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在一般的箱梁計算中,箱梁的縱向受力分析可以通過采用平面桿系有限元程序得到較好的解決,其計算結果也一致受到認可,而箱梁橫向受力分析受到縱向和橫向以及施工過程等的影響,一直未有特別好的行之有效的簡化分析方法。因此，對箱梁端隔墻的橫向計算進行探討具有一定的意義。由于箱梁橫截面相對縱向來說,剛度很小,對預應力的敏感度也很大,但總體來說箱梁的橫向計算與一個二端懸臂,中間腹板剛性連接的小跨度剛構有一些相似,預應力的配置原則與箱梁縱向基本一致。

關鍵詞：箱梁，端隔墻，橫向計算

在一般的箱梁計算中,箱梁的縱向受力分析可以通過采用平面桿系有限元程序得到較好的解決,其計算結果也一致受到認可,而箱梁橫向受力分析受到縱向和橫向以及施工過程等的影響,一直未有特別好的行之有效的簡化分析方法。在工程實例中,很多由于橫向設計上的不合理,導致箱梁出現裂縫,影響橋梁的安全性和使用性。因此，對箱梁端隔墻的橫向計算進行探討具有一定的意義。

1.箱梁截面的特點

一般混凝土箱梁截面無非由翼緣板、橋面板、腹板、底板幾部分組成。箱梁頂、底板除了承受法向荷載外,還承受拉、壓荷載,是一個多向的受力體系。頂板的法向荷載有自重、橋面活載和施工荷載,底板的法向荷載有自重和施工荷載。軸向荷載有橋跨方向上恒、活載轉換過來的軸向力,以及縱向和橫向預應力荷載。因此頂、底板除按板的構造要求決定厚度之外,還要考慮橋跨縱向方向上總彎矩等因素,過厚的頂、底板也會給結構體系自身帶來一些不必要的負擔。腹板數量的增加可在很大程度上減少橋面板的最大正負彎矩,同時,在構造上,頂、底板預應力鋼束也比較容易平彎到腹板上錨固,給預應力索的布置帶來一定方便。

2箱梁截面的受力分析

由于箱梁橫截面相對縱向來說,剛度很小,對預應力的敏感度也很大,但總體來說箱梁的橫向計算與一個二端懸臂,中間腹板剛性連接的小跨度剛構有一些相似,預應力的配置原則與箱梁縱向基本一致。

箱梁橫向計算除了考慮恒、活載軸重直接作用在頂板上的力外,還要考慮縱向主梁相鄰單元對截面的約束作用。該約束力的大小與主梁縱向剛度成正比,與截面的剛度成反比。現階段對于橫向簡化計算中,一般都沒去考慮這個作用,這對計算分析來說是偏保守的。

3箱梁截面的荷載分配

箱梁隔墻橫截面計算有別于一般普通截面,下面初步探討一下關于結構恒載(主要指結構自重、二恒)和活載在箱梁隔墻腹板力的分配問題。

(1)恒載計算：箱梁恒載、活載產生的順橋向力主要通過腹板傳至隔墻,然后再按照墩子-樁-大地的順序進行力的傳遞。如果腹板間距差異較大,邊腹板和中腹板分配的集中力大小也差別較大。對單箱單室而言,恒載可認為均分至兩側腹板,以豎向力的形式傳遞給橫梁(直腹板與斜腹板一樣)。對于曲線梁,特別是半徑相對較小的梁以及斜交角度比較大的梁,箱梁兩側腹板對力的分配相差比較大,應建立實體模型進行分析。對單箱多室截面,橫梁較長,橫梁對各腹板的彈性支撐效果比較明顯,橫梁的受力情況受到腹板布置位置,以及支座布置的影響比較大,以致各腹板對豎向剪力的分配也會存在較大差異。

(2)活載計算：箱梁活載部分主要來自車輛荷載,它主要由二部分組成:一是車輪直接作用在箱梁頂板產生的,該活載的分布以車輪寬度為準,按影響線進行分布,箱梁所受活載絕大部分由它組成；二是距計算斷面較遠的車輛軸載通過箱梁縱向腹板傳到斷面上的,此部分荷載占截面荷載的比重較小,而且這部分荷載的傳遞和分布也難考慮,設計時往往忽略這部分作用。計算時,主要把活載軸重按車輪有效分布寬度作用在箱梁截面上進行橫向加載模擬。

4實例計算

4.1主體結構設計

取40.0m簡支箱梁作為實例,計算跨度為40.0m,梁長41.5m。梁高2.8m。采用單箱三室截面,腹板間距分別為:6.6m、7.0m、6.6m。箱梁頂板寬29.0m,底板寬20.5m；外側懸臂板長3.5m,端部厚18cm,根部厚40cm；腹板厚度為50cm,邊隔墻處厚度增至75cm。端橫墻厚均為150cm,端隔墻處支座間距15.0m。橋面板橫向預應力采用4-ψs15.2鋼絞線,BM15-4型錨具,兩端張拉,間距50cm,錨下張拉控制應力為1302MPa；橫隔墻橫向預應力采用12-ψs15.2鋼絞線,錨下張拉控制應力為1302MPa。,橋梁采用主要技術標準如下。

(1)道路等級:城市道路Ⅰ級。(2)設計荷載:汽車活載:城-A級。(3)計算行車速度:60km/h。(4)橋面路幅寬度:0.5m(防撞墻)+0.5m(檢查走道)+0.5m(路緣帶)+10.75m(三車道)+0.5m(路緣帶)+3.5m(中央分隔帶)+0.5m(路緣帶)+10.75m(三車道)+0.5m(路緣帶)+0.5m(檢查走道)+0.5m(防撞墻),橋面全寬29.0m。(5)橋面坡度:橋面橫坡為1.5%雙向排水坡。

4.2結構計算

采用橋梁博士3.1.0程序對結構施工和成橋狀態各階段應力、強度、裂縫進行平面桿系分析。混凝土收縮、徐變引起的次內力按規范進行計算。

4.2.1計算模型建立

將箱梁橫向簡化成框架結構,支點在腹板下,按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTGD62-2004)》要求計算橋面板分布寬度,換算成每延米的荷載作用在框架上進行加載。全箱梁截面共分為56個橋面元單元和2個支座單元。挑臂翼緣單元按矩形截面輸入。

4.2.2施工階段模擬

（1）結構自重和橫向預應力張拉。（2）施加二期恒載:橋面鋪裝和防撞護欄以及支座部分剪力。重點考慮全橋通過腹板傳來的縱向剪力,此計算按照前面“荷載分配-橫向計算”中的第一種方法進行端隔墻處支座剪力的分配原則取值。取中腹板承擔剪力為邊腹板1.1倍考慮,此加載力相對較大,對隔墻橫向計算分析起著比較重要的作用。橋面鋪裝和防撞護欄按照計算取值進行加載。（3）運營階段。運營階段主要考慮活載的加載方法,通過車輪傳遞到板上的荷載分布寬度按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTGD62-2004)》中4.1.3進行計算,然后根據車輪荷載集度的大小計算出對應位置的值按折線形式的橫向分布系數進行加載。（4）荷載組合。按照《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004)第4章進行各荷載效應系數的取值,并對施工階段和成橋階段頂板應力、強度和裂縫進行檢算。

5結論

總之，端隔墻處由于各腹板分擔的剪力很大,支座與各腹板位置的相對位置關系(特別是單箱多室截面)將會在很大程度上影響預應力的布置,計算時對支座間距15.0m和11.0m進行比較計算,對計算有比較大影響,設計時應結合下部和上部具體情況來布置支座位置。