发信人: courieryboo (小凡·每天灌水多一些...), 信区: DC
标  题: 梁桥的大边梁加固法研究
发信站: BBS 水木清华站 (Wed May 24 16:49:00 2000)

摘　要：提出了梁桥(以少筋微弯板梁桥为例)大边梁加固的新方法，即仅加固梁桥的边
梁，使边梁截面尺寸增大，刚度增加。该法便于施工，可有效改善荷载分布，降低内梁
所分配到的活载，从而提高全桥承载力。发展了斜梁桥的“广义弹性支承连续梁”理论
，使大边梁桥梁的荷载横向分布计算简单明了，并以此分析正桥的荷载分布，得到了几
点结论。
关键词：梁桥；大边梁；加固
中图分类号：U445.72　　　文献标识码：A
Studies on the Strengthening Method of Multi-beam Bridge
with Big External Girders
HUANG Ping-ming， JIANG Cong-li， GONG Ming-quan
（College of Highway Engineering, Xi′an Highway University, Xi′an 710064,
China）
Abstract: A new method is presented for strengthening multi-beam bridge with
 big external girders. The stiffness and cross section of external girder ca
n be increased with this method. This method is convenient to engage in cons
truction. This method can improves load distribution effectively, reduces li
ve-load of internal beam and increases bridge carrying capacity. The theory
of General Elastic Supported Continuous Beam in skew girder bridge is develo
ped to analyze transverse load distribution of right bridge. Server conclusi
ons are obtained.
Key words: beam bridge; big external girder; strengthening
　　中国60～70年代修建的简支梁桥，多以组合截面为主，其中之一是少筋微弯板简支
梁桥。经多年运营，大多已出现不同程度的病害。这些病害主要包括：主梁受拉区混凝
土保护层剥落，受拉区主筋锈蚀，跨中竖向裂缝开展过大；支点处产生斜裂缝；微弯板
沿纵桥向开裂。造成这些病害的主要原因是过去设计荷载偏低，大多为汽车—13级，而
实际运营荷载达汽车—20级。故正截面强度不足，主梁抗弯刚度偏小；支点主梁截面未
加厚，斜截面强度不能满足运营荷载要求；标准跨径10～20 m的梁桥一般未设中横梁，
有些桥连端横梁也未设置，即全桥横向结构松散，主梁扭转变形全由微弯板约束，横向
力矩均由微弯板承担。
1　加固方案
　　针对以上病害，加固方法有多种，如以往采用的增大截面尺寸法，粘贴钢板补强法
，改变结构纵向体系法等。这些方法均有1个共同点，即需对所有的主梁进行加固补强，
这势必要造成施工上的困难，特别是内主梁，由于空间限制，实施加固非常困难。基于
此，在对河北某一标准跨径为14.1 m，计算跨径为13.7 m的少筋微弯板梁桥进行加固时
，提出了仅增大边主梁外侧截面尺寸的方案，如图1所示。
图1　加固方案
　　另外，该桥未设端中横梁，由于加固的同时还需对桥面进行加宽，为便于通过大边
梁调整荷载分布，增加桥梁横向刚度，故在加固时增设一造中横梁，加宽行车道板。
2　加固后的荷载横向分布计算
　　各主梁刚度不等时，荷载分布计算的方法较多，如刚性横梁法、刚接梁法等。刚性
横梁法仅适用于窄桥，加固后桥面变宽，不宜采用此法。而大边梁时的刚接梁法在工程
中使用起来相当复杂，计算量大。本文在此提出1种新方法，即将斜梁桥中的“弹性支承
连续梁［1 ］”引入到正桥荷载分布计算中。正桥时，斜度α=0，将文献［1］中的3个
位移公式δwRi、δθRi(δwTi)、δθTi取α→0时的极限可得
δuRi=Z2（l-Z)2／(3EIil)　　　　(1)
δθTi=Z（l-Z)Ki／(EIil)　　　　(2)
δθRi(δwTi)=0　　　　(3)
　　以上各式中Ki=EIi/(GJi)(各主梁弯扭刚度法)，l为计算跨径，Z为计算截面距支点
的距离。
　　上述位移参数确定后，依照文献［1］的方法可直接计算正桥荷载分布。
　　值得注意的是，上述计算方法与修正偏心受压法原理基本相同。所不同的是，本方
法考虑了横梁变形(无横梁时即为桥面板)，扩展了偏心受压法的使用范围，即可在任意
宽桥中使用。另一方面，这一方法和斜梁桥一样考虑了扭矩荷载分布，故其精确性又较
偏压法、刚接梁法好。
3　加固前后的比较
　　如图2所示，加固前各主梁抗弯惯矩I=3.199×10-2m4，J=6.629×10 -3m4，加固后
边主梁I=5.288×10-2m4，J=2.860×10 -2m4，新设中横梁宽17 cm，I=9.548×10-3m4。

图2　加固后的主梁断面
　　为比较加固前后荷载分布的变化及对内力的影响，仅以第1片内主梁为例。
　　加固前，荷载分布按本文方法计算，内主梁的荷载分布影响线为
　　η2i=1.56×10-1，6.85×10-1，1.56×10-1，4.92 ×10-3，-2.44×10-3　　i=1
～5。
　　汽车荷载作用下的mcq=0.411。
　　挂车荷载作用下的mcg=0.399。
　　活载内力(弯矩)如表1。
　　加固后的荷载分布也按本文提出的方法计算，内主梁的荷载分布影响线为
　　η2i=2.42×10-1，2.46×10-1，1.86×10-1，1.04 ×10-1，3.82×10-2　　i=1～
5。
　　汽车荷载作用下的mcq=0.244。
　　挂车荷载作用下的mcg=0.236。
　　活载内力如表1。
表1　　加固前后弯矩比较（kN.m）
项目 L/4 L/2
汽—20 挂—100 汽—20 挂—100
1 加固前 273.5 856.9 351.2 1018.7
2 加固后 162.3 507.1 208.4 602.8
3 (1-2)/1×100 40.7 40.8 40.7 40.8

　　从上面的计算结果可以看出，通过加大边主梁及增设中横梁，使内主梁分配到的活
载减小了40%以上，相应地，边主梁所分配到的活载增大了许多。由于边主梁活载、恒载
增加部分可由新加部分承担，不存在能否满足强度及刚度要求的问题；而内主梁由于活
载内力减少，使全桥承载能力得以提高，从而达到了加固的目的与要求。
　　对于已有可靠横向联系的桥梁，加固时可不必另设中横梁，仅需加大边主梁即可，
通常可使内梁最大活载弯矩减少20%。
　　需要说明的是，此种加固法对支点剪力的影响不如对弯矩的影响明显。加固时，应
据实际需要加大支点截面。
4　结　语
　　(1)本文提出的大边梁加固法，对各种类型的多梁式梁桥具有普遍意义，为旧桥加固
提供了1个新的可供选择的方案。
　　(2)大边梁加固法使得桥梁加固便于实施，从而可降低施工难度，缩短工期，减少投
资。
　　(3)本文将斜梁桥中的“弹性支承连续梁法”引入到大边梁正桥的荷载分布计算中，
丰富了荷载分布计算方法。
　　(4)计算表明，大边梁加固法可有效改善荷载分布，提高整桥承载力。
作者简介：黄平明(1965-)，男，湖北当阳人，西安公路交通大学副教授，工学博士文章
编号：1007-4112(1999)04-0022-02
作者单位：西安公路交通大学　公路工程学院，西安　710064
参考文献：
［1］　黄平明，夏　淦，邵容光.弹性支承连续梁法在斜梁桥荷载横向分布计算中的应
用［J］.华东公路，1995，(3).
［责任编辑　孙守增］
收稿日期：1998-01-13

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   ahuang
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