空心板桥论文

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1、空心板桥论文关键词：装配武空心板桥；横向预应力；有限元法；加固；較缝引言装配式空心板梁桥由于其构造简单、受力明确、施工方便、可标准化集中预制生产等诸多优点和方便之处而在我国被广泛采用。在近20年的运营过程中，这些桥梁人部分都出现了不同程度的损害。其中最严重的安全隐患为板间绞缝破坏引起的单板受力现象。从理论上分析，对于空心板梁桥的计算采用的是较接板理论，此理论偏重较缝受剪而忽视受拉，在对钱缝抗剪验算采用的公式为：r0vd^afvd+1/1.4yfnk此公式对较缝的验算只是考虑了对钱缝本身的抗剪能力,没有考虑钱缝与板的接触面为新旧混凝土粘结面，对抗剪抗拉能力有一定的折减。这也映正了调查中发现饺

2、缝的破坏往往是先从粘结面开始的。对較接板空心板桥施加横向预应力则能很好的改善较缝的受力，首先对较缝施加了一个垂直压力nk,提高了较缝的抗剪能力；同时使板间能够传递一部分弯距使较缝处于一个预压力状态，能显著提高较缝的抗拉强度。通过有限元分析也验证了这一点。1、计算模型建立1.1桥梁工程实例：以某典型的装配式预应力空心板桥为研究对象，该桥纵向跨径为13m,横向9块板，每板的宽度为0.99m,高为0.6m,横向由漏斗状的混凝土较缝进行连接，有8cm混凝土铺装层，桥梁设计荷载为汽一20、挂-100o桥梁加固所用的横向体外预应力筋为1X7中d）jl5,布置形式为：在顺桥方向上，从跨中开始向两端依次在

3、间距为1、2m处设置横向休外预应力筋，共计5根，距板底5cm（以便对预应力钢绞线进行防腐处理）o1.2计算模型：因为荷载的横向分布与各板问的联结方式、断面的抗弯刚度和抗扭刚度有关，为能较好的反映结构的真实受力和变形情况，本文利用ansys软件建立实体有限元实体模型进行分析，混凝土采用s01id45实体单元、预应力钢绞线采用link8三维杆单元，预加力采用等效温度荷载来施加。2、计算结果及分析2.1未施加横向预应力时的荷载横向分布影响线：本有限元模型建模过程中考虑了铺装层的作用，故建立有、无铺装层两种模型与较接板法计的计算值进行对比分析。下面给出1、3、5号板的荷载横向分布影响线，如图1所示

4、。通过图1的对比，对以发现不考虑铺装层作用时有限元的计算值与较接板法的计算值有很好的吻合度；考虑铺装层作用吋有限元的计算值则更加趋向于平缓。鉴于传统的较接板法有诸多假设，故此有限元模型能真实的反映空心板桥的横向传力情况，可以认定此计算模型的正确性和有限元方法的有效性。2.2施加横向预应力前后横向分布影响线的对比分析：在计算模型中，为了分析所施加横向预应力及预应力大小对桥梁加固效果的影响，依次将5根横向预应力筋的预应力荷载设为100、150、200kn/根等3种情况进行分析。对1、3、5号板加施加预应力前后的荷载横向分布影响线进行比较，见图2。通过图2分析，施加横向预应力以后对板间的横向分布

5、有一定的影响，随着预应力的加人有使横向连接有趋于加强的趋势，但总体对较接空心板桥的荷载横向分布的影响并不很明显。可见横向预应力筋承担的板间弯矩对于各板间的荷载横向传布影响并不大。3、较缝受力分析在现实设计、施工过程中往往会依据较接板法理论在較缝中加入足够的抗剪钢筋，对较缝的受拉反而没有足够的重视，所以本文主要分析较缝与板粘结面下缘连接薄弱处的横桥向拉应力。为了真实的反应桥梁工作时的受力情况，模拟两列300kn车跨中对称布载（按跨中最不利位置布载）情况。由于对称性只考虑1〜5号较缝的受力情况（由边板到中板依次为1〜5号較缝），在各荷载工况下，較缝所受拉应力如表1所示。如表1所示，在车辆荷载作

6、用下各较缝混凝土与板粘结的下缘处于受拉状态（只有1号較缝个别位置受压），随着横向预应力的加大拉应力逐渐减小，当加大为200kn时1、2、3号较缝下缘混凝土已完全处于受压状态，受拉应力较大的4、5号較缝也明显减小。较缝受到的最人拉应力位于4号较缝的1/2处，为1.4218mpao较缝釆用的是c40混凝土,理论轴心抗拉强度为2.4mpa。较缝混凝土和板的粘结面属于新旧混凝土结合面，新老混凝土粘结轴拉强度试验结果表明，接触面粘结受拉强度为混凝土受拉强度的67.4%-84.2%,取可能出现的最小结果为1.617mpa,同时较缝混凝土施工困难使得粘结强度很难达到实验强度，再加上现今公路交通中交通量增

7、大、大型重型车增加使得較缝的安全储备大大降低甚至在运营初期已出现裂缝。施加横向预应力后，在横向预应力100、150、200kn作用下分别改善为1.0366、0.84594、0.65528mpa,改善效果分别为27.1%、40.5%、53.9%。由以上分析可以得出横向预应力的存在能很好的改善较缝的受力状态，大大降低较缝混凝土的拉应力，对于较缝与板的粘结面此等薄弱处起到很好的保护作用。4、小结(1)通过和较接板法的计算值进行