簡(jiǎn)支鋼混組合梁新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能參數(shù)分析

王清泉 曹 沛 鄧青兒

（同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092）

0 引言

簡(jiǎn)支梁具有經(jīng)濟(jì)效益好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)近現(xiàn)代橋梁建設(shè)中占有重要席位。但是簡(jiǎn)支梁伸縮縫多，降低了橋面的平整性，車(chē)輛在伸縮縫處易出現(xiàn)“跳車(chē)”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車(chē)速度、安全和舒適性。此外，伸縮縫長(zhǎng)期承受汽車(chē)動(dòng)載，易損壞，養(yǎng)護(hù)困難，需要經(jīng)常更換。

為了解決上述問(wèn)題，20 世紀(jì)70 年代末，工程師提出了橋面連續(xù)的概念，即將相鄰兩跨簡(jiǎn)支梁橋面板（全部或部分）或橋面鋪裝連成一體代替伸縮縫構(gòu)造，這樣一來(lái)既能繼續(xù)利用簡(jiǎn)支梁的優(yōu)點(diǎn)，又能提高橋面平整性。80 年代日本開(kāi)始大規(guī)模采用橋梁無(wú)縫化技術(shù)來(lái)避免伸縮縫裝置的弊端，其中橋面連續(xù)是最經(jīng)濟(jì)可行的方式之一，通過(guò)選擇合適的橋面連續(xù)材料或設(shè)置人工縫來(lái)吸收、分散或誘導(dǎo)橋面連續(xù)的變形［1］。目前國(guó)內(nèi)大量空心板梁、T 梁及小箱梁等中小跨徑橋梁都采用了橋面連續(xù)構(gòu)造［2-3］。橋面連續(xù)構(gòu)造根據(jù)受力方式和施工工藝不同，分為鉸接式、剛接式和拉桿式。大量工程實(shí)踐表明，這樣的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)厚度小，整體性差，配筋少，很多情況下無(wú)法滿(mǎn)足受力要求，導(dǎo)致連續(xù)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、滲水，耐久性較差，增加了養(yǎng)護(hù)成本。

隨著組合梁的發(fā)展，橋面連續(xù)運(yùn)用于組合橋梁的工程實(shí)例也逐漸增多。簡(jiǎn)支組合梁的橋面連續(xù)典型結(jié)構(gòu)是以無(wú)粘結(jié)橋面連續(xù)DLS（Debond Link Slab）［4-6］為主，率先在歐美國(guó)家興起，主要處理方式是將橋面連續(xù)構(gòu)造作為橋面板的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，但DLS施工時(shí)需要澆筑母板，且破壞后容易導(dǎo)致鋼梁上翼緣腐蝕。

1 新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)

1.1 新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

筆者結(jié)合既存橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，以“構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力可靠、經(jīng)濟(jì)可行、耐久性好”為出發(fā)點(diǎn)提出了一種新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 橋面連續(xù)構(gòu)造示意圖Fig.1 Schematic of deck continous structure

在簡(jiǎn)支組合梁端部設(shè)置橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)。其無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度為L(zhǎng)c，板厚為hc，在無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置薄層低彈模材料。在橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置縱向抗裂鋼筋，在橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部設(shè)置長(zhǎng)度L0的過(guò)渡段，過(guò)渡段內(nèi)設(shè)置箍筋或加長(zhǎng)剪力釘，確保橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部與組合梁橋面板之間可靠連接和剛度勻順過(guò)渡。組合梁端部通過(guò)下凹鋼主梁來(lái)確保組合梁橋面板具有需要的厚度，以提供足夠的端橫梁橫向剛度，并為后澆的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)混凝土提供模板，同時(shí)保證運(yùn)營(yíng)階段橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后鋼梁的耐腐蝕性。

1.2 新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力分析

以下對(duì)本新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)在主要荷載作用下的受力模式進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

1.2.1 縱向位移作用下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力分析

橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)在汽車(chē)制動(dòng)力及整體溫度作用下，組合梁會(huì)產(chǎn)生整體縱向變形使得橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱向拉伸或者壓縮作用，其中縱向拉伸會(huì)導(dǎo)致橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)混凝土受拉開(kāi)裂，如圖2所示。

圖2 縱向位移下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)Fig.2 Deformation state of continuous deck structure under longitudinal displacement

1.2.2 梁端轉(zhuǎn)動(dòng)下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力分析

在恒載、收縮徐變、梯度溫度（混凝土橋面板和鋼主梁因膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致變形差）、車(chē)道荷載及不均勻沉降等作用下，簡(jiǎn)支組合梁端部產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)使橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)承受負(fù)彎矩而導(dǎo)致上表面開(kāi)裂。其中，當(dāng)結(jié)構(gòu)及作用對(duì)稱(chēng)時(shí)，組合梁端部轉(zhuǎn)角一致，則會(huì)產(chǎn)生如圖3 所示變形狀態(tài)，反之，則會(huì)產(chǎn)生如圖4 所示變形情況。此時(shí)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)主要承受彎矩，上翼緣受拉，下翼緣受壓。

圖3 對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)角下的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)Fig.3 Deformation state of continuous deck structure under symmetric rotation

圖4 非對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)角下的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)Fig.4 Deformation state of continuous deck structure under asymmetric rotation

2.2.3 局部輪載作用下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力理論分析

當(dāng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)下方為非剛性支承時(shí)（脫空或者彈性支承），車(chē)輪荷載作用下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)為兩端固結(jié)梁的受力模式。當(dāng)車(chē)輪作用在橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)跨中時(shí)，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)跨中下表面及端部上表面承受拉應(yīng)力而開(kāi)裂，如圖5所示。

圖5 局部輪載下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)Fig.5 Deformation state of continuous deck structure under local wheel load

綜上可知，在恒載、收縮徐變、車(chē)道荷載、梯度降溫、整體升溫、支座沉降等作用下，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)檩S向變形、梁端轉(zhuǎn)動(dòng)而承受軸拉力及負(fù)彎矩，導(dǎo)致表面開(kāi)裂，因此需要進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)確保其具有足夠的抵抗外力能力，控制裂縫發(fā)展。

2 新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

2.1 計(jì)算條件

現(xiàn)以匹配倒T 蓋梁的4×35 m 簡(jiǎn)支鋼混組合槽梁為研究對(duì)象，分析該新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力性能及主要影響參數(shù)。單跨簡(jiǎn)支梁梁長(zhǎng)35 m，計(jì)算跨徑為32.44 m，橋?qū)捜?.45 m，構(gòu)造及尺寸如圖6所示，支座布置如圖7所示。

圖6 簡(jiǎn)支鋼-混組合梁斷面布置圖Fig.6 Cross-section of simply supported steel-concrete composite beam bridge

圖7 支座布置圖及剛度取值Fig.7 Schematic of bearing layout and stiffness value

橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)分析時(shí)考慮的作用如表1所示。

表1 作用取值Table 1 Action Values

進(jìn)行橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮承載能力極限狀態(tài)（基本組合）及正常使用極限狀態(tài)（頻域及準(zhǔn)永久組合）驗(yàn)算。各作用組合的作用分項(xiàng)系數(shù)取值如表2所示。

新型簡(jiǎn)支-橋面連續(xù)鋼混組合梁施工過(guò)程如下：

（1）架設(shè)組合梁。鋼主梁自重及橋面板自重由簡(jiǎn)支組合梁體系承擔(dān)。

（2）施工欄桿。欄桿重量由簡(jiǎn)支組合梁體系承擔(dān)。

（3）施工橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)后施工鋪裝。橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)濕重及鋪裝由簡(jiǎn)支-橋面連續(xù)體系承擔(dān)。

2.2 計(jì)算模型

采用Midas Civil 2020 建立梁?jiǎn)卧Ｐ瓦M(jìn)行分析。組合梁采用雙單元模擬（混凝土橋面板+鋼主梁），單元間距1～1.5 m，不考慮橋面板與鋼主梁之間的滑移效應(yīng)，二者之間采用剛性彈簧單元連接；橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)處采用三單元模擬（橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)+混凝土橋面板+鋼主梁），單元間距0.1～0.15 m，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與組合梁之間采用僅受壓彈簧單元連接，可調(diào)節(jié)豎向支承剛度，水平向剛度為零，如圖8所示。

圖8 分析模型Fig.8 Schematic of analysis model

3 橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力影響參數(shù)分析

通過(guò)2.2節(jié)的簡(jiǎn)要分析可知，不同荷載作用下的新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力形態(tài)各異。橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力與其約束情況（即主梁對(duì)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的支承情況，主要指二者之間無(wú)粘結(jié)段長(zhǎng)度LC范圍內(nèi)的填充物所能提供給橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的豎向支承剛度）、無(wú)粘結(jié)段長(zhǎng)度及橋面板厚度相關(guān)?，F(xiàn)逐一對(duì)以上影響因素進(jìn)行分析。

3.1 橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與主梁間的豎向支承剛度

以無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度Lc=4 m、板厚hc=280 mm 的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，采用僅受壓彈簧單元模擬橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與組合梁之間的豎向支承，其豎向剛度在0～107kN/m 之間變化（即脫空到剛性支承變化），得到如圖9 所示的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)彎矩及軸力（除特殊說(shuō)明外，各內(nèi)力圖均取基本組合包絡(luò)最大值，下文同）與豎向支承剛度關(guān)系圖。

圖9 不同豎向支承剛度下的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖Fig.9 Stress state of continuous deck structure with different vertical bearing stiffnesses

由圖可知，①隨著橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與組合梁之間豎向支承剛度的變化，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力模式逐漸發(fā)生改變。隨著豎向支承剛度的增加，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部彎矩逐漸降低，跨中彎矩逐漸增大，變化拐點(diǎn)出現(xiàn)在橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)約1/4Lc處。②橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)軸力隨豎向支承剛度增加而增加，但變化不大?？傮w來(lái)看，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)以承受負(fù)彎矩為主，軸向受力較小，因此后續(xù)參數(shù)分析中僅針對(duì)彎矩項(xiàng)進(jìn)行。

現(xiàn)將以上豎向支承剛度下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)的基本組合下最大彎矩值匯總?cè)绫?所示。

表3 不同豎向支承剛度下的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)最大彎矩表Table3 Maximum moment of continuous deck structure with different vertical bearing stiffnesses

由表3 可知，①當(dāng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與組合梁之間脫空時(shí)，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部承擔(dān)的最大彎矩為1 122 kN·m；當(dāng)橋面連接結(jié)構(gòu)剛性支承于組合梁上時(shí)，在組合梁端部位置處的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的彎矩最大，達(dá)到1 930 kN·m，較支座脫空時(shí)增加了72%，說(shuō)明橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)不宜剛性支承于組合梁上。②通過(guò)調(diào)節(jié)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與組合梁之間的豎向支承剛度可以改變橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力模式。當(dāng)豎向支承剛度在104kN/m 左右時(shí)，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)彎矩較脫空狀態(tài)可降低約10%。③彈性支承與脫空條件相比對(duì)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力改善幅度有限。進(jìn)一步分析可知，隨著橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度的減小，上述改善邊際效應(yīng)更小。

考慮到彈性支承時(shí)需采用邊界非線性方法進(jìn)行分析，對(duì)于工程設(shè)計(jì)而言過(guò)于復(fù)雜。此外，尋找合適的彈性支承材料及其施工均有難度，且彈性材料容易老化失效，因此考慮橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與主梁之間脫空來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)便有效。

3.2 無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度

考慮橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)豎向脫空，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)板厚度取280 mm，研究無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度2～6 m 下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力情況。以邊跨與次邊跨之間的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析。不同荷載作用下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)彎矩如圖10所示。

圖10 各項(xiàng)荷載作用下不同無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)彎矩圖Fig.10 Moments of continuous deck structure with different unbonded lengths under various loads

由圖10 可知，①在上述各項(xiàng)荷載作用下，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部受力均大于跨中受力，基本組合作用下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)負(fù)彎矩，結(jié)構(gòu)上表面受拉，下表面受壓。②恒載及車(chē)道荷載作用下，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部彎矩隨著無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度增加先降低后反向增加，拐點(diǎn)出現(xiàn)在無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度為3～4 m時(shí)（即為相鄰跨徑之和的5%左右）；跨中彎矩隨無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度增加而降低。當(dāng)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度較小時(shí)，梁端轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力影響起主導(dǎo)作用；當(dāng)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度增加到一定程度后，由于無(wú)粘結(jié)段在自身恒載及車(chē)輪集中力作用下的效應(yīng)明顯，導(dǎo)致端部負(fù)彎矩增加幅度較大。③收縮徐變、溫度及沉降作用下，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)整體彎矩隨著無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度的增加而減小，變化幅度與無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度近似呈線性關(guān)系。④不同無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度下的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力中，恒載、車(chē)道及溫度起主導(dǎo)作用，三者占到總體受力的80%～95%，其中，恒載作用占總體受力的10%～25%，隨無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度增加而增大，主要是跨徑增大后其自重作用效應(yīng)比重加大；車(chē)道作用占總體受力的45%～55%；溫度作用占總體受力的15%～20%。

經(jīng)分析得知：橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)承載能力不控制設(shè)計(jì)，以下僅對(duì)抗裂計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)上表面采用束筋?28 mm@150 mm，下表面采用單層配筋?28 mm@150 mm，得到不同板厚的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)裂縫寬度，如表 4所示。

由表4 可知，無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度并非越長(zhǎng)越好。從受力角度來(lái)看，無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度Lc取3～4 m 為宜（即為相鄰跨徑之和的5%左右），此時(shí)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)端部的彎矩及裂縫寬度相對(duì)較小。繼續(xù)增加無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度無(wú)任何實(shí)際意義。但工程設(shè)計(jì)中，特別是城市高架橋梁建設(shè)，考慮到環(huán)保、噪音污染等因素，常常不希望混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑量過(guò)多，一般無(wú)法做到5%相鄰跨徑之和的無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度，因此也可考慮適當(dāng)減小無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度，適度增加配筋的方式來(lái)設(shè)計(jì)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)。

表4 不同無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的裂縫寬度Table 4 Crack widths of continuous deck structure with different unbonded lengths

3.3 橋面板厚度

考慮橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)豎向脫空，無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度取3 m 及4 m，分析對(duì)比板厚200～320 mm 時(shí)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力情況。以無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度為4 m 時(shí)的邊跨與次邊跨間的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)為例，不同荷載作用下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)彎矩如圖11所示。

由圖11 可知，不同荷載作用下，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)承受的彎矩隨板厚的增加而增加。對(duì)不同板厚的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗裂計(jì)算，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)上表面采用束筋?28 mm@150 mm，下表面采用單層配筋?28 mm@150 mm，得到不同板厚下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)裂縫寬度，如表5所示。

表5 不同板厚下橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的裂縫寬度Table5 Crack widths of continuous deck structure with different thicknesses

對(duì)比表5 中裂縫寬度數(shù)據(jù)可知，①通過(guò)增加橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)厚度可有效提高橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的抗裂性，但橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)板厚也有合理取值，當(dāng)超過(guò)一定程度后，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力增加的幅度大于自身抗力反而對(duì)其抗裂計(jì)算不利；②無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度不同，匹配的合理橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)板厚不同，因此在工程實(shí)際時(shí)需要針對(duì)不同無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理板厚分析，以便得到最優(yōu)組合。以本算例為例，當(dāng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度取3 m 時(shí)，對(duì)應(yīng)厚度取240 mm為最佳組合；當(dāng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度取4 m時(shí)，對(duì)應(yīng)厚度取280 mm為最佳組合。

4 橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)對(duì)簡(jiǎn)支組合梁整體受力的影響分析

以35 m 簡(jiǎn)支組合梁及4×35 m 簡(jiǎn)支-橋面連續(xù)組合梁為例，取橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度2～6 m、板厚280 mm，分析簡(jiǎn)支-橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的受力與簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)體系的受力差距，從而判斷橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置對(duì)簡(jiǎn)支組合梁的影響程度。圖12為不同無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度下的簡(jiǎn)支組合梁在跨中位置的作用效應(yīng)圖（其中，無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度為0 表示橋面不連續(xù)）。

圖12 不同橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)對(duì)簡(jiǎn)支組合梁影響Fig.12 Effects of different continuous deck structures on simply supported composite girders

分析圖12 及表6 可知，無(wú)論是從受力角度還是變形角度來(lái)看，當(dāng)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度小于4 m 時(shí)（即為相鄰跨徑之和的5%以下），設(shè)置橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)后對(duì)簡(jiǎn)支梁的跨中受力起到了卸載作用，提高了結(jié)構(gòu)整體性，使得組合梁橋面板頂應(yīng)力及鋼主梁底應(yīng)力降低了2%～5%，活載變形減小了7%～16%。但隨著無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度的增加，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)適應(yīng)變形能力增強(qiáng)，其約束作用降低，對(duì)簡(jiǎn)支梁受力影響變小。本算例中，當(dāng)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度到6 m 時(shí)，設(shè)置橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與否對(duì)簡(jiǎn)支梁受力已基本無(wú)影響。但總體來(lái)看，合理無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)對(duì)簡(jiǎn)支組合梁受力影響均較小，簡(jiǎn)支組合梁整體設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的影響。

表6 不同無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度下的簡(jiǎn)支組合梁跨中效應(yīng)Table 6 Mid-span effect of simply supported composite beams with different unbonded lengths

5 結(jié)論

本文提出了一種新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，旨在克服傳統(tǒng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的弊病，讓橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、受力更可靠、耐久性更好、經(jīng)濟(jì)性更佳，具有較強(qiáng)的工程推廣應(yīng)用價(jià)值。筆者對(duì)該新型橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了桿系簡(jiǎn)化模型計(jì)算分析，得到了如下主要結(jié)論：

（1）橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)與主梁之間的豎向支承剛度對(duì)其受力模式影響較大。兩者之間剛性接觸時(shí)，在組合梁梁端與橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)接觸位置會(huì)產(chǎn)生較大的集中彎矩；通過(guò)調(diào)節(jié)豎向支承剛度可以適當(dāng)優(yōu)化橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力，但從作用組合效應(yīng)結(jié)果來(lái)看，效用有限，建議橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用脫空進(jìn)行。

（2）無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度是影響橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力的重要因素。隨著無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度的增加，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力先降低后增加，說(shuō)明無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度并非越長(zhǎng)越好。從受力角度來(lái)看，無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度取相鄰跨徑之和的5%左右較為適宜，但綜合考慮工程實(shí)際，可適當(dāng)提高配筋率減小無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度以降低混凝土的現(xiàn)場(chǎng)澆筑量，提高施工綜合效益。

（3）控制其他變量相同，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)受力隨著其板厚的增加而增大。結(jié)合鋼筋混凝土構(gòu)件抗裂計(jì)算可知，找到橋面板連續(xù)結(jié)構(gòu)受力與抗力平衡，是其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。以35 m 跨徑典型中小跨徑簡(jiǎn)支組合梁為例，當(dāng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度取3 m 時(shí)，對(duì)應(yīng)厚度取240 mm 為最佳組合；當(dāng)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度取4 m 時(shí)，對(duì)應(yīng)厚度取280 mm為最佳組合。

（4）橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)置與否對(duì)簡(jiǎn)支梁整體受力影響有限，簡(jiǎn)支梁整體設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的影響。

（5）本文通過(guò)參數(shù)分析論證了可以通過(guò)選擇合理的構(gòu)造尺寸、加強(qiáng)配筋的方式來(lái)設(shè)計(jì)中小跨徑的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，從而使其裂縫寬度控制在工程允許范圍內(nèi)。需要注意的是，本文未對(duì)橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體分析和試驗(yàn)研究，對(duì)其空間受力模式、疲勞性能和具體的設(shè)計(jì)方法等缺乏數(shù)據(jù)支撐，這些研究工作將在今后陸續(xù)開(kāi)展。