铁路简支槽形梁横向抗弯设计方法研究

田 卿，刘 丹，戴公连

(中南大学土木建筑学院，长沙 410075)

1 概述

预应力混凝土槽形梁是一种下承式受弯构件，主要由桥面板、主梁及端横梁等部分组成。

列车荷载作用在桥面板上，由于单向板作用，荷载主要沿横向传递至两侧主梁，再沿纵向传递至两端支座，所以桥面板厚度直接取决于横向抗弯设计[1-3]。由于桥面板支承在主梁和端横梁上，板端受到弹性约束[4]，使其受力特征介于简支和固端二者之间，必须考虑整体作用才能准确描述其横向受力。一般能考虑槽形梁整体作用的研究方法包括:函数解法[1]、加权余量法[5]、梁格模型[6]、梁-板空间有限元模型[7，8]、空间板壳模型[9]、三维实体有限元模型[4，10]以及试验模型[3，10-12]，这些方法都可以在一定范围内解决横向设计问题，但较为繁琐或成本较高。因此，对于常规槽形梁，日本、前苏联以及我国均提出了简化算法。

结合在建的沅江特大桥——48 m铁路预应力混凝土简支槽形梁，采用三维实体有限元整体模型分析其横向受力，与简化计算方法作对比，探讨简化方法的适用性及改进意见，并给出对于类似简支槽形梁的设计建议。

2 结构方案介绍

本桥为普通铁路高架桥，如图1所示。跨径48 m，全长49.2 m，单线，有砟，截面为直墙式，桥面等宽。桥面板厚0.55 m，端横梁厚0.8 m，纵向长2 m。跨中腹板厚0.4 m，端部加厚至0.73 m。设置了3 m渐变段，截面由跨中到支点的所有变化均在此渐变段内完成。

图1 48 m槽形梁方案横截面(单位:cm)

3 横向弯矩分析

3.1 简化计算方法

3.1.1 桥面板简化计算方法……