梁高變化規(guī)律對(duì)大跨徑變截面箱梁受力影響分析

《梁高變化規(guī)律對(duì)大跨徑變截面箱梁受力影響分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、廣東建材2014年第6期工程試驗(yàn)與研究1前言梁高變化規(guī)律對(duì)大跨徑變截面箱梁受力影響分析萬(wàn)歡(廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司)【摘要】大跨徑變截面箱梁以其經(jīng)濟(jì)、美觀及施工方便等優(yōu)點(diǎn)被大量的采用，其中不乏主跨超200m的大跨徑橋梁。大跨徑變截面箱梁設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)支點(diǎn)及跨中梁高取值一般較為關(guān)注，但卻往往忽略了梁高變化規(guī)律對(duì)箱梁受力的影響，這也是部分橋梁出現(xiàn)病害的原因之一。本文以主跨210m的某橋?yàn)槔?，通過(guò)計(jì)算對(duì)比，研究了不同指數(shù)拋物線方案的梁高變化規(guī)律對(duì)箱梁斷面框架受力以及主梁縱向受力的影響，對(duì)大跨度變截面箱梁梁高變化規(guī)律的選取提出了建議?！娟P(guān)鍵詞】梁高變化規(guī)律；大跨徑；變截面箱梁；受力

2、影響隨著近年來(lái)我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展，懸臂現(xiàn)澆施工的變截面混凝土箱梁以其經(jīng)濟(jì)、美觀及施工方便等優(yōu)點(diǎn)被大量的采用，其中不乏主跨超200m的大跨徑橋梁。但由于設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)及材料本身等諸多因素，部分大跨徑變截面箱梁出現(xiàn)了跨中下擾、梁體開(kāi)裂等病害。從設(shè)計(jì)角度分析，結(jié)構(gòu)尺寸擬定不合理是重要原因之一，而結(jié)構(gòu)尺寸擬定時(shí)對(duì)支點(diǎn)梁高和跨中梁高取值一般都較為重視，但對(duì)于梁高變化規(guī)律的選用往往重視不足。2合理的跨中及支點(diǎn)梁高取值梁高變化規(guī)律的選取必須建立在合理的梁高選取上。2．1支點(diǎn)梁高過(guò)高的支點(diǎn)箱梁會(huì)造成翼緣應(yīng)力不均勻性增加，分析表明L／16以下梁高基本不會(huì)出現(xiàn)這種不均勻性。而過(guò)低的支點(diǎn)梁高造

3、成絞線用量大幅增加，并對(duì)長(zhǎng)期撓度控制不利，按照設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，支點(diǎn)梁高不宜小于L／18。因此一般合理的支點(diǎn)梁高在L／16．7～L／17．0之間。2．2跨中梁高在合理的邊中跨LLff,J下，直接決定跨中梁高的不是主跨而是邊跨跨徑。跨中梁高偏小時(shí)增加設(shè)計(jì)對(duì)長(zhǎng)期撓度控制的難度?？缰辛焊咭藶檫吙缈鐝降膌／25～1／30，邊中跨比值較大時(shí)取大值；另外，梁高變化規(guī)律的曲線指數(shù)越大，上述跨中梁高與邊跨跨徑比取大值；3梁高變化規(guī)律對(duì)上部結(jié)構(gòu)受力影響3．1研究對(duì)象橋梁情況某大橋跨徑組合為(125+210+125)m，邊中跨比0．595，支點(diǎn)梁高和跨徑擬采用12，5m(主跨／16．8)和4．2m(邊跨／29

4、．8)，跨徑組合及梁高參數(shù)均在合理范圍。橋梁?jiǎn)畏鶚驅(qū)?8．5m，采用單箱單室斷面。圖1箱梁斷面圖3．2梁高變化規(guī)律擬定的影響因素梁高變化規(guī)律應(yīng)根據(jù)以下因素來(lái)確定：A跨徑、B斷面箱底寬；C豎曲線：D施工質(zhì)量；E景觀性。其中豎曲線一般在市政橋梁中才會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生顯著影響，而施工質(zhì)量及景觀性不在本文探討范圍。下文結(jié)合本橋情況具體分析如下：(1)跨徑因素：縱橋向跨徑直接決定后期合龍底板束用量，其徑向力會(huì)使斷面框架受力增大。(2)斷面箱底寬：腹板數(shù)量較少，箱梁底寬較大時(shí)，會(huì)一31—工程試驗(yàn)與研究廣東建材2014年第6期限制后期合龍底板束總根數(shù)，造成鋼束股數(shù)變大，單個(gè)腹板附近布置更多鋼束，布置

5、位置更靠近底板跨中，也會(huì)增加斷面框架受力。由此可見(jiàn)，梁高變化規(guī)律主要通過(guò)底板束徑向力對(duì)斷面框架受力的影響主要體現(xiàn)為底板及腹板受力。3．3梁高變化規(guī)律對(duì)箱梁斷面框架受力影響分析底板束徑向力與底板曲率半徑有直接關(guān)系，不同指數(shù)梁高變化規(guī)律對(duì)應(yīng)的曲率半徑如圖2所示：nL

6、ZUU40UbUUgULllUUU長(zhǎng)度方向(mJ圖2不同指數(shù)梁底曲率半徑沿程分布不同指數(shù)形式造成的梁底曲線曲率值在跨中約L／7區(qū)段有著顯著區(qū)別，而這個(gè)區(qū)段正是底板鋼束數(shù)量最多的區(qū)間；以2次方變化規(guī)律為界，小于2次方時(shí)，曲率在此區(qū)段呈現(xiàn)急劇增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)，2次方時(shí)，沿程曲率分布均勻，平均數(shù)字上較小；大于2次方時(shí)，則曲率會(huì)在此區(qū)域相

7、對(duì)急劇降低。下文結(jié)合本橋，對(duì)采用1．6次和2次方梁高變化規(guī)律時(shí)斷面框架受力進(jìn)行分析。以下分析取用近跨中區(qū)段，鋼束徑向力考慮施工容許誤差、項(xiàng)目縱坡等附加的曲率，為便于觀察，未考慮箱梁溫差、收縮等效應(yīng)。I耋二。j圖31．0次方時(shí)底板橫橋向應(yīng)力分布底板跨中橫橋向應(yīng)力：上緣壓應(yīng)力11．44MPa；下緣拉應(yīng)力11．68MPa。一32一圖41．5次方時(shí)腹板側(cè)面應(yīng)力分布腹板彎曲應(yīng)力2．2MPa(內(nèi)側(cè)受拉)。。j圖52次方時(shí)底板橫橋向應(yīng)力分布底板跨中橫橋向應(yīng)力：上緣壓應(yīng)力5．5MPa；下緣拉應(yīng)力5．6MPa。l妻I鋈圖61．6次方時(shí)腹板側(cè)面應(yīng)力分布腹板彎曲應(yīng)力1．07MPa(內(nèi)側(cè)受拉)。經(jīng)驗(yàn)算，梁

8、高按2次方變化，考慮溫度等其他效應(yīng)，底板由0．15mm裂縫控制的配筋量仍需要達(dá)到由20@lOcm。根據(jù)以上分析可見(jiàn)：對(duì)于箱梁底寬及跨度較大的箱梁，底板受力較為嚴(yán)峻，建議梁高變化規(guī)律選擇2次方或以上的拋物線。3．4梁高變化規(guī)律對(duì)沿程梁高分布及縱向受力影響一般大跨徑變截面箱梁縱向受力需要注意的突出問(wèn)題及其分布區(qū)域如圖7所示。為研究上部箱梁梁高變化規(guī)律在上述受力中產(chǎn)生的差異性，下文展示了梁高變化規(guī)律指數(shù)分別為1．6、2湖伽拋咖蝴㈣塒。一占嗥卅哥雹(卜∞L／8醫(yī)愛(ài)點(diǎn)耋譬譬■翟