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影响荷载横向分布系数的几个因素分析
闫古龙,贾艳敏*,马云龙
（东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040）
摘要：以预应力混凝土T型简支梁桥为例，采用比拟正交异性板法计算桥梁横向分布系数，分析桥梁翼缘板宽度对横向分布系数的影响，得出主梁宽度与横向分布系数的关系。同时基于公路上普遍运行的3种重载汽车轮距布置最不利荷载，分析汽车轮距对横向分布系数的影响，得出汽车轮距与横向分布系数的关系。结果表明：在布载车道数相同条件下，主梁宽度增大，荷载横向分布系数逐渐增大。在主梁宽度一定时，作用在桥梁上的汽车轮距增大，荷载横向分布系数在减小。梁宽和轮距对边梁的横向分布系数影响较大，对中梁影响很小。
关键词：比拟正交异性板板法，横向分布系数，主梁宽度，汽车轮距
在我国公路桥梁建设中，对于由多片主梁通过现浇湿接成整体的简支T型梁桥来说，桥梁因具有纵向和横向刚度，作用在桥梁上的汽车荷载沿桥梁纵向和横向均发生传递，使得各片主梁均承受到大小不等的荷载效应。桥梁结构的受力和变形属于空间计算理论问题，由于空间计算问题的复杂性，借助横向分布系数将其近似的转化为平面问题有利于简化桥梁结构的受力分析[1]。而且随着横向连接的增强，各主梁共同受力性能越好，横向分布系数随着横向刚度的增强而变小[2]。
关于T型梁桥横向分布系数的研究大多是在强调计算方法[3][4]，而关于桥梁截面几何尺寸的变化对横向分布系数的影响方面还缺乏相应的参考资料，此外，由于交通运输业的发展必然带动了汽车制造业的发展和革新，许多重载汽车类型应运而生，现在公路上运行的重载汽车车型轮距不仅限于我国公路桥梁设计规范规定的轮距和轴距[5]，这种规范规定以外的车型运行到公路桥梁上，轮距的变化必然导致汽车荷载布置不同于基于规范的设计布置，桥梁实际运营阶段的荷载效应与设计期的荷载效应是不一致的[6]，而公路桥梁汽车荷载标准的适应性应基于全国范围内的汽车荷载数据研究才能得出适用的结论，所以关于汽车荷载标准与实际汽车荷载的适应程度还需大量的统计数据。
桥梁概况
预应力混凝土T型简支梁桥，跨径为L=40m，桥宽B=（0.5+11.25+0.5）m,5片主梁，设计主梁宽度2.47m。桥梁跨中横断面如图1所示：
图1桥梁跨中横断面2.梁宽与轮距
桥梁横向分布系数计算要在桥宽方向布置最不利汽车荷载，桥宽（即主梁间距）会对横向分布系数有影响，而实际作用于公路桥梁的汽车轮距不同也会对桥梁横向分布系数有影响。
本文在桥梁设计梁宽2.47m基础上翼缘板尺寸增加10cm﹑20cm﹑30cm，来分析主梁加宽对横向分布系数的影响。现今在公路上运行的国内生产和国外进口的重型汽车类型众多，公路行业的汽车荷载标准适应性需进一步研究，而我国公路交通荷载标准研究需要大量的基础调研资料，调查资料的缺乏导致我国公路规范中车辆荷载标准已显滞后[7]。根据我国公路交通荷载标准研究资料以及现实运行汽车荷载数据，列出如表1所示几种公路上普遍运行的重型汽车类型及参数，并选取实际运行汽车轮距[8]。表1目前公路上运行的重型卡车类型及参数
汽车名称生产厂家类型轮距(mm)整车重量（t)前轮后轮奥龙/德御陕汽牵引车193918006.945/8.5奥龙/德御陕汽自卸车19391850/186012.32/12.5Howo/豪运中国重汽牵引车20221980/18308.8/8.86斯太尔王中国重汽牵引车2041183012.26豪运/A7重卡中国重汽自卸车2022183012.29/12.17欧曼ETX北汽福田牵引车202018007.6FW重卡沃尔沃牵引车202818357.19五十铃E、F系列重卡牵引车206018556.8Premium雷诺牵引车2008183626J6P重卡一汽解放载货车2505183023.84Actros重卡奔驰自卸车2054180412.67徐工自卸车系列2047186414.78徐工牵引车系列204718048.8徐工载货车系列1940194011.72从上表可以看出现如今在公路运行的重型汽车轮距并不仅仅是规范中规定的1.8m,已经超过1.8m，为求与规范1.8m轮距有一个直观的比较，将表中涉及轮距归整，那么现今公路运行的重载汽车轮距包括规范规定的1.8m轮距在内有：1.8m、1.9m、2.0m这3种轮距。分析三种汽车轮距对桥梁横向分布系数的影响。
主梁宽度对横向分布系数的影响
采用比拟正交异性板法计算桥梁横向分布系数[9]，计算的横向分布系数先不考虑多车道折减，在桥梁荷载效应计算中考虑纵横向折减[10]。分析在汽车轮距一定情况下，在设计主梁宽度基础上，翼缘板尺寸增加时各主梁横向分布系数的变化。根据桥梁的整体结构和保证桥面翼缘板根部受力允许的情况下，在主梁设计宽度247cm基础上，翼缘板尺寸增加10cm﹑20cm﹑30cm，并先按