梁格法与单梁法计算曲线箱梁的对比分析

陈启瑞

摘   要：本文对实际工程项目中的弯桥分别使用梁格法、单梁法分析桥梁内力，并给出计算结果。通过对比分析，给出结论，旨在为今后弯桥计算提供参考。

关键词：弯桥;梁格法;单梁法;桥梁内力;对比分析

1  前言

弯桥在我们实际工程项目中经常遇到，它受力复杂，分析方法有以下几种：空间梁单元法、板壳元法、梁格法、三维实体元法。空间梁单元法计算误差比较大，板壳元法需要整理大量的输入输出数据容易出错用起来很不方便，三维实体元法比较复杂在工程实际中不经常使用，而梁格法在分析弯桥中更为有效，一般采用梁格法对弯桥的结构分析进行整体控制。那么我们常使用的空间梁单元法和梁格法两种桥梁方法在计算弯桥时的结果到底相差多大，为了满足工程上的要求，满足我们设计者的需要，我们选择哪种计算方法更为科学，更为妥善。本文针对工作中遇到的某项目的匝道桥进行内力分析，希望对从事桥梁设计工作的同仁们能有所帮助。

2  工程简介

大连市某工程的匝道桥为3×20m单箱单室普通钢筋混凝土连续箱梁桥，桥面宽8m，平曲线半径为70m，顶底板厚0.2m，腹板厚0.5m，梁高1.3m。

3  模型建立与结果对比分析

桥梁设计就是对结构进行配筋设计，配筋的依据就是桥梁的内力图，用单梁法和梁格法计算比较的目的就是比较两种方法下的内力图。而弯桥又涉及支座脱空的问题，所以支反力也是弯桥的重要计算内容。下面按单梁法、梁格法计算在恒载和汽车荷载下边跨跨中、中支点、中跨跨中的弯矩与边支座、中支座的反力。

3.1 单梁法

用midas建立梁单元模型，按实际情况模拟梁单元和支座。计算内力时需要除以2然后与梁格法的计算结果比对;在计算支反力的时候，直接与梁格法的计算结果进行比较即可。

3.2  梁格法

梁格法的主要思路是考虑横梁的作用，由横纵梁组成的空间梁格来模拟桥梁受力。划分梁格有两种方法，按腹板划分和按顶底板划分，该模型为单箱单室箱梁，不涉及这个问题，按中心线划分成梁格主梁即可。用midas建立梁格模型，按实际情况模拟梁格主梁、横梁和支座。

3.3   结果对比分析

由梁格法與单梁法计算结果可知，在恒载下，由于曲线的内外弧长不同而产生的偏载对桥梁内力产生10%的影响，而对支反力影响很小;在汽车荷载下，桥梁内力相差10%左右，而对于支反力，由于支座的拉力本身数值不大，可以近似认为支反力相差不大。梁格法与单梁法比，计算结果更精确，更保守。

4  结论

本文使用midas对匝道桥梁分别使用梁格法、单梁法分析桥梁内力。通过比较，在计算桥梁内力时无论是恒载下还是汽车荷载下，单梁法都不够精确，与梁格法结果相差10%左右，应该使用梁格法进行内力分析;在计算支座反力时，在恒载和汽车荷载下单梁法计算结果与梁格法计算结果相差不大，可以使用单梁法进行分析提取支座反力。

与本桥不同桥宽、不同跨径、不同曲线半径、不同支座布置的桥梁在使用单梁法与梁格法分析时是否还适用该结论，还待同行者的进一步研究和总结。

参考文献：

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