单箱多室连续梁桥偏载增大系数分析

陈彬

河南省交通科学技术研究院有限公司（450000）

单箱多室连续梁桥偏载增大系数分析

陈彬

河南省交通科学技术研究院有限公司（450000）

以单箱多室连续梁桥荷载试验为背景，采用有限元软件MIDAS/FEA进行建模分析，对比了单箱多室连续梁桥偏载增大系数实测值、理论值（实体单元）和经验值。经分析得出：偏载增大系数实测值大于理论计算值和经验值；实体单元计算结果与实测值较接近，采用经验值不安全。

单箱多室连续梁桥；偏载增大系数；实体单元；经验值

单箱多室连续梁桥整体性好，抗扭刚度大[1]，在城市桥梁及公路桥梁中广泛采用。国内学者对于偏载增大系数的取值进行了研究，提出偏载系数的经验值[2]，偏载系数ξ=1.15；提出采用偏心压力法及修正的偏心压力法计算偏载增大系数。这里将以某桥为例，通过实体单元分析并结合该桥荷载试验实测结果，对单箱多室连续梁桥偏载增大系数进行分析。

1 工程概况

这里以某单箱多室连续梁桥为背景，跨径组合为（18+5×24+5×30+5×24+18）m，桥梁全长431 m，全桥共设置一联。桥梁上部结构为预应力混凝土箱型连续梁,箱梁为单箱三室截面，顶板宽17.5 m，底板宽11.7 m，桥梁中心线处梁高1.13 m，顶板设置双向横坡,跨中截面顶、底板厚0.2 m,腹板厚0.5 m，主梁采用C50混凝土；下部结构为双柱式墩、台，钻孔灌注桩基础。设计荷载为汽车—超20级。

2 荷载试验方案

根据桥梁特点及现场实际情况，选取24 m跨径中第15跨跨中（A-A截面）、30 m跨径中第11跨跨中（B-B截面）最大正弯矩截面进行荷载试验。采用有限元软件MIDAS/Civil计算测试截面内力，确定采用4辆45 t载重车（三轴）。控制截面的加载效率如表1所示，加载车布置如图1所示。

荷载效率符合《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）中规定的1.05≥η≥0.95的规定，保证了试验的有效性。

3 偏载系数计算

3.1 理论计算模型

采用有限元软件MIDAS/FEA建立该桥实体单元模型,实体单元模型共36 615个节点，120 839个单元。实体单元模型如图2所示。

3.2 偏载增大系数实测值

荷载试验中位移数据采集采用量程为50 mm的HY65数码位移传感器，最小读数0.001 mm。挠度测点布置。挠度测点共5个，在底板等间距布置。

表1 控制截面的加载效率

图1 偏载工况加载布置图

图2 实体单元模型加载车布置

表2 偏载增大系数对比表

从表2中的数据可以看出，实体单元计算的偏载增大系数与实测偏载增大系数较接近，偏差值为8.3%、10.2%，而经验值与实测值、理论计算值相差较大，偏差值为26.2%、21.2%。

4 结论

这里以实桥荷载试验为背景，采用有限元软件建立该桥的实体单元模型，对比了偏载增大系数实测值、理论计算值和经验值，针对本例中的单箱多室宽箱梁，偏载增大系数取经验值1.15是不安全的。因此在单箱多室宽箱梁桥的设计应结合实体单元的分析结果，对偏载增大系数进行合理取值。

[1]姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社,1985.

[2]程翔云.桥梁理论计算[M].北京：人民交通出版社,1990.

[3]王勇,刘永健,唐小方.混凝土连续箱梁偏载系数简化算法研究[J].长沙交通学院学报,2006,22(3)：35-39.