先简支后结构连续双支座体系桥梁受力分析与试验

杨 青，王卫花

（1.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067；2.重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074）

先简支后结构连续双支座体系桥梁受力分析与试验

杨 青1，王卫花2

（1.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067；2.重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074）

利用弹性连接单元来模拟简支变连续体系桥梁的支座，并对单双支座及不同支座刚度情况下桥梁控制截面的受力进行了对比，结合实际的现场试验数据与单双支座计算结果进行了对比，得出了相应的结论。

弹性连接单元；单支座；双支座；控制截面

0 引言

随着国家技术、经济及交通建设的蓬勃发展，桥梁建设如火如荼。特别是从经济性考虑多选用中小跨径桥。考虑到现浇施工复杂，费时，工程师们便将简支梁的预制生产和连续梁的优越性能结合起来。将预制梁架设就位后，在支座端现浇混凝土接头，待混凝土强度达到规定值后张拉预应力实现结构连续，即“先简支后连续”。然而通往常简支变连续施工中转换支座是关键步骤，而受现场条件等因素的影响，该步骤成了简支转连续施工中最繁琐的环节，由此才出现了“支点不转换的双支座简支变连续桥梁”的设想。本文即以此类中的某个桥梁为例进行分析，并与试验结果对比。

1 简支变连续体系桥梁受力分析

由简支变连续的常见方法有三种：a）在墩顶采用普通钢筋进行连接；b）主梁的预应力束在墩顶采用连接装置进行连接；c）主梁纵向预应力短束在墩顶连续。考虑到施工便捷和防止墩顶负弯矩区混凝土开裂的情况，目前普遍采用第三种方法实现简支变连续。

若采用刚性受压支座容易使某些支座出现负反力，一般情况下在实际工程中多选用橡胶支座，特别是以板式橡胶支座居多。板式橡胶支座可采用弹性连接单元来模拟计算。

式中，E为橡胶支座的抗压弹性模量；G为抗剪弹性模量；A为支座承压面积；It、Il为支座绕横向、纵向的抗弯惯性矩；Ip为支座抗扭惯性矩；l为支座净高。板式橡胶支座的抗压弹性模量根据《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T 4—2004）计算：E=5.4GS2，式中G为抗剪弹性模量，S为支座形状系数，本系数可依据《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》（JT/T 633—2006）选取，或者计算获得。

2 双支座体系简支变连续桥梁受力分析

以某先简支后连续桥梁为例来说明其受力特点。本桥上部结构为4m×25m预应力混凝土T梁，其一般断面图如图1所示。墩顶均采用双排支座，纵向间距为1.3m。据调查常见预制T梁简支变连续双支座体系其支座纵向间距一般在0.6～1.5m。本桥采用的板式橡胶支座其规格为250mm×400mm×64mm，根据规范查得其形状系数为S=9.29。支座刚度取值如表1所示。计算时采用梁格模型分析主梁受力，控制截面如图2所示。为考察双支座效应，特将支座刚度分别乘以10倍、20倍、50倍与实际情况及单支座情况进行对比（见表1～表4）。

从表1～表4可以看出，尽管采用单双支座计算结果相当，但是采用双支座后控制值与单支座相比均减小，其中边跨正弯截面控制值减小约5%，墩顶负弯截面控制值减小约12%，中跨最大正弯截面控制值减小约10%；随着支座刚度的增加，边跨最大正弯截面和中跨最大正弯截面的控制值均减小，但是对于墩顶负弯截面其控制值先减小后增大，可以将双支座之间的梁看做桥跨，当支座的刚度达到一定程度，这部分基本相当于固定端。但是通过荷载组合发现，在10～50倍支座刚度情况下，双支座中有一支座会有负反力产生，如此则不能发挥双支座效应。

3 简支变连续桥梁荷载试验

试验时采用加载车加载，使各控制截面弯矩与控制值的比值即荷载效率满足《大跨径混凝土桥梁试验方法》的要求。各控制截面在双支座和单支座下的计算值及实测值如表5～表10所示。

从表5～表10可以看出，因采用弹性双支座模拟计算比较符合实际情况，其对应校验系数相对较大。但是支座参数不明的情况下也可以采用单支座计算，只是弹性双支座模拟更为准确。

4 结语

简支变连续体系桥梁其双支座可以采用弹性连接单元来模拟；使用单支座和双支座对结构受力有一定的影响，特别是使用双支座能够减小活载作用下控制截面的内力，对墩顶负弯矩的减小稍微明显些。此外，双支座在施工中更加方便。本文分析说明了只要使用一般板式橡胶支座，其弹性刚度可以保证其发挥双支座效应，即支座不会产生负反力。因此，双支座具有其优势。

在试验中采用弹性双支座模拟此类桥梁比较接近实际情况。只是在支座参数不明的情况下可以采用单支座模拟双支座体系。

[1]交通部公路科学研究所，等.大跨径混凝土桥梁的试验方法[R].北京：交通部公路科学研究所，等，1982.

[2]陈善勤，麻文燕.简支转连续梁桥特点及单（双）支座受力分析[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2007，（10）：14-17。

Analysis and Test of Simply Supported Continuous Bridge with Dual Bearing

YANG Qing,WANG Wei-hua
(1.China Merchants Chongqing Communications Research&Design Institute Co.,Ltd.,Chongqing 400067,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)

The elastic spring element is used to model the dual bearing of simply supported continuous bridge.The stress of section control of bridge single double supports and different support stiffness conditions were compared.The test data is compared with the calculation results based on the test data,and some conclusions are educed.

elastic spring element;single bearing;dual bearing;control section

U442

A

1002-4786（2013）09-0079-03

杨青（1979—），男，四川乐山人，工程师，本科，主要从事桥梁检测、旧桥加固与设计工作。

2013-01-07