竖向预应力损失对箱梁腹板斜裂缝影响分析

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1、竖向预应力损失对箱梁腹板斜裂缝影响分析第32卷,第6期2007年12月公路工程HighwayEngineeringVo.l32,No.6Dec.,2007邓志恒,罗志佳,林俊(广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004)[摘要]针对预应力连续刚构桥箱梁腹板斜裂缝的问题,从温度,预应力损失等方面进行分析,并且对腹板的应力状况进行空间有限元分析,结合实际工程,研究分析箱梁腹板裂缝的成因及防治措施。[关键词]连续刚构桥;箱形梁;裂缝;ANSYS[中图分类号]U448.21+3[文献标识码]A[文章编号]1002)1205(2007)06)0019)04AnalysisofD

2、iagonalCracksinBoxGirderWebEffectedbyVerticalPrestressedLossDENGZhiheng,LUOZhijia,LINJun(CollegeofCivilArchitecturalEngineering,GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004,China)[Abstract]Accordingtotheproblemofdiagonalcracksexistingonboxgirderwebofprestressedcontinuousrigidframebridge,author

3、smakeaanalysisfromtemperature,verticalprestressedlossandotheraspects,andmakeafiniteelementsimulationcalculationandanalysis.Combiningwithapracticalprojec,tthisarticleanalyzesthecrackingcausesofboxwebandpresentssomemeasuretopreventcracks.[Keywords]continuousrigidframebridge;boxgirder;crack;

4、ANSYS0前言预应力混凝土连续刚构桥近年来在国内得到广泛应用,与其它桥形相比,连续刚构桥具有跨越能力大、结构简单、受力合理、抗弯刚度和抗扭刚度大、工程造价低、行车舒适等优点。目前,国内大跨度预应力混凝土连续刚构桥箱梁的预应力配置方式普遍采用设置顶板束和底板束,在边跨端部设置部分弯起束,全桥设置竖向预应力,使箱梁为三向预应力结构,以改善箱梁的受力性能。但随着连续刚构桥数量的增加及运营时间的增长,工程病害也随之而来,其中最突出的问题就是箱梁腹板出现约45b的斜裂缝。山东省公路桥梁检测中心对90年代初投入运营的东明黄河公路大桥(主桥75m+7@120m+75m连续刚构)、台儿

5、庄大桥(主桥46m+80m+46m刚构)和临清卫运河大桥(主桥33m+56m+33m连续)3座预应力连续及刚构桥梁主桥进行了检测,其主桥箱梁腹板均出现有不同程度的斜向裂[收稿日期]2007)01)22[基金项目]广西自然科学基金项目资助(0575011)缝=1>。李坚、孙东方等人对数座已建成的PC箱梁刚构桥进行了全面的裂缝检测,发现裂缝主要有箱梁顶板和底板的纵向裂缝,箱梁腹板的斜向裂缝,特别是靠近边跨现浇箱梁端部范围的两侧腹板出现近45b的斜向裂缝,这些裂缝的性质大多为受力裂缝,=2,3>且宽度较大。腹板斜裂缝的出现对桥梁的工作性能和承载能力产生了很大的影响,

6、混凝土裂缝不但会降低结构的刚度,而且还会对耐久性产生严重影响,本文结合实际工程分析箱梁腹板裂缝的成因及防治措施。1腹板混凝土应力及裂缝成因分析1.1主拉应力的影响预应力混凝土构件在斜裂缝出现之前,基本上处于弹性工作状态,因而出现斜裂缝的应力可用材料力学方法计算,在荷载作用下,截面上的剪力V和弯矩M使梁端产生较大的主拉应力和主压应力,以致形成斜裂缝。根据JTGD62第6.3.3条规定,预应力混凝土)),,,,,20公路工程32卷受弯构件由作用短期效应和预应力产生的混凝土主拉应力Rtp和主压应力Rcp应按下列公式计算:Rcx+Rcy=o2Rcp其中:NsMsy0Rcx=+A0

7、I0nRcpcApcRcy=0.6bsvVsS0S=bI0(2)(3)(4)Rtpcxcy22入[1,4]。1.4竖向预应力损失影响竖向预应力筋的设置能显著地减少或消除主拉(1)应力,但在实际工程中,由于以下几方面因素的影响,竖向预应力体系很难达到设计要求:1受梁高限制,竖向预应力钢筋长度往往较短,预应力损失较大,同时由于锚固效果取决于螺帽与精轧钢筋螺纹的咬合,受螺纹公差的影响,锚固效果不易保证。o由于伸长量有限,受材料塑性变形影响较大。?纵向预应力钢束采用钢绞线及配套锚具张拉时,采用双控技术,容易张拉到位,而竖向预应力用粗钢