大悬臂脊骨梁横向荷载分布的参数分析

李佳津,朱 玉,胡志祥,陈 亮,张佩纶,黄 俊

(1.合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009; 2.安徽省交通控股集团有限公司,安徽 合肥 230088)

脊骨梁是一种小箱梁、大悬臂的新型桥梁结构,常用于城市高架桥[1]以及公路桥梁。例如:西班牙阿拉米略大桥,主梁为下承式钢-混凝土组合截面脊骨梁,悬臂长12 m,整体桥宽约30 m[2];长沙市洪山大桥横向悬臂长13 m,桥宽约33 m,箱室宽度仅占桥宽的1/5,为当时国内箱梁的最大悬臂长度[3]。

大部分脊骨梁工程都是根据经验设计的,其各项力学性能成为研究的热点。文献[4-6]对脊骨梁实例进行了剪力滞效应计算,发现脊骨梁比其他箱梁的剪力滞效应更明显;文献[7]对曲线脊骨梁进行了多工况计算,认为设计时可以直代曲;文献[8]对波形钢腹板脊骨梁托梁翼缘板的屈曲稳定进行了分析,进而对波形钢腹板翼缘板的屈曲应力公式进行了修正。此外,脊骨梁的横向受力也受到了很大关注,其桥面板在局部荷载下的荷载横向分布在工程设计中十分重要,值得研究。文献[9]研究了芜湖长江二桥恒载及多种活载组合下横向应力分布规律,发现托梁部分的横向应力状态较为复杂,在托梁所在处存在应力集中;文献[10]也指出,设置托梁,计算其大悬臂桥面板的横向荷载时不能按现行规范关于悬臂板有效分布宽度的规定取值。

目前对脊骨梁荷载分布规律进行参数分析方面的研究较少。本文对不同桥面板厚度、托梁纵向间距组合下的大悬臂脊骨梁进行了参数分析,用最小二乘法对分布系数进行拟合,得到受载节段根部截面的剪力、弯矩及轴力的分布规律。……