预应力混凝土薄壁箱梁桥预应力效应分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第36卷，第3期公路工程Vo1．36，No．32011年6月HighwayEngineeringJun．，2011预应力混凝土薄壁箱梁桥预应力效应分析龙伟良(湖南省洞新高速公路建设开发有限公司，湖南邵阳422000)[摘要]大跨径预应力混凝土箱梁桥在近2O一3Oa得到广泛的使用，针对这种结构，通过对预应力混凝土薄壁箱梁预应力综合效应的平面分析，以便合理地配置预应力筋来防止裂缝等病害的出现。[关键词]预应力混凝土箱梁；预应力；平面分析[中图分类号]U448．213[文献标识码]B[文章编号]1674—0610(2011)03—01

2、79—04EffectofPrestressofPCBoxGirderBridgesLONGWeiliang(HunanDongxinExpressway，Shaoyang，Hunan422000，China)[Keywords]PCboxgirderbridges；prestressingforce；planeanalysis线变化。单幅主梁截面图见图1。1前言大跨径预应力混凝土箱梁桥在近二三十年得到广泛的使用，在40～300m的经济跨径范围内，此类桥梁是最有竞争力的桥型之一，具有广阔的前景。但目前在预应力混凝土箱梁桥的施工和运营过程中出现了一系列的问题，相当数

3、量箱梁的腹板、顶板、底板、横隔板以及齿板等部位出现了各种形式的裂缝，有的桥甚至在未承受活载的自重阶段就出现了裂缝，裂缝的存在对结构的耐久性、安全性和正常使用都会产生十分不利的影响，其中最严重的箱梁腹板斜裂缝。从根本上说，预应力箱梁结构性裂缝(受力裂缝)都是由于拉应力超过混凝土的抗拉强度引起的，导致出现裂缝等问题的原因比较复杂，预应力被普遍认为是其主要原因之一，所以明确预应图1箱梁截面图(单位：cm)力的综合效应，以便更加合理地配置预应力筋来防采用桥梁分析软件(桥梁博士)建立平面杆系止裂缝等病害的出现具有重要的意义。结构有限元模型分别进行纵、竖向预应力的平面分析，计

4、算模型见图2。2计算模型对于纵向预应力配筋采取2种方案：方案①按本文采用某大桥作为研究对象，其主桥为照原桥设计的纵向预应力筋情况进行配束；方案②106nl+3×200ITI十106m的五跨预应力连续刚构依据有关文献而采用与原桥配筋情况相似，但是取箱梁桥，截面为分离单箱单室的箱形截面，箱梁根部消弯起束，仅在边跨端部保留原弯起束，再将2种方高12m，跨中梁高3．5in，底板厚度由32cm逐渐变案进行比较分析。对竖向预应力的效应分析是根据化为110em，腹板从跨中至根部分三段采用40cm、原桥配筋图，方案①是不配竖向预应力筋，方案②配55cm、70em三种厚度，箱梁高度

5、按照1．8次抛物置竖向预应力筋，再将2种方案进行比较分析。[收稿日期]2011一O4—25[作者简介]龙伟良(1972一)，男，湖南望城人，工程师，主要从事高速公路建设与管理工作。学兔兔www.xuetutu.coml8O公路工程36卷图2计算模型图失，对建立纵向有效预应力有利。3纵向预应力效应分析传统的纵向预应力布束方案是根据受弯梁的弯3．1分析思路矩包络图设计的，即是根据不同应力状态下受弯梁在过去的十几年，我国大跨径连续梁桥和连续的破坏形态设计(见图3)。为了适应现代化标准化刚构桥发展很快。悬臂施工工艺的成熟，高强度预施工及其简便性的需要，并适当降低钢筋用量以

6、降应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系低造价，根据力学原理，在许可的范围内，对传统的的研制开发和应用，这些是促进大跨径预应力混凝纵向预应力配束方案进行了优化(见图4)，国内外土连续梁桥发展的重要因素。其中由于大吨位锚固已据此成功地设计了许多预应力连续箱梁桥。自体系的应用而导致连续桥的纵向预应力布束方案发20世纪80年代末以来，越来越多的预应力箱梁桥生了变化，由传统的顶板束、底板束和腹板上下弯束的设计中，又取消弯起束和连续束，采用了直筋式的的布置型式向以顶板直线型束为主、腹板下弯束为纵向预应力布束方案(见图5)，以竖向预应力和纵辅的过度，进而发展到全部采用顶

7、板直线型柬的新向预应力来克服主拉应力。采用直筋布柬方案是大型布束方案。这种新型的方案有比较显著的优点，跨径桥梁设计中的一种趋势。究竟何种预应力布束它为混凝土的浇注和预应力钢束的张拉带来了极大方案更为合理，更符合一定的力学规律，值得进行深的方便，它既简化了设计和施工，又减少了摩阻损入的研究。图3国内外传统的纵向预应力配索方案示意图图4优化的纵向预应力配索方案示意图图5直筋式纵向预应力配索方案示意图本文纵向预应力的分析采用2种方案：方案浇顶板束中的弯起束改为直线束。①，按照原设计方案布置纵向预应力筋，即保留预应3．2平面杆系有限元计算结果及分析力弯起束。方案②，仍然参

8、照原桥方案