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1、空心板橋論文關(guān)鍵詞：裝配武空心板橋；橫向預應力；有限元法；加固；較縫引言裝配式空心板梁橋由于其構(gòu)造簡單、受力明確、施工方便、可標準化集中預制生產(chǎn)等諸多優(yōu)點和方便之處而在我國被廣泛采用。在近20年的運營過程中，這些橋梁人部分都出現(xiàn)了不同程度的損害。其中最嚴重的安全隱患為板間絞縫破壞引起的單板受力現(xiàn)象。從理論上分析，對于空心板梁橋的計算采用的是較接板理論，此理論偏重較縫受剪而忽視受拉，在對錢縫抗剪驗算采用的公式為：r0vd^afvd+1/1.4yfnk此公式對較縫的驗算只是考慮了對錢縫本身的抗剪能力,沒有考慮錢縫與板的接觸面為新舊混凝土粘結(jié)面，對抗剪抗拉能力有一定的折減。這也映正了調(diào)查中發(fā)現(xiàn)餃
2、縫的破壞往往是先從粘結(jié)面開始的。對較接板空心板橋施加橫向預應力則能很好的改善較縫的受力，首先對較縫施加了一個垂直壓力nk,提高了較縫的抗剪能力；同時使板間能夠傳遞一部分彎距使較縫處于一個預壓力狀態(tài)，能顯著提高較縫的抗拉強度。通過有限元分析也驗證了這一點。1、計算模型建立1.1橋梁工程實例：以某典型的裝配式預應力空心板橋為研究對象，該橋縱向跨徑為13m,橫向9塊板，每板的寬度為0.99m,高為0.6m,橫向由漏斗狀的混凝土較縫進行連接，有8cm混凝土鋪裝層，橋梁設(shè)計荷載為汽一20、掛-100o橋梁加固所用的橫向體外預應力筋為1X7中d）jl5,布置形式為：在順橋方向上，從跨中開始向兩端依次在
3、間距為1、2m處設(shè)置橫向休外預應力筋，共計5根，距板底5cm（以便對預應力鋼絞線進行防腐處理）o1.2計算模型：因為荷載的橫向分布與各板問的聯(lián)結(jié)方式、斷面的抗彎剛度和抗扭剛度有關(guān)，為能較好的反映結(jié)構(gòu)的真實受力和變形情況，本文利用ansys軟件建立實體有限元實體模型進行分析，混凝土采用s01id45實體單元、預應力鋼絞線采用link8三維桿單元，預加力采用等效溫度荷載來施加。2、計算結(jié)果及分析2.1未施加橫向預應力時的荷載橫向分布影響線：本有限元模型建模過程中考慮了鋪裝層的作用，故建立有、無鋪裝層兩種模型與較接板法計的計算值進行對比分析。下面給出1、3、5號板的荷載橫向分布影響線，如圖1所示
4、。通過圖1的對比，對以發(fā)現(xiàn)不考慮鋪裝層作用時有限元的計算值與較接板法的計算值有很好的吻合度；考慮鋪裝層作用吋有限元的計算值則更加趨向于平緩。鑒于傳統(tǒng)的較接板法有諸多假設(shè)，故此有限元模型能真實的反映空心板橋的橫向傳力情況，可以認定此計算模型的正確性和有限元方法的有效性。2.2施加橫向預應力前后橫向分布影響線的對比分析：在計算模型中，為了分析所施加橫向預應力及預應力大小對橋梁加固效果的影響，依次將5根橫向預應力筋的預應力荷載設(shè)為100、150、200kn/根等3種情況進行分析。對1、3、5號板加施加預應力前后的荷載橫向分布影響線進行比較，見圖2。通過圖2分析，施加橫向預應力以后對板間的橫向分布
5、有一定的影響，隨著預應力的加人有使橫向連接有趨于加強的趨勢，但總體對較接空心板橋的荷載橫向分布的影響并不很明顯?？梢姍M向預應力筋承擔的板間彎矩對于各板間的荷載橫向傳布影響并不大。3、較縫受力分析在現(xiàn)實設(shè)計、施工過程中往往會依據(jù)較接板法理論在較縫中加入足夠的抗剪鋼筋，對較縫的受拉反而沒有足夠的重視，所以本文主要分析較縫與板粘結(jié)面下緣連接薄弱處的橫橋向拉應力。為了真實的反應橋梁工作時的受力情況，模擬兩列300kn車跨中對稱布載（按跨中最不利位置布載）情況。由于對稱性只考慮1?5號較縫的受力情況（由邊板到中板依次為1?5號較縫），在各荷載工況下，較縫所受拉應力如表1所示。如表1所示，在車輛荷載作
6、用下各較縫混凝土與板粘結(jié)的下緣處于受拉狀態(tài)（只有1號較縫個別位置受壓），隨著橫向預應力的加大拉應力逐漸減小，當加大為200kn時1、2、3號較縫下緣混凝土已完全處于受壓狀態(tài)，受拉應力較大的4、5號較縫也明顯減小。較縫受到的最人拉應力位于4號較縫的1/2處，為1.4218mpao較縫釆用的是c40混凝土,理論軸心抗拉強度為2.4mpa。較縫混凝土和板的粘結(jié)面屬于新舊混凝土結(jié)合面，新老混凝土粘結(jié)軸拉強度試驗結(jié)果表明，接觸面粘結(jié)受拉強度為混凝土受拉強度的67.4%-84.2%,取可能出現(xiàn)的最小結(jié)果為1.617mpa,同時較縫混凝土施工困難使得粘結(jié)強度很難達到實驗強度，再加上現(xiàn)今公路交通中交通量增
7、大、大型重型車增加使得較縫的安全儲備大大降低甚至在運營初期已出現(xiàn)裂縫。施加橫向預應力后，在橫向預應力100、150、200kn作用下分別改善為1.0366、0.84594、0.65528mpa,改善效果分別為27.1%、40.5%、53.9%。由以上分析可以得出橫向預應力的存在能很好的改善較縫的受力狀態(tài)，大大降低較縫混凝土的拉應力，對于較縫與板的粘結(jié)面此等薄弱處起到很好的保護作用。4、小結(jié)(1)通過和較接板法的計算值進行
