多柱式盖梁的电算方法.pdfVIP

增刊 辽宁交通科技 ·131· 多柱式盖梁的电算方法 田野王吉英李亚木 王永财 (辽宁省交通勘测设计院，沈阳110005)(鞍山市公路工程质量监督站，鞍山112001) 摘要在沈大高速公路改扩建工程中，存在着大量的四柱式甚至五柱式盖梁，为了快速、准确地计算 这些多柱式盖梁，本文提出了一种精确的电算方法：根据用户输入的设计数据，将上部结构和墩台盖梁自动 离散化为有琅元模型。计算上部结构反力和盖梁内力及位移的影响线，然后在上述影响线上进行纵桥向和横 桥向的动态加载，得到盖梁的最不利荷载效应。 关键词多柱式盖梁 有限元 自动建模影响线横向分布动态加载 1概述 内力值也可能偏小。 1．1盖梁的常用计算方法及其局限性 1．2本文提出的盖梁电算方法 柱式墩台在高速公路桥梁上有着广泛的应用。 在沈大高速公路改扩建工程中，存在着大量的 在传统的双向四车道高速公路桥梁上，以双柱或三 四柱式甚至五柱式盖梁，为了快速、准确地计算这些 柱式墩台最为常见，盖梁的常用计算方法大体上可 多柱式(区别于传统的双柱或三柱式)盖梁，本文提 分为三种： 出了一种精确的计算方法：根据用户输入的设计数 (1)手册法(以公路桥涵设计手册——墩台与据，将上部结构和墩台盖梁自动离散化为有限元模 基础为代表)：在计算支点负弯矩时，采用非对称活 型，计算上部结构的反力和盖梁内力影响线，然后在 载与恒载的反力，活载的横向分布采用偏心受压法 上述影响线上进行纵桥向和横桥向的动态加载，得 计算；在计算跨中正弯矩时，采用对称活载与恒载的 到盖梁的最不利荷载效应。本方法综合考虑了跨中 反力，活载的横向分布采用杠杆法计算。这是一种 荷载横向分布和支点荷载横向分布对盖梁内力的影 传统的计算方法，一般仅适用于双柱式盖梁的计算， 响，在计算精度上达到了较高的水平。由于采用了 对于三柱以上的盖梁，其计算结果是不可靠的。 自动建立有限元计算模型的方法，本方法可计算任 (2)影响线法：将盖梁作为双悬臂的简支梁或 意柱数的盖梁，上部结构既可以是简支的，也可以是 连续梁计算，首先从公路桥涵设计手册——基本资 连续的。本方法已在辽宁省交通勘测设计院开发的 料中查出盖梁的内力影响线，然后人工地在内力影 柱式墩台计算程序中得到实现。 响线上布置活载。这种方法可以计算三柱以上的盖 2计算原理和主要计算过程 梁，但计算过程非常繁锁，若考虑活载通过支座传递 采用有限元法计算荷载的作用效应。首先编制 给盖梁，则计算的工作量会大大增加。 有限元法计算模块，该模块具备以下功能：能处理计 (3)电算法：有的桥梁计算程序可以进行横向 算二维的梁单元；能处理支座单元，支座单元具有抗 加载计算，可以利用这项功能计算盖梁，但是若不能 压刚度、抗剪刚度，无抗弯刚度；梁单元的刚度矩阵 正确模拟活载通过支座传递给盖梁的过程，其计算 中含剪切应变的影响；能处理节点力、单元上的集中 精度仍然较低。 力和分布力；能计算多工况的荷载，以便生成影响 以上三种计算方法除了其各自的缺陷外，还有 线。然后按照下列步骤计算。 一个共同的缺点——不能根据荷载在纵桥向、横桥 2．1建立盖梁模型 向的不同位置采用适当的方法计算横向分布，故其 (1)在盖梁的两端、盖梁的截面高度变化处、柱 计算结果是不准确的，一般情况下，计算出的内力值 中心处、柱宽度边缘处(圆柱宽度等效为0．8d)、相 较真实值偏大，有些