曲线箱梁桥日照温度效应分析

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108桥梁结构城市道桥与防洪2014年6月第6期曲梁翼缘板横向正应力为零，这是由于翼缘板横向变形不受约束。故没有横向正应力。曲梁顶板f除翼缘板)承受较大的横向应Bd力蓦、，且匠上颦下．表．面一横O3520251＼词O1匣5OO5O2l1O00112向应力数值大小相当，符O号5相O反5。顶0板5上O表5面O受压，下表面受拉，横向应力数值均由内侧向外侧逐渐增大，均在临近外侧腹板处取得最大值，最大横向拉应力可达1．88MPa(见图10)。—+一内腹板外侧一内腹板内侧——一外腹板内侧—一外腹板外侧图12竖问应力沿粱高方向变化曲线图3单跨曲箱梁桥在非径向支承条件下温度效应分析沿箱梁内侧横断面宽度／m现改径向支承为非径向支承，其它条件保持一顶板上表面一顶板下表面图1O横向应力沿梁横向变化曲线图不变，考察斜度对曲梁在温度荷载作用下力学性能的影响。斜度符号规定为：对于由径向顺时针旋纵向应力除在梁上下表面附近区域受压外，转至支承线方向所形成的斜度为正，反之为负。斜度其余均受拉。纵向应力％值从底板下表面起沿梁高以d表示，考察当仅=0。、仅=15。、o【=30o、--45o、逐渐增大，在顶板与腹板连接的梗肋附近取得最=60。时曲梁在温度作用下力学性能的变化规律大值，然后沿梁高逐渐减小。其中内腹板纵向应力(见图13)。大于外腹板纵向应力，而腹板内侧纵向应力均大于腹板外侧纵向应力，因此纵向应力在内腹板内侧梗肋处取得最大值，其值约为2．8MPa，超过C50混凝土抗拉强度设计值(见图11)。萎蓥+a=O—a：l5a=30_．‘a：45a=60图13不I司斜度条件下曲梁挠度变化曲线图从曲梁在五种斜度下挠度变化曲线可以看出，曲梁挠度最大值随斜度增大而减小，但在距100．511．522．5墩约10m范围内，挠度随斜度的增大而增大，超横桥向距底板下表面距离，m—-一内腹板外侧——一内腹板内侧过这个范围，挠度又随斜度增大而减小。同时，随一外腹板内侧—·一外腹板外侧着斜度增大，曲梁挠度最大值也由顶板中部向顶板内侧偏移，偏移量与斜度正相关。当斜度图11纵向应力沿梁高方向变化曲线图仅=60。时，挠度最大值接近顶板内边缘。腹板内侧受拉，外侧受压，外腹板内侧竖向拉图14为不同斜度条件下曲梁横向位移变化曲应力最大，外腹板外侧竖向压应力最大，最大值均线图。位于梗肋处．最大拉应力约为0．92MPa，最大压应从图14中的两幅图比较可知，径向支承时曲力约为0．76MPa(见图12)。梁横向位移最小。由a)图可以看出，当=0。(径 2014年6月第6期城市道桥与防洪桥梁结构109、簿尽颦向支承)时，横向位移最小，当=10。时，横向位284062移最大，随着斜度的增大(取为15。、30。)，横向位移依次减小，但靠近1#墩侧时横向位移(为1O。、15。、30。)相差很小。由b)图可知，径向支承时横向位移最小，随着斜度的增大(取为30o、45。、6O。)，横向位移最大值依次增大，但斜度小于60。时在靠近1#墩侧横向位移又随斜度增大而减小。横桥向距顶板内测距离／m—_．a=Oa=15a=30—，—a=45_．一a=60图15不同斜度条件下曲梁横向应力变化曲线图1．21．O誉回星屠善匠帮恒卜臀2l1OOO0辎O6284O4顺桥向距1墩距离，m去——·一a=0—-·一a=lO——-一a=l5—_+一a=30a)小斜度条件下单跨曲梁横向位移变化曲线图00．511．522．5横桥向距底板下表面距离／m——．--a=O——a=15—一a=30—1卜_a=45—_．一a=60图16不同斜度条件下曲梁竖向应力变化曲线图4结语(1)曲线箱梁桥在日照温度荷载作用下有较大的径向位移与横向位移。因此，在实际工程设计中，必须采取限位措施，限制曲梁在径向的变形，必要时在内侧设置拉力支座，防止出现内侧支座卸载而外侧支座加载的情况。防止曲梁发生倾覆。—-一a=0—_．一a=30——一a=45——-一a=60(2)曲梁桥在温度梯度作用下(不计自重)具有向上的较大的挠曲变化，这种变化与自重与车道b)大斜度条件下单跨曲梁横向位移变化曲线荷载作用下的变形相反，从这个意义上来说，对结图14不同斜度条件下曲梁横向位移变化曲线图构受力起到了一定的缓解作用。在不同斜度条件下，曲梁横向应力变化规律与(3)温度正应力各分量中，纵向温度应力最大，径向支承时相似，除翼缘板横向应力仍为零外，随其次是横向温度应力，竖向温度应力最小。由温度效着斜度的增大，顶板下表面横向正应力逐渐减小。应理论可知，纵向温度应力由温度自应力与外约束同样，对顶板上表面来说，其上横向压应力数值也随斜度增大而减小。因此，对顶板来说，增大斜度应力组成，其值较大；横向温度应力由于两侧腹板的相当于减小其承受的横向应力，对结构受力有利。约束作用，其值也比较大。经分析可知，顶板下表面另一方面，对竖向应力而言，增大斜度相当于对结温度拉应力数值较大，在一定条件下可超过混凝土构加载。随着斜度增大，外腹板内侧竖向拉应力稳的抗拉强度设计值，造成混凝土开裂。因此，应加强步增大，其最大值位置由上梗肋向下转移，但竖向顶板下表面抗裂钢筋的设置，防止混凝土开裂。应力数值不大，对结构受力影响不大。同理，外腹(4)曲线箱梁桥在温度荷载作用下温度应力沿板外侧竖向压应力数值也随斜度增大而增大(见横桥向不均匀分布，呈现内侧受力大而外侧受力图15、图16)。(下转第126页)