先简支后连续小箱梁桥横向分布研究.pdf

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第41卷第3期Vol.41，No.32015年6月SichuanBuildingMaterialsJune，2015先简支后连续小箱梁桥横向分布研究121钟亚丽,石翔,沈宏新(1.安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山243002;2.江苏神龙海洋基础有限公司,江苏南京210000)摘要:中、小跨径带翼小箱梁在国内外发展十分迅间视为铰接,假设只传递剪力,不传递弯矩;刚接板法:速,因此,探讨这类桥的受力行为和设计计算方法有重要把相邻主梁之间视为整体化连接,即传递剪力和弯矩。的理论意义和工程实用价值。本文根据带翼小箱梁桥的特方法1采用铰接板法全截面增大1．05倍计算其荷载横[2]点,对提出的理论与刚接板法和铰接板法计算以及实桥的向分布系数,方法2采用刚接板法全截面增大1．1倍计[2-3]试验结果做对比,并借助有限元ABAQUS分析结果对提出算其荷载横向分布系数。本文在方法1、方法2的基础的理论进行验证,研究表明:对于无横隔板小箱梁,应采上提出对无横隔板小箱梁横向分布系数计算采用铰接板法,用铰接板法计算横向分布系数,并且对加载点下的箱梁应并对荷载作用点下的箱梁横向分布系数增大1．2倍,远离×1．2的放大系数,而偏离加载点的箱梁直接使用。在荷载作用点下的箱梁横向分布系数不做增大处理。关键词:箱梁;刚接板法;铰接板法;有限元+1连续小箱梁桥荷载横向分布计算中图分类号:U448．215文献标志码:B文章编号:1672-4011(2015)03-0129-021．1工程概况DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.03.062安徽省马鞍山市桥山路位于桥山路与慈湖河路交叉口,0前言桥梁上部结构采用5跨25m连续预应力钢筋混凝箱梁,采用先简支后连续施工方法,箱梁采用C50预应力混凝土。中、小跨径带翼小箱梁由于截面抗扭强度及抗弯强度跨中横截面图如图1所示。大、弯曲应力图形合理、剪应力小、稳定性好以及施工速度快和造价低等优点,能够很好地满足高等级公路行车高速、平稳、舒适的要求。中、小跨径带翼小箱梁桥在国内外得到了迅速地发展和广泛地应用。因此,探讨这类桥的图1桥梁横截面图受力行为和设计计算方法具有重要的理论意义和工程实用价值。根据箱梁的构造和受力特点,对箱梁跨中截面底部分中、小跨径带翼小箱梁桥多采用装配式,其荷载横向别布置一个应变测点和一个挠度测点,记录测量的结果。分布系数计算是设计计算的首要任务,关系到结构的安全本文针对第二跨跨中截面数据结果进行分析。性和可靠性。荷载横向分布计算一直是桥梁设计中的一个1．2计算结果与实际工程检测结果对比重要内容,它作为空间内力计算的一种实用的近似方法,方法1、方法2计算结果以及本文理论计算结果与现场曾得到广泛应用。利用内力或荷载的横向分布系数分析桥实测结果作对比,如表1和图2~3所示。梁结构,实质上是在一定的误差范围内寻求一个近似的影表1第二跨各梁计算结果响面来代替精确的影响面,把一个复杂的空间问题转化成最大应力工况加载横向分布工况加载梁平面问题来进行求解,以及把影响面η(x,y)分解为两个单实测本文实测本文号方法1方法2方法1方法2[1]挠度理论挠度理论值函数的乘积,即η(x,y)=η(x)×η(y)。有限元方法1215．2215．1925．2855．9682．7783．1301．6752．646虽然具有通用性强的一面,但不可避免地带来自由度大、23．5733．7562．5604．0843．2603．2532．4953．725工作量大的不利一面,并且由于结构的多维性以及计算机32．0632．4811．1452．3583．3943．1852．7303．879条件所限,使其在工程中的应用和推广很困难。同时,简41．2551．5340．5401．1952．7692．7951．8503．165化的计算方法有助于我们定性分析和估算结构的受力性能,50．8240．8770．1100．7851．9492．2630．8551．856还能校核分析计算机的计算结果。因此,荷载横向分布系60．6390．4000．0650．6091．4981．7720．3251．427数简化计算的准确性分析是很值得研究的。方法1方法2为确保桥梁结构的安全性和可靠性,有必要对主要的7.000方法14.5004.000本文理论6.000方法2荷载横向分布系数计算方法的精确性和可靠性进行计算分3.500实测挠度5.000本文理论3.000析,并且总结出中、小跨径带翼小箱梁桥最适宜的荷载横4.000实测挠度2.5003.0002.000向分布系数简化计算方法。本文采用了铰接板法和刚接板2.0001.5001.000法对比分析,得出中、小跨径带翼小箱梁桥的荷载横向分1.0000.5000.0000.000布系数简化计算方法。其中,铰接板法:把相邻板(梁)之0123456701234567图2最大应力工况加载图3横向分布工况加载图2~3可以看出,在车辆加载点下的箱梁挠度较大,作者简介:钟亚丽(1990-),女,安徽芜湖人,在读硕士研究生,主要(下转第132页)研究方向:市政工程道路桥梁。·129· Vol.41，No.3第41卷第3期June，2015SichuanBuildingMaterials2015年6月新的地质灾害,以确保锚定施工安全,另外雨季施工应做能引发的崩塌或滑坡等将直接影响桥梁的稳定,场区属建好基坑防排水工作。筑抗震危险地段,地震动峰值加速度为0．25g,地震基本锚定基底设计标高处靠河侧基底地层为卵石,靠山侧烈度为8°,反应谱特征周期为0．45s。桥梁抗震设计宜提为中风化黑云斜长片麻岩,岩性的不均一性势必会造成基高一度按9度设防,并做好相适抗震防灾措施。础的不均匀沉降,因此,建议锚定基坑开挖完成后,需靠2)桥址区断裂均属晚更新世活动断裂及其以前活动断河侧卵石层进行碾压、夯实或注浆处理。裂,无全新世活动断层,可不采取避让措施,基础设计按该锚定位于易贡藏布右岸危岩体崩塌堆积斜坡坡脚,不均匀地基处理。斜坡表层土体结构松散,雨季或洪水期河水冲刷岸坡会影3)主塔应采用桩基,且需嵌入一定深度。对锚定处地响锚定基础的稳定,建议对沿河岸坡设置防冲刷挡墙。基进行碾压、夯实或注浆处理以消除不均匀沉降;对两岸3)主塔。主塔位于帕隆藏布左岸一三角面基岩山嘴,锚定边坡采用锚索框架加以防护,并应做好基坑的防排水岸坡陡峻,根据钻探岩芯以及现场出露基岩情况分析,岩工作;对两岸坡采用防冲刷挡墙进行防护,以免洪水侧蚀体稳定性较好,建议主塔基础采用嵌岩桩,以中风化黑云及冲刷。斜长片麻岩作为基础持力层,容许承载力基本值[f]=4)桥址区地表水与地下水对混凝土具弱腐蚀性,对拟a02000kPa,饱和抗压强度为58．45MPa。受断层影响,主塔建通麦特大桥应采取相应的防腐措施。基岩山嘴处节理构造发育,建议对该岸主塔附近岩体采用[ID:002091]锚喷加固防护,基础均需嵌入一定深度。参考文献:4结论与建议[1]陈海龙.新建云桂铁路丘北南盘江双线特大桥工程地质条件研究[D].成都:西南交通大学,2012.1)桥址区地层结构较简单,地质构造较复杂,地震可■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■(上接第129页)限元计算结果吻合地很好,能真实地反应小箱梁桥在无横偏离加载点的箱梁挠度偏小,说明车辆荷载对加载点下的隔板的情况下横向分布影响。箱梁影响大,对偏离加载点的箱梁影响小。图3中可以看有限元出铰接板法横向分布图趋势较刚接板法横向分布图与实测7.000有限元4.500本文理论6.000本文理论4.000实测挠度挠度更接近,说明对无横隔板连续小箱梁横向分布计算时5.000实测挠度3.5003.0004.0002.500应采用铰接板法计算更符合实际。3.0002.000图2中,方法1、方法2在箱梁影响最大处的挠度比实2.0001.5001.0001.0000.500测挠度要偏小,本文理论与方法1、方法2相比较而言,能0.0000.0000123456701234567更好地反应箱梁横向分布影响。图3中,虽然本文理论、图4最大应力工况加载图5横向分布工况加载方法1、方法2计算的挠度值都比实测挠度大,但是本文理论的趋势和实测挠度更接近,能更好地反应箱梁横向分布3结论与展望影响。对于简支转连续的无横隔板小箱梁桥,用铰接板法计2有限元分析算更符合实测挠度趋势,但是在最大挠度处是偏于不安全的。本文用铰接板法计算,并且对加载点下的横向分布系本文主要讨论横向分布,故建模时不考虑实际的预应数×1．2的放大系数,而偏离加载点下的横向分布系数保持力作用以及梁体自重。根据该梁的施工方法,主梁翼缘板不做处理。通过数据对比分析得出本文理论能更好地反应在成桥阶段为刚性连接,用有限元模型中8节点六面体的无横隔板小箱梁横向分布影响。实体模型来模拟混凝土部分,同时忽略预应力及普通钢筋的作用[4-5]。通过有限元ABAQUS对桥梁进行计算,在有在本文研究中,实验是不完善的,对比分析数据较少,限元中,对湿接缝与箱梁之间的连接采用tie连接,减小湿并没有对每块板都进行实验研究,在以后的研究中还可以接缝与箱梁之间的连接性能。测得的结果如表2所示。深入研究。表2ABAQUS计算结果[ID:001870]最大应力工况加载横向分布工况加载梁参考文献:实测本文实测本文号有限元计算有限元计算挠度理论挠度理论[1]韩清海.中小跨径荷载横向分布系数计算方法的研究及其应用15．7865．2855．9681．97861．6752．646[D].长春:吉林大学,2009.23．352．564．0843．14472．4953．725[2]李国豪.石洞公路桥梁荷载横向分布计算[M].北京:人民交通31．6031．1452．3583．5482．733．879出版社,1974.40．7920．541．1953．171．853．165[3]郭守儆.中、小跨径带翼缘小箱梁横向受力分布研究[D].成50．4240．110．7851．8220．8551．856都:西南交通大学,2007.60．2310．0650．6091．1220．3251．427[4]姜震宇.连续梁桥荷载横向分布的研究[A].第16届全国结构由表2和图4~5所示得:ABAQUS中对湿接缝和箱梁工程学术会议论文集[C].2007.使用tie连接是合适的,位移计算的测试精度为0．005,在[5]王玉镯,傅传国.ABAQUS结构工程分析及实例详解[M].北位移比较小的情况下式存在误差。图4~5中本文理论与有京:中国建筑工业出版社,2010.·132·