基于强配筋法的结合梁负弯矩区受力研究

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1、2012年9月第9期城市道桥与防洪科技研究265基于强配筋法的结合梁负弯矩区受力研究郭俊伟f上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海20~92)摘要：该文结合某大桥的桥面分析实例，利用有限元软件建立仿真模型，针对强配筋法进行研究。模拟组合梁负弯矩区试验测试在分级加载情况下。混凝土桥面板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘等主要控制点的应力与变形，研究混凝土板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘的应力分布与大小，确定在不同设计方法作用下，支点负弯矩区混凝土桥面板和钢梁的内力分配，桥面板应力分布，从而为桥梁设计提供可用参考依据。关键

2、词：组合粱；有限元；负弯矩；裂缝中图分类号：U448．2P6文献标识码：A文章编号：1009—7716(2012)o9—0265—05的下翼缘受压，从耐久性和强度方面而言，处于负1概述弯矩区的组合结构是有缺陷的，而且混凝土开裂某特大桥地处山区峡谷地带，峡谷与路线高对桥梁的耐久性和使用年限有很大影响。因此，设差达200m。主桥采用钢桁架拱桥，净跨400m，净计中采用的抵抗支点负弯矩方式成为重要问题。矢高80m，矢跨比为1／5，桥型布置如图1所示。主针对目前较常用的施加预应力法、静位移法拱上下弦杆为等截面钢箱，腹杆

3、、横联、平联等杆(预顶升支座)和强配筋法，通过模拟组合梁负弯矩件采用焊接工字钢，横向分三片拱肋。拱肋为等高区试验测试在分级加载情况下，混凝土桥面板、钢钢桁，桁高10．0m(上下弦中心线问)。拱上立柱墩梁腹板、钢梁上下翼缘等主要控制点的应力与变采用钢排架结构，横向三根立柱为等截面钢箱。除形，研究混凝土板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘的应力拱顶附近三个立柱墩外，其余立柱墩柱间需设置分布与大小，确定在不同设计方法作用下，支点负斜撑，斜撑杆件采用焊接工字钢，立柱墩帽梁采用弯矩区混凝土桥面板和钢梁的内力分配，桥面板应钢箱梁。力

4、分布，从而为桥梁设计提供理论和计算依据。桥面系采用16×27m连续组合工字梁，桥宽2强配筋法分析及模型的建立24．5m，双向6车道，桥面系结构横断面如图2所示。采用无支架施工，由12em厚的钢筋混凝土预目前抵抗负弯矩采用较多的是强配筋法，该制桥面板，和厚9am的现浇CF50钢纤维混凝土桥法采用高强配筋(通常配筋率可达3％～5％)，在面板与湿接头形成整体，钢梁和钢筋混凝土桥面板工地现场绑扎钢筋并现浇，施工方便快捷。通过布置在湿接头处的焊钉连接件形成组合梁，桥根据桥梁实例，为减小计算量，提高局部计算面系组合梁节段立

5、面及横断面如图3、图4所示。精度，选取3×27m采用MIDAS建立连续结合梁该结构所采取的拱上连续钢与混凝土组合梁全桥空间梁格模型，如图5所示。模型单元采用空体系，形式新颖，改变以往不管拱肋采用钢结构，间梁单元，截面采用钢一混凝土联合截面，横向联还是钢管混凝土结构体系，其拱上承重梁都用混系采用工字钢截面，实体钢横梁联系处采用钢横梁凝土结构的习惯作法，从而将大幅度减小拱上桥进行连接，以保证横向的刚度。节点总数为1068面系的重量。该型组合梁与钢梁相比较，钢材用量个，单元总数为2035个。按实际车道布置情况进及加工

6、成本少，与混凝土箱梁相比，优势较为明行加载，从而计算荷载横向分布系数和各单梁对应显：上部结构的自重在大幅度减轻；温差、徐变等的内力。引起的变形主要集中在钢梁与混凝土桥面板的结桥梁边界条件按照实际支座布置情况对节点合部位，不存在混凝土梁腹板裂缝的问题；便于与进行约束，此时，不考虑支座处应力集中的影响。周围景观相互协调，提高桥梁的美学价值。选用的分析对象为次边梁，对应荷载横向分钢一混凝土组合结构采用连续体系会使钢梁配系数0．47，采用梁格法算得加载最大弯矩见表1所列。收稿日期：2012--05—092．1模型的建立

7、作者简介：郭俊伟(1981一)，男，河南汝阳人，工程师，从事桥图6、图7分别为受压与受拉状态下，混凝土梁工程设计工作。2012年9月第9期城市道桥与防洪科技研究269比较如表3所列。较出发，强配筋法作为一种经济可行而又简单方表3负弯矩裂缝解决方案对比表便的方法，现在越来越频繁的运用于结合梁的设计中。由于施加预应力、预顶升支座设计都会对钢梁的承压产生影响并且施工复杂，因此，此两种方案应用较少。但是，从强配筋法的弹塑性分析可以发现，强配筋法中的配筋率对截面刚度和裂缝大小及发展程度的影响较大，根据相关资料及分析成果发

8、现，采用4％一5％的配筋率对控制支点负弯矩区截面裂缝较好。参考文献【1]项海帆，姚玲森．高等桥梁理论【M]．北京：人民交通出版社，20H01．[2】陈爱国，邢佶慧，杨庆山．大跨钢一混凝土连续组合梁桥施工过程的数值模拟『J1．交通运输，20o8，(04)．[3]侯文琦，叶梅新．连续结合梁桥负弯矩区混凝土板裂缝宽度控制方法研究铁道学报，2()03，(02)．[4]陈玉骥，叶梅新．钢一混凝土