黄陈军
(株洲市公路管理处，湖南株洲 412007)
摘 要：在框架桥底板两端虚拟设置2个支座，运用桥梁博士软件，通过试算调整底板的受力，使2个虚拟支座的反力为零，从而计算出框架桥的内力。文中举例说明了该计算方法。 关键词：桥梁；钢筋砼框架桥；支座；内力
中图分类号:U448.34 文献标识码:B 文章编号:1671-2668(2006)03-0147-02
钢筋砼框架桥的受力与一般桥梁既有共同点又有不同之处，最大的不同点是结构的支承，一般桥梁均有明确的支承，而钢筋砼框架桥是作为一个整体支承在地基上。因此，运用桥梁博士软件计算钢筋砼框架桥内力时需要解决支座问题。
另外，钢筋砼框架桥内力计算时，确定汽车荷载对框架桥顶板的影响也非常麻烦。一般，框架桥上覆土较厚时，可将汽车荷载等代换算成覆土厚度，但如果覆土较小，这样的等代换算误差将较大。 为解决上述两个问题，本文引用一实例，运用桥梁博士软件，采用渐进法计算钢筋砼框架桥内力。
1 某钢筋砼框架桥的基本资料
1)框架桥顶的覆土厚度为0.5m (即路面结构厚度)。
2)汽车荷载：城-A 。
3)框架桥两侧土的有效内摩擦角<=35°。4)土的容重γ=18kN/m 3。5)钢筋砼的容重γ=25kN/m 3。
该框架桥的构造尺寸见图1
。
图1 框架桥构造示意图(单位:cm )
2 框架桥的节点及单元划分
根据桥梁博士软件的计算方法，首先必须将结构划分为单元。本算例中，单元的宽度按一节箱体10.8m 考虑(即3个车道宽度)。单元及节点的划分见图2。单元划分时，将1～13号单元(即框架桥的顶板)划分为桥面单元，其余划分为非桥面单元。这样，软件计算加载时自动将汽车荷载加到1～13号单元，而其余单元则不加载汽车荷载。该框架桥共划分为40个单元，节点号为1～44
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图2 框架桥节点及单元的划分(单位:cm )
3 框架桥荷载的确定
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3.1 汽车荷载
根据桥梁博士软件，汽车荷载根据单元的性质
可直接加载到框架桥上。由于覆土厚度较小(0.5m )，因而偏安全地将汽车荷载直接加载至单元上，而不是将汽车荷载换算成土层厚度。3.2 框架桥顶板土力
顶板土力q 1=18.0×0.5×10.8=97.2kN/m 3.3 框架桥侧板土压力
根据框架桥变形限制，土压力采用静止土压力
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41 公 路 与 汽 运
总第114期 H i g hw ays &A utomotive A p plications
公式计算:
P 0=K 0γ×Z
式中:K 0=0.95-sin <=0.376;<；为土的有效内摩擦角;Z 为框架桥侧板距土层顶高度，土层顶高度包括汽车荷载换算成的等代均布土层厚度。3.4 框架桥底板支撑力
如果采用通常的计算方法，一般不需要计算底板支撑力，而是把框架桥底板作为弹性地基约束输入约束系数，约束系数根据土基系数计算。
桥梁博士软件只能用于有约束几何体的计算，且该几何体必须保持不变。这就要求框架桥必须有支座的约束。但框架桥靠其底板均匀支撑在地基上，不存在支座的约束。因此，既要计算框架桥底板的支撑力，又要反映框架桥底板的实际受力情况，还要满足桥梁博士软件的计算条件。
针对这一问题，可采用渐进法计算框架桥内力：在框架桥底板两端虚拟设置2个支座，任意输入底板的支撑力，准确输入侧板的土压力，按设计荷载标准加载，运用桥梁博士软件计算2个虚拟支座的反力。如果2个虚拟支座的反力不为零，则再调整底板的支撑力进行试算，直至2个虚拟支座的反力接近于零。这样就可以确定框架桥底板支撑力的大小，从而计算出框架桥的内力。通过几次试算，求得该桥底板的支撑力为805kN/m ，得到该框架桥的内力(如图3～6所示)
。
图3 框架桥荷载图(单位:kN/m )
4 结 语
采用渐进法计算框架桥内力，可以充分利用桥
梁博士软件自动对汽车荷载加载及强大的计算能
上海性信息图4 框架桥弯矩包络图(单位:kN ・m
)
图5 框架桥剪力包络图(单位:kN
)
图6 框架桥轴力包络图(单位:kN )
力，试算三四次便可较准确地计算出框架桥的内力。
与弹性地基梁法相比，采用该计算方法不需要提供框架桥底板地基系数，且计算准确度能满足工程设计的要求。参考文献:
本体感受器
[1] 邵容光.结构设计原理[M ].北京：人民交通出版社,
1995.
庄逢甘
[2] 方左英.路基工程[M ].北京：人民交通出版社,1993.[3] J T G D60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].
收稿日期:2006-03-08
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H i g hw ays &A utomoti ve A p plications 第3期2006年6月
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