腹板斜率变化对宽幅大跨整孔预制箱梁受力影响研究

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1、s一⋯一s◎腹板斜率变化对宽幅大跨整孔预制箱粱受力影响研究傅晨曦，高波，王立新，戴捷(江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京210014)摘要：腹板斜率变化会对桥梁的美观产生直接的影响，而且对于宽幅大跨整孔预制箱梁，采用斜腹板在一定程度上可以减小上部结构的重量和下部墩身及基础的工程量。但由于腹板倾斜，会对结构纵向受力产生不利影响，并增加一定的施工难度。通过腹板斜率变化对箱梁受力敏感性分析，得到既符合材料经济性和箱梁美观性要求，又满足受力要求的腹板斜率合理值。关键词：腹板斜率；宽幅大跨；整孑L预制箱梁；敏感性分析1腹板斜率选取的原则2腹板斜率比选

2、方案“实用、经济、安全和美观”是我国当前桥梁设计必对于单箱双室截面箱梁，按照顶板宽度、悬臂长度须要遵照的基本准则。随着社会经济发展，人们对于一定，根据不同的腹板斜率变化底板宽度的原则，拟定基建项目的美观要求也越来越高，这也对桥梁设计提5类腹板斜率的箱梁截面：斜率分别为1：1(W1)、1：2出了在满足使用功能的前提下，要实现景观设计的(W2)、1：3(W3)、1：4(W4)、直腹板(W5)。(见图1)。要求。广深沿江高速公路机场特大桥上部结构采用双向—～≤_—]厂一■一一八车道的60m整孑L预制箱梁，单片箱梁重约2400t，』l＼／／L一一——}顶板

3、宽19．65m，是目前国内最重也是最宽的整孔预a)腹板斜率制箱梁口]。箱梁横断面设计尤其是腹板斜率的选取，l965对项目工程的美观性和经济性影响不容忽视。为此我、、————、]厂一一、7厂一一＼＼＼I]}／／／们根据该桥所处的环境特点，制定了如下设计原则：＼＼1l／／=二=====二====二／(1)首先要保证桥梁结构方案的合理性，在桥梁结L塑一II)腹板斜率1：2构方案合理的前提下，尊重桥梁所跨越地域的地理、地貌或城市原有的空间环境景观需要。桥梁造型要充分考虑到应与周围环境相得益彰，对桥的造型进行巧妙的设计；c)腹板斜率】：3(2)通过优化计算，

4、选择合理的横断面形式，力求减小桥梁的结构尺度，减低桥梁本身对人们的视觉一一～＼r————]厂一——]厂一一影响；＼＼＼㈠l【／／／(3)要使整孔预制箱梁与下部结构形成有机的结：二===：=：=：======／构整体，相互协调。d)腹板斜率1：4本文以背景工程采用的宽幅大跨单箱双室截面箱1965梁为研究对象，选取不同的腹板斜率方案，进行箱梁受力敏感性分析，研究既符合材料经济性和箱梁美观性，[一]又满足受力要求腹板斜率合理值。l235e)真腹板收稿日期：2014-10—29图1不同腹板斜率的箱梁横截面图(单位：cm)N。．42014上踢魄37◎⋯⋯G—

5、s3腹板斜率变化对截面抗裂性能的影响表2比选方案斜截面抗裂性能结果统计3．1正截面抗裂性能分析比选方案编号W1W2W3W4W5腹板斜率变化l：1】：21：31：4直腹板正常使用极限状态短期荷载组合下。选取各比边支点附近截面0．760．770．790．800．85选方案模型的最不利截面最小正应力作为比较对最大主巾支点附近截面03l0．370．390．40—0．44象，分别为：边跨跨巾截面下缘；中跨跨中截面下缘；．拉应力结果／MP边跨L／4截面0．5)()560．560．570．60边跨距中支点8m截面下缘；巾跨距巾支点8m截a中跨／l截面0．27()

6、2【{0．300．300．32面下缘(截面上缘最小正应力富余较大，在此不作比注：应力以压为正，以托为负。较)。统计结果见表l。不同腹板斜率正截面抗裂性1：11：21：31m直腹板能变化见图2。表l比选方案正截面抗裂性能结果统计一边支点附近截面比选方案编号W】W2W3W1W5+中支点附近截面～边跨LI4截面腹板斜率变化1：l1：2l：3l：4直腹板一中跨￡载面边跨跨中截面F缘2．07】．901．791．66】．28最小正巾跨跨中截面下缘0．570．940．960．85051应力结果／MP边跨距中支点81"I1截面F缘0．411．00l091．050．

7、91a中跨距中支点8m截面F缘0．381．111231．201．08图3不同腹板斜率斜截面抗裂性能变化曲线注：应力以压为正，以拉为负。、R÷嚼一一一一一一一一一O0O00O0O000l234567892．50000O000O0O由图3可见，腹板斜率变化对斜截面抗裂性能影响不大。支点附近截面和中跨L／4截面的最大主拉2O0一边跨跨中截耐F缘星应力均随着腹板斜率的减小而增大，平均变化幅度在·R1．5()+中跨跨中截面下缘3～1O．5左右。而边跨L／4截面的最大主拉应力1．oo一边跨距中支点8m略截面下缘在腹板斜率为1：3u~达到最小值。各个截面的最大主

8、一中跨距中支点8m0．5O截面下缘拉应力变化曲线在腹板斜率为l：2、1：3、1：4的区段内000是相对较为平缓的。因此，仅