同作用使結(jié)構(gòu)成為一個(gè)空間整體。當(dāng)橫隔梁數(shù)目設(shè)置較少時(shí)，在車輛荷載作用下，直接承受車輪壓力的梁片受力較大，出現(xiàn)單片梁破壞的現(xiàn)象[1]。但如果橫隔板數(shù)目過多，也會(huì)增大結(jié)構(gòu)自重、增加施工的難度及成本。本文著重分析設(shè)置不同橫隔板布置方案時(shí)對(duì)橋梁受力性能的影響[2]。

1? 有限元軟件模型的建立

建立Midas FEA全橋模型，僅改變有限元模型橫隔板的數(shù)量，除此之外，模型其他參數(shù)均不改變，從而達(dá)到了控制單一變量的目的，橫隔板布置方案見表1。在Midas Fea全橋模型跨中處施加偏載和中載，加載方式如圖1-圖3所示。

2? 橫隔板布置方案對(duì)T梁局部應(yīng)力的影響

計(jì)算1號(hào)主及2號(hào)主梁車輛加載最不利位置處的應(yīng)力值，并從模型中提取車輛荷載范圍內(nèi)的應(yīng)力值，應(yīng)力提取點(diǎn)如圖4所示，計(jì)算結(jié)果見圖5-圖8所示。

偏載作用下，三種橫隔板布置方案的上緣應(yīng)力值相差甚小，下緣應(yīng)力分布規(guī)律相差相對(duì)很大，特別是圖6在設(shè)置7片橫隔板時(shí)，在位置15處應(yīng)力值減小幅度很大，是因?yàn)閼?yīng)力值取點(diǎn)處設(shè)置了橫隔板從而橫向增強(qiáng)，減少了主梁梁底的應(yīng)力值而形成的突變現(xiàn)象[3]。

在中載的作用下，設(shè)置3片橫隔板上、下緣應(yīng)力值相對(duì)設(shè)置5、7片橫隔板時(shí)應(yīng)力值略大，橫隔板數(shù)增加，結(jié)構(gòu)的橫向剛度增強(qiáng)，有利于軸重向結(jié)構(gòu)的四周傳遞，使得結(jié)構(gòu)內(nèi)重新分配，可以降低主梁的內(nèi)力值[4]。

3? 橫隔板布置方案對(duì)T梁受扭性能的影響分析

計(jì)算在偏載作用下L/2截面1-5號(hào)主梁橋面板及馬蹄的位移差，計(jì)算點(diǎn)見圖1所示分別為C、D及M、N節(jié)點(diǎn)的豎向位移差，分析不同橫隔板布置方案對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形能力的影響，計(jì)算結(jié)果如圖9-圖10所示。

圖9可知，橫隔板數(shù)目增加，跨中截面處1-4號(hào)主梁的橋面板位移差隨逐漸減小，5號(hào)梁位移差變化趨勢(shì)則與之相反。設(shè)置3片橫隔板1號(hào)梁與5號(hào)梁的相差為0.45。設(shè)置3片橫隔板1號(hào)梁與5號(hào)梁的相差為0.33，設(shè)置3片橫隔板1號(hào)梁與5號(hào)梁的相差為0.21，說明各個(gè)主梁位移差隨著橫隔板數(shù)的增加會(huì)使翼緣板的扭轉(zhuǎn)變形更加均勻。可以避免翼緣板因扭轉(zhuǎn)變形過大，出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象[5]。

從圖10可知：設(shè)置3片橫隔板時(shí)，各主梁馬蹄位移差相差較大，特別是5號(hào)梁的位移差最小，1號(hào)梁與5號(hào)梁的相差0.124。5片橫隔板時(shí)1號(hào)梁與5號(hào)梁的相差0.067，各個(gè)主梁扭轉(zhuǎn)變形的能力相對(duì)均勻。7片橫隔板位移差的分布圖幾乎呈線性關(guān)系，說明橫隔板數(shù)目的不斷曾加可以更好的發(fā)揮每根主梁的抗扭作用，改善各個(gè)主梁抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力，降低主梁扭矩、限制主梁扭轉(zhuǎn)起著重要的作用[6]。

4? 結(jié)論

①橫隔板數(shù)目增加結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)系加強(qiáng)，使各主梁間內(nèi)力分配較均勻，避免了“單梁受力”的現(xiàn)象。②橫隔板數(shù)增加，結(jié)構(gòu)的橫向抗彎剛度增大，主梁的扭矩、扭轉(zhuǎn)變形減小。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧淇元，肖凱龍，鄢穩(wěn)定，鄔曉光.橫隔板參數(shù)對(duì)裝配式箱梁寬橋受力的影響[J].沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，31（01）：62-65，72.

[2]劉雪君.三跨連續(xù)T梁橋橫梁及橫斷面布置對(duì)主梁受力影響分析[D].東北林業(yè)大學(xué)，2017.

[3]王彬.橫隔板對(duì)簡(jiǎn)支斜交T梁結(jié)構(gòu)受力行為影響分析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，29（03）：21-25.

[4]牛艷偉，杜隆基，曹宏恩，榮帥，黃平明.橫隔板對(duì)裝配式梁橋空間受力影響的模型試驗(yàn)研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2016，32（03）：149-154.

[5]賈艷敏，高力主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].人民交通出版社，2004.