工字组合梁整体桥荷载解析与设计优化

摘要

为解决工字钢-混凝土组合梁(工字组合梁)整体桥缺乏专用解析方法的问题，提出一种考虑桩-土相互作用的荷载效应解析计算方法；建立二维简化力学模型，将桩基等效为纵桥向、竖向及转动弹簧边界.基于力法原理，推导恒载、土压力及温度荷载下桥台顶部与桩基顶部的内力位移解析解，并量化桥台横向传力机理对桩基受力的影响.以20 m跨径桥为基准，通过参数化建立20～50 m跨径有限元模型与理论计算方法进行对比验证.结果表明：台顶负弯矩解析解与数值解最大误差不超过5.5%,桩身弯矩分布趋势吻合，验证了理论计算方法的有效性.桥台顶部裂缝宽度为控制因素，30 m以上跨径超限，桥台厚度取桩径1.2倍时可平衡刚度与变形需求.

关键词

工字组合梁整体桥 / 桩-土相互作用 / 温度荷载效应 / 裂缝宽度控制 / 参数敏感性分析

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52578183）; 福建省自然科学基金资助项目（2022J01093）