浅谈对梁式桥设计与计算程序的研究

　论文关键词:梁式桥；设计；计算

　　论文摘要:在现代生活中梁式桥是比较普遍的一种应用桥梁，同时，梁式桥也是最古老的桥型，它的设计计算理论，也最早最成熟。世界在不断发展。当我们回头观察这最古老的桥型时，感到它的设计计算理论也应不断发展。本文针对梁式桥的内力和预应力的各个方面的计算作了详细的分析，以供参考。
　　
　　
　　梁式桥种类很多，也是公路桥梁中最常用的桥型，其跨越能力可从20m直到300m之间。公路桥梁常用的梁式桥形式有：
　　按结构体系分为：简支梁、悬臂梁、连续梁、T型刚构、连续刚构等。
　　按截面型式分为：T型梁、箱型梁（或槽型梁）、衍架梁等。
　　梁式桥跨径大小是技术水平的重要指标，一定程度上反映一个国家的工业、交通、桥梁设计和施工各方面的成就。
　　
　　一、梁式桥内力计算
　　（一）精度与安全性的分析
　　把具有相当宽度的桥梁简化为单根细梁计算总内力，当集中力作用于宽桥上时，桥面发生双向绕曲，集中力作的功，成为两个方向上的变形能耗散掉了；对于单根无限细梁，同样集中力作的功，只变为一个方向上的变形能，因此算得的变形要稍微大些，内力是从变形算来的，所以内力也稍微大些。
　　（二）梁式桥荷载横向分配理论只适用于开口截面的直梁桥
　　对于开口截面的直梁桥，每个主梁分配到的荷载的横向比例，与主梁分配到的弯矩、剪力的横向比例基本一致，主梁分配到的扭矩可以不考虑。对于直线形箱型梁桥和任何截面形式曲线梁桥，每个主梁分配到的弯矩、剪力的横向比例完全不同，主梁分配到的扭矩也必须考虑。
　　（三）内力横向分配理论
　　以平面曲线形、横截面左右不对称的箱型梁桥为对象（当底板厚度为0时，即成为开口截面）。把横截面假想地划分成若干工字形，每个工字形主梁用具有同样抗弯、抗剪、抗扭刚度的细梁模拟，细梁的平面位置与工字形主梁形心位置一致；悬臂板和顶、底板用具有同样横向抗弯、抗剪、抗扭刚度的扇形单向厚板模拟；这个模型称为平面板梁力学模型。用等作用量半波正弦荷载依次作用在各节线上，可算出每个主梁的挠度和扭转角，进而可算出每个主梁的弯矩、剪力。各主梁弯矩除以总弯矩，得弯矩的横向分配影响线。剪力类同。若横截面上总的内扭矩等于1，它在箱型截面上产生的各个环形剪力流，每个工字形主梁分配到的是左、右环形剪力流；对于开口截面，每个工字形主梁分配到的较小的扭矩，这种左、右环形剪力流或较小的扭矩，可以作为扭矩的横向分配系数。由于温度变化产生的平面弯曲内力，可分解为各工字形主梁的轴向力。这样，各种设计荷载产生的内力，全部分解为各主梁的弯矩、剪力、左、右环形剪力流或扭矩以及轴向力。弯矩的不均匀横向分配，一定程度上反映了双力矩的效应，左、右环形剪力流一定程度上反映了截面翘曲剪力的效应。可以说，内力横向分配理论不但全面地反映了箱型梁、曲线梁的主要力学现象，而且极大地简化了它们的设计计算。它是开口、闭口截面、直线、曲线梁式桥在各种设计荷载下的统一算法，是荷载横向分配理论的重要发展。
　　（四）曲梁桥的支座设计
　　由于桥梁在水平面内一般具有很大的弯曲刚度，若温度变化发生的弯曲变形受到约束，往往会产生很大的水平力，严重时会导致结构破坏，桥越宽、水平弯曲半径越小，这种现象越显著。曲梁桥承受制动力的墩台上，一般只应有一个支座是制动支座；沿水平弯曲半径方向，若能够允许梁有微小位移，例如采用板式橡胶支座，或者墩身较细柔，可以使得沿水平弯曲半径方向的温度力大大减小