支座布置方式对混凝土斜交连续箱梁桥受力影响分析

支座布置方式对混凝土斜交连续箱梁桥受力影响分析

作者：李文涛

来源：《装饰装修天地》2016年第06期

摘要：针对混凝土斜交连续箱梁截面抗扭刚度大，弯扭耦合严重，钝、锐角侧支座反力分布不均，导致支座脱空、梁体位移等严重影响结构安全的问题，通过具体工程实例，建立梁格模型，分析不同支座布置方式和支座预偏心值对斜交连续箱梁内力分布的影响。总结出有效减小支座不均匀反力，改善梁体内力分布的方法，具有较好的工程设计参考价值。 关键词：混凝土斜交连续箱梁桥；梁格模型；支座布置方式；支座预偏心值； 引 言

受用道路总体线形的限制，桥梁在跨越河流、道路等障碍物时，不可避免的需要采用斜交的方式。早期斜交桥通常采用预制、多孔、简支的结构形式，近年来随着公路和城市交通事业的大力发展，出现了越来越多的斜交连续箱梁桥型。 一、斜交连续箱梁结构特点

斜交连续箱梁为整体箱室结构，具有截面抗扭刚度大、整体稳定性好、抗畸变能力强的特点，与其他类型斜交桥相比斜交箱梁桥具有以下几个特点：

1.截面抗扭刚度大，弯扭刚度比较一般多梁式预制结构要小，结构弯扭耦合现象更为严重。

2.反力分布特点，钝、锐角侧支座反力分布不均现象比多梁式预制结构严重，对于大斜度连续箱梁甚至会出现支座脱空现象。 二、支座布置形式的选择

斜交桥支座类型主要有两种：抗扭支座和单点铰支座。常用支座布置方式主要有： 1.两端边支座通常采用抗扭（双支座）的形式，可以有效提高主梁的横向抗扭性能，。 2.中墩常用支座形式有两种：一、抗扭（双支座）；二、单点铰支座，是一种非抗扭支座。此外对于斜度较大情况，为保证内力分布合理，避免支座脱空，还可在相邻抗扭支座钝角侧对单点铰支座设置预偏心。

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研究资料表明支座布置形式直接影响混凝土斜交续箱梁结构受力特性，为使其内力分布合理、减小钝、锐角支座反力差并保证结构整体横向稳定，有必要对支座布置方式及预偏心的设置进行研究，为类似工程设计提供参考和借鉴。 三、支座布置方式对混凝土斜交连续箱梁内力影响 1.工程概况

本文以某市一高架桥为工程背景，跨径布置为3x30m，与地面道路斜交，斜度为30°。上部结构采用现浇斜腹板预应力混凝土连续箱梁，梁高1.8m，桥面宽度9m，单箱双室。 2.计算模型

通过MIDAS有限元分析软件建立梁格模型进行计算分析，梁格模型如图1所示。 3.支座布置方式对结构内力的影响

为研究支座布置方式对斜交连续箱梁内力的影响，如图2所示，本文采用了2种不同的支座布置方式。

A型：桥梁各轴支座均采用抗扭（双支座）。

B型：桥梁两端边支座采用抗扭（双支座），中间支座采用单点铰支座。 1）支反力计算结果

从表1的计算结果可以看出，恒载作用下，采用A型支座布置时，边、中支座的反力差分别达71%，45%。改为B型布置时，边支座反力差减小为46%，中支座反力与A型支座反力合接近。活载作用下，无论是采用A型还是B型支座布置，对支反力的不均匀分布没有明显的改善，这可能是因为活载支座反力差主要是由车道荷载在加载时横向偏心造成的。 2）弯矩和扭矩计算结果

从表2，3的计算结果可以看出，恒载作用下，改为B型布置时，边支点负弯矩和中跨跨中正弯矩减小，边跨跨中正弯矩和中支点负弯矩增加，同时各截面扭矩也有所降低，而活载作用下，不同支座布置方式对结构各截面弯矩和扭矩影响不大。 4.支座预偏心对结构内力的影响

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从以上分析结果可以看出，虽然通过调整支座布置形式能够有效调整结构恒载反力和内力分布，但效果还有待提高，例如改用B型支座布置后，边支点反力差由71%下降至46%，还有改善的空间，下面通过设置中支点支座预偏心的方式来研究对结构内力的影响

分析模型采用B型支座布置，对两个中支座分别设置0，0.2，0.4，0.6m的支座预偏心，预偏心方向设置在相邻抗扭支座的钝角侧，支座预偏心布置方式如从图4计算结果可以看出，以边支座为例，支座预偏心值从0～0.6m，恒载作用下支座反力差从46%下降至1%，效果明显，但从计算结果还可以发现支座预偏心对中支点反力及活载作用下支反力的影响不大。 从表4的计算结果可以看出，恒载作用下，预偏心的设置，减小了边支点负弯矩和中跨跨中正弯矩，同时也增大了边跨跨中正弯矩和中支点负弯矩，而活载作用下，预偏心的设置对结构各截面弯矩影响不大。 四、结论

1.计算表明斜交连续箱梁边支点反力分布比中支点更加不均匀，设计时应着重考虑，防止边支点支座脱空。

2.中支点采用单点铰支座，可以改善恒载边支座反力分布和边跨扭矩分布，对弯矩也有一定影响，但对活载支座反力、弯矩和扭矩分布影响不大。考虑到混凝土斜交连续箱梁内力大多都是以恒载为主，通过调整支座布置方式改善结构内力具有积极的意义。

3.在调整支座布置不能完全满足设计要求的情况时，为了便于支座类型的选择，避免支座脱空，可对中间点铰支座设置预偏心，支座预偏心应设置在相邻抗扭支座的钝角侧，偏心值应通过程序试算，以平衡恒载扭矩为宜。 参考文献：

[1]黄平明.混凝土斜梁桥[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]依.西.汉勃来（E.C.Hambly）.桥梁上部构造性能[M].北京：人民交通出版社，1982. [3]范立础.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京：人民交通出版社， 2001.

[5]姜基建.斜交箱梁桥受力特性分析及实用计算方法研究[D].西南交通大学，2014. 作者简介：李文涛（1986-） 男，江西丰城人，硕士研究生，桥梁与隧道工程专业

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