單（雙）支座簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋單獨(dú)荷載作用效應(yīng)研究

李曉博 孫學(xué)先 劉真

【摘要】簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋主要有單支座、雙支座兩種支撐形式，兩種支撐形式的受力特點(diǎn)各有不同。以往的分析多針對單雙支座在不同荷載組合下作用效應(yīng)不同進(jìn)行分析，本文基于科盧韋齊簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋主要對雙支座簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋、單支座簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋在單獨(dú)荷載下的作用效應(yīng)進(jìn)行了對比分析研究，發(fā)現(xiàn)雙支座簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋荷載對非加載跨作用相比單支座的大大減小。

【關(guān)鍵詞】簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋；單支座；雙支座；單獨(dú)荷載

1. 研究背景

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋[1]作為一種特殊的連續(xù)梁橋其支座布置形式一般有單支座、雙支座兩種形式。針對不同的荷載，兩種支座形式的作用效果不盡相同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋由于其特殊的施工順序，從施工到營運(yùn)主要可分為兩個階段：預(yù)制簡支構(gòu)件的安裝架設(shè)（簡支階段）；內(nèi)支座區(qū)域現(xiàn)澆濕接縫混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋后期張拉形成完整的連續(xù)結(jié)構(gòu)（連續(xù)階段）。簡支階段承受的是本身自重和前期預(yù)應(yīng)力以及施工荷載等；連續(xù)階段還要承受后期恒載、車輛荷載、以及使用階段的其他可變荷載等后期荷載。因此，先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力與簡支梁或完全的連續(xù)梁有較大差別 [2]。由簡支到連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換使得其受力性能介于簡支梁橋與連續(xù)梁橋之間。

單（雙）支座簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋有著不同的受力特點(diǎn)，如雙支座情況下簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋會出現(xiàn)支座脫空[4]的現(xiàn)象，而單支座情況下一般不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。單（雙）支座在不同荷載組合[5]作用下有著不同的規(guī)律。簡支轉(zhuǎn)連續(xù)中使用單支座或者雙支座對整體結(jié)構(gòu)受力有一定影響， 運(yùn)用雙支座時能夠改善主梁的受力，雙支座在施工中更方便、快捷， 省略了臨時支座的安裝、拆除過程。但雙支座受支座脫空及溫度的影響變化幅度極大，同時在支座脫空處撓度變化發(fā)生了反向，對結(jié)構(gòu)受力反而不利 [6-7]，并沒有一個統(tǒng)一的規(guī)律。本文試圖通過研究單一荷載作用下的單（雙）支座簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋的受力性能來尋找一個具有一般性規(guī)律的結(jié)論。

本文取科盧韋齊大橋四跨一聯(lián)（4×50m）部分作為研究對象。

2. 對比分析

2.1 荷載工況

采用邁達(dá)斯/MIDAS[8-9]對全橋四跨一聯(lián)部分取單片梁（雙支座）進(jìn)行建模分析，同時建立單支座模型進(jìn)行受力對比分析。

選擇以下荷載工況分別進(jìn)行對比分析，車道荷載取乘以橫向分布系數(shù)[10]0.6466后的值：

工況一：恒載（重力荷載+二期恒載+預(yù)應(yīng)力荷載）；

工況二：第一跨滿布車道荷載（均布荷載6.79kN/m+跨中集中荷載232.78kN）；

工況三：第二跨滿布車道荷載（均布荷載6.79kN/m+跨中集中荷載232.78kN）；

2.2 恒載作用對比

將單、雙支座模型在恒載作用下前兩跨彎矩、撓度變形值提取并繪制折線圖：

圖6恒載彎矩對比圖

圖7恒載撓度對比圖

通過以上兩圖觀察觀察分析，連續(xù)梁橋無論采用單支座模型還是雙支座模型在恒載作用下橋梁的彎矩、撓度變形都相差不大。

2.3第一跨滿布車道荷載作用對比

將單、雙支座模型在第一跨滿布車道荷載作用下前兩跨彎矩、撓度變形值提取并繪制折線圖：

圖8第一跨滿布車道荷載彎矩對比圖

圖9第一跨滿布車道荷載撓度對比圖

通過對以上兩圖的分析，布置雙支座相比布置單支座除可以有效減小橋跨彎矩及撓度作用外。對于非加載跨第二跨的彎矩作用，布置雙支座時僅為318.84 （57.5m處），而布置單支座時達(dá)到了1928.06 ，布置雙支座減小到單支座的16.5%。對于非加載跨的撓度作用，布置雙支座時僅為0.7mm（68.75m處），而布置單支座時達(dá)到了5.4mm，布置雙支座減小到單支座的12.5%。從圖中也可看出布置雙支座時對于非加載跨作用極小，說明布置雙支座相比布置單支座可以大大減小對非加載跨的作用。

2.4第二跨滿布車道荷載作用對比

將單、雙支座模型在第二跨滿布車道荷載作用下前兩跨彎矩、撓度變形值提取并繪制折線圖：

圖10第二跨滿布車道荷載彎矩對比圖

圖11第二跨滿布車道荷載撓度對比圖

通過對第二跨滿布車道荷載的分析，發(fā)現(xiàn)第二跨加載與第一跨加載有著相似的規(guī)律。對于非加載跨第一跨的彎矩作用，布置雙支座時僅為182.25 （42.5m處），而布置單支座時達(dá)到了1514.42 ，布置雙支座減小到單支座的12%。對于非加載跨的撓度作用，布置雙支座時僅為0.6mm（25m處），而布置單支座時達(dá)到了5.1mm，布置雙支座減小到單支座的11.6%。從圖中也可看出布置雙支座時對于非加載跨作用極小，說明布置雙支座相比布置單支座可以大大減小對非加載跨的作用。

結(jié) 論

通過以上的對比分析可以發(fā)現(xiàn)：對于汽車活載，布置雙支座相對布置單支座能夠減小彎矩及撓度效應(yīng)，布置雙支座對于減小荷載對非加載跨作用效應(yīng)的能力大大優(yōu)于布置單支座。

因此我們可以得出結(jié)論，布置雙支座（相對于布置單支座）可以大大減小荷載對非加載跨的作用效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)