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【摘 要】 以浦口新城七里河大桥为例，采用有限元软件MIDAS/Civil进行梁格法分析，对该桥的梁格划分及计算进行了详细说明，并对该桥的支座反力、位移进行了分析，得出该桥采用梁格法模拟的合理性，为以后同类型桥梁的设计提供了借鉴和参考。
【关键词】 梁格法；连续箱梁；有限元；支座反力；位移
引言：
近年来，随着我国现代化建设的快速发展，交通运输业蓬勃兴起，高速公路、城市立交桥和高架桥日益增多。然而，对于荷载在桥上沿纵、横向移动的公路桥梁，采用象有限单元法这样的计算机方法子实际设计时，仍感不便。因此，研究斜、弯梁桥的荷载横向分布规律，以确定桥梁设计内力，仍然是一种有效而便于实用的方法。
本文所提梁格分析法是用计算机分析桥梁上部结构比较实用有效的空间分析方法，它具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点。梁格分析法在仔细考虑斜、弯梁桥弯扭耦合作用的基础上，根据各梁的弹簧系数所建立的线性方程，导出计算斜、弯梁桥各主梁荷载及内力横向分布影响线的基本公式，在求得的内力影响线上横向加载，就可求得主梁的荷载横向分布系数，从而可按熟知的直梁桥计算步骤，方便地算出主梁和横梁的各项内力。
1、工程概况
临江路为浦口新城西南-东北向的一条主轴，道路远期规划为快速路，近期为城市主干路。七里河大桥是临江路横穿七里河桥的一座重要桥梁。桥梁起点里程K10+503，终点里程K11+167，桥梁全长665m。桥梁横向为两幅分离布置，每幅宽度23.8m，两幅净距0.9m，总宽48.5m，采用預应力混凝土现浇连续箱梁。横断面布置为3m人行道+3.5m非机动车道+1m机非分隔带+15.5m机动车道+2.5m中央分隔带+15.5m机动车道+1m机非分隔带+3.5m非机动车道+3m人行道，左右幅箱梁横坡均为2%。
全桥纵向位于半径为5000m的竖曲线及2.4%的上下坡路段，桥跨布置为：5x32m+（30+35+2x32+24）m+（28+43+28）m+（24+2x34+35+30）m+3x32m，除第三联为变高度拱形连续梁外，其余联均为等高度连续梁。本文以第二联为例进行受力分析。
2、有限元模型建立
在进行计算时，用空间梁单元模拟主桥，并仅对第二联进行计算。各梁段离散为梁单元，选取段共划分为806个梁单元，532个节点。本桥为宽多格室上部结构，梁格划分时，按照文献[2]5.5.2说明，把上部结构从两腹板间的中央切开，通过反复调整，使得每个梁格的形心位置与整体箱梁的形心位置处于同一条水平线，以提高计算精度。划分时，在每个纵隔板中心线处设置一道纵向构件，两端悬臂处各设置一道虚拟边构件。本桥第二联划分为7道纵梁，虚拟边纵梁采用不考虑自重的矩形截面。
荷载的加载二期恒载按纵梁个数均分加载；活载按横向联系梁法加载，先加载到横梁上，再通过横梁传递到纵梁上，经验可知，当横向构件设置足够多时，这种力的传递方式更符合实际情况，内力结果也更精确。
梁格支座模拟采用梁格法建立全桥模型时，应采用多支座模拟，在梁底支座实际支承位置处建立节点，并将支座节点向下复制一个支座高度生成支座底部节点，在新建立的梁底节点和支座底部节点间用一般弹性连接模拟，支座底部按完全固结处理。建立midas计算模型如图1。
3、结构分析计算
3.1支座反力计算
由于连续箱梁桥的空间受力比较突出，每个墩顶各个支座之间的反力值有较大的差异，在极端情况下甚至可能出现某个支座脱空、负反力的现象。对于此类桥梁，有必要利用梁格法进行分析计算，以确定合理的支座间距及各个支座的最终反力。支座布置示意图如图2。
从上述计算结果可以看出，采用图2所示的支座间距，同一排支座的反力并不完全相等，但基本能够均匀地分配，说明本桥的横向刚度模拟能够满足整体箱梁刚度要求，且支座间距设置较为合理。
3.2位移计算
采用梁格法模拟时，由于宽箱梁荷载横向分布系数的影响，横向刚度模拟的不合理，会导致计算出现错误，如果相同荷载工况下，各纵梁相同位置的位移相同或接近，说明横向构件设置足够，横向刚度模拟满足设计要求。表2给出了各跨跨中纵梁的竖向位移。
通过对比分析可知，相同荷载工况下，各纵梁相同位置处的位移非常接近，说明了该桥的横向构件设置足够，纵向刚度和横向刚度模拟满足设计要求。
3.3应力计算
梁格法将箱梁分离为多道纵梁，通过模拟横梁进行连接，在恒载作用下，各纵梁应力变化如下图所示（纵梁编号见图2）：
梁格法将箱梁分离为5道纵梁，相同荷载工况下，各纵梁应力变化遵循统一规律又有细微差别，如图显示，靠近斜交钝角的1号纵梁在标准组合作用下应力值最大，1到5号纵梁应力呈递减趋势。验证了斜交桥中钝角处为计算中不利点的理论，钝角处配筋应予以加强。
4、结语
本文借助具体实例，对箱梁梁格的划分进行了说明，并对该桥的梁格法模拟进行了具体的说明，通过对支座反力、纵梁位移和应力的计算分析，得出该桥的支座间距布置、纵向刚度和横向刚度模拟均能够满足要求。说明只要采取正确的梁格划分方法，梁格法模拟宽箱梁的空间受力性能还是比较准确的，计算结果也能够满足设计要求。但梁格法的不足之处就是前期截面特性计算工作量巨大，容易出现计算错误。
参考文献：
[1]戴公连，李德建.桥梁结构空间分析设计方法应用[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2][英]E.C.汉勃利.郭文辉译.桥梁上部构造性能[M].北京：人民交通出版社，1982.
[3]严定国，王元汉.异型连续箱梁桥的空间分析方法的研究[J].华东公路.2005（3）：77-79.
[4]邱顺冬.桥梁工程软件midas Civil常见问题解答[M].北京：人民交通出版社，2009.
【关键词】 梁格法；连续箱梁；有限元；支座反力；位移
引言：
近年来，随着我国现代化建设的快速发展，交通运输业蓬勃兴起，高速公路、城市立交桥和高架桥日益增多。然而，对于荷载在桥上沿纵、横向移动的公路桥梁，采用象有限单元法这样的计算机方法子实际设计时，仍感不便。因此，研究斜、弯梁桥的荷载横向分布规律，以确定桥梁设计内力，仍然是一种有效而便于实用的方法。
本文所提梁格分析法是用计算机分析桥梁上部结构比较实用有效的空间分析方法，它具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点。梁格分析法在仔细考虑斜、弯梁桥弯扭耦合作用的基础上，根据各梁的弹簧系数所建立的线性方程，导出计算斜、弯梁桥各主梁荷载及内力横向分布影响线的基本公式，在求得的内力影响线上横向加载，就可求得主梁的荷载横向分布系数，从而可按熟知的直梁桥计算步骤，方便地算出主梁和横梁的各项内力。
1、工程概况
临江路为浦口新城西南-东北向的一条主轴，道路远期规划为快速路，近期为城市主干路。七里河大桥是临江路横穿七里河桥的一座重要桥梁。桥梁起点里程K10+503，终点里程K11+167，桥梁全长665m。桥梁横向为两幅分离布置，每幅宽度23.8m，两幅净距0.9m，总宽48.5m，采用預应力混凝土现浇连续箱梁。横断面布置为3m人行道+3.5m非机动车道+1m机非分隔带+15.5m机动车道+2.5m中央分隔带+15.5m机动车道+1m机非分隔带+3.5m非机动车道+3m人行道，左右幅箱梁横坡均为2%。
全桥纵向位于半径为5000m的竖曲线及2.4%的上下坡路段，桥跨布置为：5x32m+（30+35+2x32+24）m+（28+43+28）m+（24+2x34+35+30）m+3x32m，除第三联为变高度拱形连续梁外，其余联均为等高度连续梁。本文以第二联为例进行受力分析。
2、有限元模型建立
在进行计算时，用空间梁单元模拟主桥，并仅对第二联进行计算。各梁段离散为梁单元，选取段共划分为806个梁单元，532个节点。本桥为宽多格室上部结构，梁格划分时，按照文献[2]5.5.2说明，把上部结构从两腹板间的中央切开，通过反复调整，使得每个梁格的形心位置与整体箱梁的形心位置处于同一条水平线，以提高计算精度。划分时，在每个纵隔板中心线处设置一道纵向构件，两端悬臂处各设置一道虚拟边构件。本桥第二联划分为7道纵梁，虚拟边纵梁采用不考虑自重的矩形截面。
荷载的加载二期恒载按纵梁个数均分加载；活载按横向联系梁法加载，先加载到横梁上，再通过横梁传递到纵梁上，经验可知，当横向构件设置足够多时，这种力的传递方式更符合实际情况，内力结果也更精确。
梁格支座模拟采用梁格法建立全桥模型时，应采用多支座模拟，在梁底支座实际支承位置处建立节点，并将支座节点向下复制一个支座高度生成支座底部节点，在新建立的梁底节点和支座底部节点间用一般弹性连接模拟，支座底部按完全固结处理。建立midas计算模型如图1。
3、结构分析计算
3.1支座反力计算
由于连续箱梁桥的空间受力比较突出，每个墩顶各个支座之间的反力值有较大的差异，在极端情况下甚至可能出现某个支座脱空、负反力的现象。对于此类桥梁，有必要利用梁格法进行分析计算，以确定合理的支座间距及各个支座的最终反力。支座布置示意图如图2。
从上述计算结果可以看出，采用图2所示的支座间距，同一排支座的反力并不完全相等，但基本能够均匀地分配，说明本桥的横向刚度模拟能够满足整体箱梁刚度要求，且支座间距设置较为合理。
3.2位移计算
采用梁格法模拟时，由于宽箱梁荷载横向分布系数的影响，横向刚度模拟的不合理，会导致计算出现错误，如果相同荷载工况下，各纵梁相同位置的位移相同或接近，说明横向构件设置足够，横向刚度模拟满足设计要求。表2给出了各跨跨中纵梁的竖向位移。
通过对比分析可知，相同荷载工况下，各纵梁相同位置处的位移非常接近，说明了该桥的横向构件设置足够，纵向刚度和横向刚度模拟满足设计要求。
3.3应力计算
梁格法将箱梁分离为多道纵梁，通过模拟横梁进行连接，在恒载作用下，各纵梁应力变化如下图所示（纵梁编号见图2）：
梁格法将箱梁分离为5道纵梁，相同荷载工况下，各纵梁应力变化遵循统一规律又有细微差别，如图显示，靠近斜交钝角的1号纵梁在标准组合作用下应力值最大，1到5号纵梁应力呈递减趋势。验证了斜交桥中钝角处为计算中不利点的理论，钝角处配筋应予以加强。
4、结语
本文借助具体实例，对箱梁梁格的划分进行了说明，并对该桥的梁格法模拟进行了具体的说明，通过对支座反力、纵梁位移和应力的计算分析，得出该桥的支座间距布置、纵向刚度和横向刚度模拟均能够满足要求。说明只要采取正确的梁格划分方法，梁格法模拟宽箱梁的空间受力性能还是比较准确的，计算结果也能够满足设计要求。但梁格法的不足之处就是前期截面特性计算工作量巨大，容易出现计算错误。
参考文献：
[1]戴公连，李德建.桥梁结构空间分析设计方法应用[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2][英]E.C.汉勃利.郭文辉译.桥梁上部构造性能[M].北京：人民交通出版社，1982.
[3]严定国，王元汉.异型连续箱梁桥的空间分析方法的研究[J].华东公路.2005（3）：77-79.
[4]邱顺冬.桥梁工程软件midas Civil常见问题解答[M].北京：人民交通出版社，2009.