梁 格 法 在 小 曲 率 半 径 连 续 箱 梁 桥 设 计 中 的 应 用
The Application of Grillage Analysis M ethod in the Small Radius of Curvature
Continuous Box Girder Bridge Design
聂李 平
(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)
NIELi-ping
(ChinaRailwayFif~SurveyandDesignInstitute Group Co．Ltd．，Beijing 102600，China)
【摘 要】结合具体工程实例，介绍了小曲率半径连续弯梁桥的受力特点。因其受力复杂、具有空间效应，采用了梁格法对该类
桥梁进行计算。根据计算结果对其受力特点进行了深入探讨，并提出了该类桥梁降低施工难度，优化弯梁桥受力的一些措施，对
工程具有一定借鉴意义。
【Abstract]Combinedwithspecificproject，thispaperintroducesthemechanicalcharacteristicsofthesmallradiusofcurvaturecontinuous
curved girder bridge．Because of its complex stress state and the spatial effect，the grillage analysis method is adopted for this bridge to
calculate．Accordingtothecalculationresultstodiscussitsmechanicalcharacteristicsindepthandinviewofthiskindofbridgeputforward
some measures to reduce the construction difficulty and optimize some ofthe curved girder bridge．All ofthese have some reference to the
project．
【关键词】粱格法；空间效应；小曲率半径；连续箱梁桥
【Keywords】grillageanalysismethod；spatialeffect；smallradiusofcurvature；continuousboxgirder
【中图分类号]U448．21+3 【文献标志码】A 【文章编号】1007．9467(2015)08—01 10．03
[DOI]IO．13616／j．cnki．鲥 sysj．2015．08．029
1 概 述
某新建市政道路跨越嘉陵江，两侧道路依岸而建，因嘉陵
江两侧地势陡峭，部分路段处于半径为 75m圆曲线上，为减
少填挖工程量 ，提高行车舒适感和安全I!生，在嘉陵江右岸设计
了两联 3x22m连续箱梁来适应地形变化的影响。本桥采用单
箱四室钢筋混凝土结构，桥全宽 1 8．4m，均位于半径为 75m的
【作者简介】聂李平(1983 )，男，湖南涟源入，工程师，从事桥梁勘
察设计与研究，(电子信箱)nieliping0901@163．com。
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圆曲线上。桥面布置见图 1。
图 1 1／2跨中处横断面布置图(单位：crrb
本桥为典型的小半径曲线上的弯桥，其最主要的受力特
征可由符拉索夫微分方程【l~ 看出：
争 一 洲 G (1)
(Elx+ +争 一
( (2)
斋 斋 ’)= =等 一 一 (s)
式(3)仅包含一个横向位移 ，可独立求解；而式(1)和式(2)
中却包含竖向位移 (z)和扭转角 (=)，必须联立求解两个方
程才能得到 (z)和 ( )，这就是弯梁桥纵的“弯一扭”耦合作
用，即在外荷载作用下 ，在发生竖向弯曲时必然产生扭转，而
这种扭转作用又将导致挠曲变形。
2 梁 格 法 在 弯 桥 计 算 中 的 应 用
由以上分析可知，弯桥具有空间受力的特点，基于传统杆
系及横向分布理论 的分析计算方法已经不能满足弯桥的设
计。梁格法能够考虑截面的空间效应，特别适合多室宽箱异形
截面 ，本桥采用了梁格法进行计算分析。
2．1基本 原理
梁格法的实质是用一个等效梁格来代替弯梁桥的上部结
构【5l61，将分散在板、梁每一区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中
于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁
格构件内，横向刚度集中于横向梁格内。理想的刚度等效原则
是：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同的荷载时，两
者的挠曲将是恒等的，并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等
于该梁格所代表的实际结构部分的内力。
2．2梁 格 网格划 分
箱形截面梁桥因其受力、性能的特点通常用所谓的“剪力
柔性梁格”来模拟 ，其纵向构件轴线一般均与腹板的中心线相
重合，这样可使腹板剪力直接由所在位置的梁格构件的剪力
来代表。
由于实际弯桥是绕整体截面的中性轴弯曲的，因此，分摊
到各纵向梁格构件(指腹板处构件)的惯性矩必须按绕整体箱
形截面的中性轴来计算，而在划分梁格时也应尽可能使各主
要纵向构件的中性轴位于同一条线上，这样模拟的精度较高 ，
主要纵向构件的抗弯惯矩按划分成的 I形或 T形截面计算。
在本计算中，采用在各箱室中心划分梁格 ，通过强制移轴公式
M~icipal·n ·WaterResources·Engineering s nl 市政·交通·水利工程设计l
来修正各截面的惯性矩。
箱室部分横向构件的抗弯惯矩应按绕顶 、底板共同重心
处的水平申陛轴进行计算，对于箱型截面为“二”型构件，每单
位宽度抗扭惯矩的计算公式为：
丝l 一 (4)
式中，t。、t 分别为顶板、底板的厚度。
按照上述原则，将箱梁截面做如图 2划分，全桥梁格模型
见图 3，全桥共计 1 196个单元，705个节点。
25 ．I l l 30 j 425一 j
图2 箱型截面纵向梁格划
梁格法在小曲率半径连续箱梁桥设计中的应用（论文）.pdf
