概述
现代城市高速发展，城市人口急剧增加，为缓解市民出行压力，三维立体交通概念应运而生。城市高架为三维交通中空中部分，城市建设不仅要求高架桥梁用地少，而且桥梁建筑能反映城市的风貌,符合城市总体规划要求并与城市的自环境和人文环境相协调，故当今工程中越来越多采用大悬挑加大角度斜腹板混凝土箱梁。
大悬挑加大角度斜腹板混凝土箱梁不仅占地少，提高桥下空间利用率；而且大悬挑加大角度的斜腹板与花瓶形薄壁墩进行组合,其梁底与梁
顶在立面上过渡自然,外型酷似一只展翅欲飞的大雁,显得舒展飘逸,彰显了桥梁结构的力学美。
大角度斜腹板对于混凝土箱梁横向计算何种影响，采用何种方式模拟分析更加合理，下面采用工程案例进行分析。
2. 工程背景
金马路延长线建设工程位于昆明市官渡区和经开区，金主线为城市快速路，设计速度为60km/h；地面辅道设计速度为40km/h；立交匝道设计速度为30km/h。主线上跨桥标准跨度3×30m预应力砼现浇连续箱梁，桥面宽为26m。截面采用单箱四室形式，顶板宽26m，底板宽16.1m，两侧翼缘各外挑3.5m，等梁高1.8m；跨中主梁顶板厚28cm，底板厚22cm，跨中腹板厚为50cm，外侧腹板斜率为1:1。具体构造如图所示：
跨中主梁横断面构造图（单位cm）
3. 横向框架模型分析
箱梁横向分析传统采用横向框架模型，模型采用顺桥向取1 m 箱梁进行分析。作用考虑自重、桥面铺装、防撞护栏、温度及车辆轮载，其中温度采用内外箱式±8°，车辆轮载根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）中第4.2.3条款计算有效宽度；根据箱梁受力传力特点（传力路径：顶板—腹板—横梁—支座），横向框架模型腹板处采用支点弹性连接。
横向框架模型采用杆系单元，利用有限元分析软件Midas Civil建立，如图所示：
横向框架模型
4. 空间有限元模型分析
项目为3×30m预应力砼连续梁，桥面宽为26m，桥梁的跨宽比为1:1.15，传统箱梁采用直腹板或斜率较小斜腹板，而项目采用外侧腹板斜率为1:1，故本次采用全桥板单元模拟。作用考虑自重、桥面铺装、防撞护栏、温度（整体升降温、梯度温度）及车道荷载；边界条件根据实际情况进行模型。利用有限元分析软件，对全桥进行板单元模型，模型如下所示：
全桥板单元模型
5. 结果对比分析
根据模型计算结果，对比恒载与汽车作用下框架模型与全桥板单元模型箱室顶板横向内力，结果如下：
内力分析表
注：轴力受力为正，受压为负；弯矩底部受拉为正，顶板受拉为负。
对比表
6. 结论
通过对比框架杆系模型与空间有限元模型中横向内力，得出如下结论：
1、大倾斜角的斜腹板对桥面板的支承作用随倾斜度的增大而减弱,并使桥面板产生较大的轴向拉力,拉力也随斜度增大而增大，顶板横向计算应按偏拉构件。
2、在恒载作用下，框架杆系模型与空间有限元模型顶板内力相差较小，但在汽车荷载作用下，采用框架模型计算所得顶板内力偏差较大。若在工程中采用框架模型分析，其结果过于保守而导致设计浪费，故大倾斜角箱梁横向分析应采用空间有限元模型。
论文作者:赖信坚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/17
标签：腹板论文; 模型论文; 顶板论文; 横向论文; 桥面论文; 框架论文; 内力论文; 《基层建设》2019年第13期论文;