连续梁桥底板横向裂缝参数对其结构影响研究

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1、152科技研究城市道桥与防洪2015年3月第3期连续梁桥底板横向裂缝参数对其结构影响研究高彤阳(福州沈海复线高速公路有限公司，福建福州350000)摘要：连续梁桥的裂缝问题越来越严重，它影响了桥梁的耐久性和结构承载力。为了掌握裂缝参数对箱梁结构的影响，进而为既有桥梁安全性能的评定和加固提供依据，对此，以某连续梁桥为例，以箱梁底板裂缝开裂宽度、开裂深度为参数，运用Ansys模型分析以上裂缝参数变化对梁体应力和挠度的影响。关键词：连续梁桥；底板横向裂缝；裂缝参数；ANSYS模型中图分类号：U441文献标志码：A文章编号：1009—7716(2015)03—0152

2、—03所示。这些裂缝通常是横桥向的，它是因为作用在0引言箱梁截面的弯矩较大，使作用在箱梁截面受拉边中国桥梁的快速发展，预应力等截面连续梁缘的拉应力也很大，超过了混凝土的极限拉应力因良好的抗弯性能、抗扭性能等优点广泛用于公值，进而产生裂缝。顶底板裂缝首先产生在梁高的路或城市桥梁中。但实际应用中许多连续箱梁桥边缘，然后顺着梁高方向发展，跨中正弯矩区正裂都有不同程度的开裂。箱梁开裂会使箱梁结构有缝沿着腹板向上延伸，墩顶负弯矩区正裂缝沿着效截面的面积减小、承载力减小、可靠性降低，严腹板向下延伸。随着荷载的增大，裂缝宽度逐渐增重影响桥梁结构安全及使用寿命。目前，连续箱梁

3、大，长度延伸，缝数增多，裂缝区域逐渐向两侧发桥开裂后的裂缝参数的变化对箱梁结构影响的研展ll】n究较少，无法定量地对连续箱梁桥开裂后的承载力和耐久性作出有效评价，这也使得运营管理与养护部门在对开裂后的预应力等截面连续梁桥性能评定和维修加固时缺乏相应的依据。所以有必图1顶板正裂缝、底板正裂缝不意图要对开裂连续箱梁桥进行裂缝参数对其结构的影响分析。正裂缝的出现和开展减小了箱梁截面的受压本文针对某座现役已开裂的连续箱梁桥为区高度，降低其抗弯刚度，增大了桥梁的挠度，严例，运用有限元分析软件ansys进行模型分析，研重时将降低桥梁的承载能力，使其服务功能下降，究底板纵向

4、裂缝的裂缝参数变化对梁体结构的影甚至还会危害到桥梁的安全性。响，对了解桥梁的使用情况、评定桥梁的可靠度与(2)腹板斜裂缝：耐久性有一定的理论价值，为后续的桥梁检测与腹板斜裂缝出现在最大剪应力区域，详见图2维修加固具有一定的指导价值。所示。支座附近梁段同时受到剪切作用、弯曲作用，在剪切作用与弯曲作用相互交叠作用下使混1连续梁桥裂缝种类及成因分析凝土的主拉应力超过混凝土的抗拉极限强度值，连续箱梁桥由于设计考虑不全，施工不当或进而产生了裂缝。腹板斜裂缝一般集中在跨到跨超载车辆及自身的养护加固不够等原因，导致梁之间，且距离支座跨附近最多，裂缝开裂宽度一般体存在大量病害

5、。这些病害突出表现为梁体不同在0．1mm至0．5ITlm之间。部位开裂的现象，现汇总如下：(1)顶底板裂缝：斜裂缝，一一一一／／。／／，底板裂缝一般会出现在跨中的正弯矩区内，支点顶板裂缝常出现在墩顶的负弯矩区内，详见图1图2腹板斜裂缝示意图收稿日期：2014—12—02(3)顶板纵向裂缝。这类裂缝一般出现在顶板作者简介：高彤阳(1982一)，男，福建人，工程师，研究方向：桥梁、隧道工程。与腹板的交接处，或箱梁翼缘间的湿接缝处，间断154科技研究城市道桥与防洪2015年3月第3期三跨跨中的五个控制截面的挠度以及应力的影由以上对比分析的结果，可得到以下结论：响。(

6、3)第一跨底板横向裂缝条数的影响，分别调(1)各跨跨中挠度随着第一跨底板横向裂缝整第一跨跨中底板横向裂缝条数，观察讨论并计开裂宽度的增大而增大；混凝土上缘压应力随着算分析其对第一个支点(桥墩处)、第二个支点(桥第一跨底板横向裂缝开裂宽度的增大而增大。墩处)、一跨跨中、二跨跨中、三跨跨中的五个控制(2)当底板横向裂缝从0．05mm变到0．25TTIlTI，截面的挠度，以及应力的影响。各跨挠度变化增大百分比分别为40．4％，39．4％注1：在以下计算分析中，规定挠度以向下为10．8％；上缘压应力分别为60．2％、一22．7％、一8．8％、负，向上为正；规定应力以拉

7、应力为正，压应力为负。2．9％、1．6％；下缘应力分别为400．5％、17．4％、注2：以下计算结果中，增大值为负的话，表示15．5％、一9．4％、一7．1％。实际是减小值，增加百分比为负的话，表示实际为2．3底板横向裂缝开裂高度的影响减小百分比。典型裂缝在第一跨跨中的取三条裂缝，裂缝2．2底板横向裂缝宽度的影响平均间距z=0．5ITI，则开裂范围z=2×0．5=l(m)，根据分析工况，假使箱梁跨中2m范围内出现了五条底板横向裂缝，统计其裂缝的开裂宽度，平均开裂深度h分三个等级，依次分别选择为n0．1h．0．5h、0．9h。(其中h为箱梁底板的厚度。)即裂缝的

8、总宽度：△。，选择五个变化量，△，根据