影响线在桥梁盖梁计算中的应用

韩福涛 丁 宁

影响线在桥梁盖梁计算中的应用

韩福涛 丁 宁

柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式之一，一般由基础之上的承台、桩柱式墩身和盖梁组成。盖梁是桥梁上部结构的传力构件，承担的恒载主要有盖梁自重、上部结构自重及铺装等，承担的活载主要有汽车荷载及人群荷载等。恒载一般比较容易确定，笔者在此主要讨论盖梁活载的计算与简化。活载通过支座传递到盖梁上，必须确定汽车荷载在横桥向的最不利布置。首先，可根据所计算盖梁处上部结构支反力影响线确定汽车荷载最大支反力；其次，根据盖梁内力影响线决定汽车荷载最不利横向布置。

一、算例

某双向行驶多跨连续桥面简支梁桥，标准跨径16m，计算跨径15.5m。设计荷载为公路-Ⅰ级，汽车荷载冲击系数μ=0.225。桥面净宽为：净（7+2×0.75）m。上部结构采用5片T型主梁，主梁间距1.5m。梁下设板式橡胶支座。桥梁下部结构采用双柱式墩，计算简图见图1。盖梁宽度1.2m，桥墩中心线间距5.2m。

1.计算中间桥墩盖梁支座截面处由汽车荷载产生的最大剪力标准值

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.1条，汽车荷载的车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。公路-Ⅰ级，均布荷载q=10.5kN/m，集中荷载根据计算

跨径内插得Pk=180+（15.5-5）/（50-5）×（360-180）=222kN。

一个车道荷载引起的支座反力最大值，如图2所示，汽车加载长度取2孔加载。

故一列汽车每排轮压为P/2= 537.387/2=268.69kN。

2.绘制盖梁支座截面处节点荷载作用下的剪力影响线（如图3）

汽车荷载的最不利横向布置系数ηi计算如下：

3.绘制盖梁跨中截面弯矩影响线（如图4）

汽车荷载的最不利横向布置系数ηi计算如下：

求出以上内力后，即可按照混凝土构件配置受弯钢筋和箍筋（含弯起钢筋）。

二、墩柱支承宽度影响的考虑

由于支承盖梁的墩柱面积较大，简化成点支承使盖梁内力计算偏大而显得太保守，所以应考虑支承宽度影响。

1.负弯矩削峰

在计算盖梁柱顶截面负弯矩时，可采用负弯矩包络图在柱顶处削峰的方法减小负弯矩值。支承宽度对内力的影响除与柱宽有关外，还与盖梁的跨度、高度和宽度有关，考虑因素比较复杂。在实际设计时，方形柱可取峰值处0.9b（b为柱宽）宽度时对应的弯矩值，圆形截面柱可换算为边长等于0.8倍直径的方形截面柱。

2.正弯矩减小跨径

在计算简化为双悬臂简支梁或连续梁跨中正弯矩时，采用减小跨径的方法来考虑支承宽度的影响，跨径可取为计算跨径减去0.9b。

图1 计算简图（单位：mm）

图2 反力影响线

图3 剪力影响线

图4 弯矩影响线

三、小结

桥梁设计中，盖梁是联结上部结构和下部结构的重要传力构件，它将上部结构各片主梁由恒载和活载引起的支点反力传递到下部结构。在实际工作中，笔者注意到有些设计人员错误理解了盖梁的传力作用，采用不正确的简化算法，计算结果误差较大。有以下几点可供读者思考：

（1）由于汽车荷载的轮压不是直接作用在盖梁上面，而是通过设置在盖梁上的固定支座来传递的，汽车荷载可以横桥向左右移动，因此支座集中反力的大小是变化的，但是其作用点位置是固定的。

（2）作出盖梁控制截面的内力影响线，此时可将汽车荷载布置在最不利位置处，从而求出内力的最不利效应。

（3）两车道及以上时，还应考虑荷载横向折减系数ζ。

通过上面的算例，笔者列出了盖梁支座处最大剪力和跨中最大弯矩的计算过程，为盖梁设计提供了依据。该例也可供工程技术人员在已建成桥梁内力复核时参考应用■

（作者单位：中水淮河规划设计研究有限公司 233001）

（专栏编辑：张 婷）