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《簡支空心板橋加寬剛度漸變施工細部研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、簡支空心板橋加寬剛度漸變施工細部研究摘要：以某高速公路空心板橋為工程背景，采用有限元程序Midas建立該橋的空間有限元計算模型，細部分析結(jié)果表明：橫向剛度漸變構(gòu)件的槽鋼和螺栓在工作時容易出現(xiàn)應(yīng)力集中。螺栓出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，其應(yīng)力值遠大于槽鋼的應(yīng)力值，橫向剛度漸變構(gòu)件在工作時螺栓是薄弱部分，選擇螺栓時，為了保證其有足夠的安全可靠度，應(yīng)選擇高強螺栓和適當(dāng)增加螺栓直徑；所選定的槽鋼和螺栓的局部應(yīng)力都在材料承受范圍內(nèi)，給出空心板橋剛度漸變施工方案和具體措施。關(guān)鍵字：空心板，加寬，細部分析中圖分類號：TS653.92+3文獻
2、標(biāo)識碼：A文章編號：1引言分析已有的研究成果可以看出，采用分離式加寬或剛性連接方案均沒有達到理想的加寬工程效果，主要原因是新空心板和舊空心板之間存在較大的剛度差異，這種差異會在新舊空心板結(jié)合部位產(chǎn)生位移突變及附加應(yīng)力，造成橋面鋪裝開裂，從而產(chǎn)生工程病害，不能滿足工程使用要求。如果能將集中在兩塊空心板上的剛度差異有效地分配到多塊板上，這樣產(chǎn)生的變形或附加應(yīng)力就會減小，滿足工程使用要求。對采用剛度漸變的空心板橋進行靜力動力力學(xué)性能分析。計算結(jié)果表明：施加橫向剛度漸變構(gòu)件前后的整橋在過渡區(qū)域位移有較大的不同，在施加橫向剛
3、度漸變構(gòu)件前，新內(nèi)板和舊板之間出現(xiàn)較大的剛度突變，引起位移突變；施加橫向剛度漸變構(gòu)件后，各個橋面板的位移呈現(xiàn)逐步變化的趨勢。施加橫向剛度漸變構(gòu)件前承受荷載的空心板荷載橫向分布系數(shù)突起明顯，即單板受力明顯；施加橫向剛度漸變構(gòu)件后，荷載橫向分布系數(shù)突起值減小，突起寬度增大，說明施加的集中荷載由多塊板共同承擔(dān)。對比施加橫向剛度漸變構(gòu)件前后的靜力力學(xué)性能，證明了施加橫向剛度漸變構(gòu)件的有效性，橫向剛度漸變效果良好。另外，施加橫向剛度漸變構(gòu)件前各橋板跨中位移達到最大值的時間也有一定的不同，說明其振動存在不同步現(xiàn)象，振動不同步可
4、能會導(dǎo)致橋梁在使用期間，企口縫混凝土因橋板的不同步振動出現(xiàn)破壞；施加橫向剛度漸變構(gòu)件后各橋板之間振動位移協(xié)調(diào)性大大增強，達到最大位移的時間幾乎一致。從動力效果分析也說明了施加橫向剛度漸變構(gòu)件的必要性和有效性。2工程概況通過上章加固效果的評價，證明了施加橫向剛度漸變構(gòu)件的必要性和有效性。為了方便施加橫向剛度漸變構(gòu)件的應(yīng)用，本節(jié)對橫向剛度漸變構(gòu)件的槽鋼的受力和布置情況進行分析。由于前文進行分析時，空心板和橫向剛度漸變構(gòu)件均采用梁單元模擬，只能分析整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移，不能進行精確細部內(nèi)力分析。因此，還需要運用Midas
5、/Civ訂有限元程序，對橋梁進行三維空間塊體實體有限元建模，所建立的全橋三維有限元計算模型如圖1和圖2所示。圖1斜、正橋有限元計算模型在細部分析有限元建模中，空心板的彈性模量釆用鋼筋與混凝土的折算彈性模量考慮普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響。對于空心板和底部橫向剛度漸變構(gòu)件均用塊體單元離散；根據(jù)橫向剛度漸變構(gòu)件實際施工情況，空心板與槽鋼之間采用螺栓連接，槽鋼沒有與空心板完全粘連在一起，為了與實際情況接近，在細部分析有限元建模時，不能讓槽鋼的空間塊體與空心板的空間塊體全部共節(jié)點，僅在螺栓布置的地方，讓空心板與槽鋼的空間塊體
6、之間共節(jié)點連接。斜橋共劃分為21336個空間塊體單元，33756個節(jié)點。正橋共劃分為39406個空間塊體單元，59741個節(jié)點。由于該橋為簡支板橋，故邊界條件設(shè)為兩端簡支，全橋共有146個支座。空心板企口縫同樣采用塊體建模，其與空心板的空間塊體之間共節(jié)點連接，其彈性模量新板采用C60的素混凝土，舊板采用C40的素混凝土。為了獲得橫向剛度漸變構(gòu)件的槽鋼及螺栓的最不利受力狀況，對橋梁進行最不利車輛荷載布置。由于本項目現(xiàn)場試驗采用一輛SH361型重車，單車前軸為60kN,中后軸為120kN,全車重300kNo為了方便說明
7、車輛荷載的橫向加載位置，對整個橋板進行統(tǒng)一編號，最左邊舊板為1號板，最右邊新板為18號，如圖5.3所示。圖2整橋統(tǒng)一編號圖圖3加載重車橫向加載位置橫向布置：重車輪距為1.8m,考慮到不允許交通斷行，共考慮8種橫向加載位置：橫向加載位置A：重車作用在舊板上，右輪位于9號舊板中心；橫向加載位置B：重車作用在舊板及新板上，左輪位于10號新板中心；橫向加載位置C：重車作用在舊板上，右輪位于11號新板中心；橫向加載位置D：重車作用在舊板及新板上，左輪位于12號舊板中心；橫向加載位置E：重車作用在舊板及新板上，右輪位于13號板
8、中心；橫向加載位置F：重車作用在新板上，左輪位于14號板中心；橫向加載位置G：重車作用在新板上，右輪位于15號舊板中心；橫向加載位置H：重車作用在新板上，左輪位于16號舊板中心。3剛度漸變施工方法與以上荷載加載位置相對應(yīng)，計算時共考慮8種荷載工況，通過有限元分析確定的槽鋼加固型號為［12.6,采用高強螺栓將鋼板施加到空心板上。為了保證槽鋼的實際安裝狀態(tài)與數(shù)值
