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需 采纳必然的办法减小底板的横向应力

发布日期:[2019-11-26]    点击数:

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  横向j3口勤肋对箱梁底板受力的感化阐发i (1.东南大学建建设想研究院,江苏南京210096;2.东南大学交通学院,江苏南京210096)摘要:按照某持续刚构桥合龙段的空间模子,阐发无加劲肋以及正在跨中设置四道加劲肋时箱梁底板的应力情况,并研究 加劲肋尺寸变化对箱粱底板受力的影响。成果表白:设置加劲肋对底板受力机能有很大的改善,出格是加劲肋对底板横向刚 度的贡献,使得底板横向拉应力显著减小。底扳横向应力对加劲肋高度变化较,跟着加劲肋高度的添加,横向拉应力逐 渐减小;底板纵向应力对加劲肋宽度变化较,跟着宽度的添加纵向应力逐步增大。 环节词:持续刚构桥;箱梁底板;横向加劲肋;尺寸变化;受力阐发 中图分类号:U448.23 文献标识码:A 文章编号:1002-4786(2011)23—0133—04 Mechanical Analysis TransverseStifiener Effect BottomSlab BoxGirder GE Wan-guan91,YE Jian-shu2,MA Yin92 (1.Architectural Design&Research Institute SoutheastUniversity,Nanjing 210096,China; 2.School Transportation,SoutheastUniversity,Nanjing 210096,China) Abstract:According acontinuousrigid frame bridge model space,itanalysis non—stiffening rib stresssituation when four inter-stiffening rib setup boxgirderand studies stiffeningrib size change boxgirder.The result shows settingstiffening rib boxgirderthe stress performance greatlyimproved,and particularly stiffeningrib lateralrigidity floormakes floor horizontal stress significantly reduce.Bottom horizontal stress stiffeningrib,with height,lateralstress gradually de- crease.The bottom longitudinal stress stiffeningrib,with width,thelongitudinal stress gradually increase. Key words:continuous rigid flame bridge;bottom slab;transverse stiffener;size change;stress analysis 1引言 持续刚构桥跨中箱梁底板的纵向裂痕及崩裂问 题近年来逐步惹起桥梁工程师们的关心。国内已有 若干桥梁正在合龙段施工过程中发生了这种病害Il-51, 这使桥梁未投入运营就“先天不脚”,为桥梁布局的 “健康”埋下了必然的现患。 箱梁底板的纵向裂痕及崩裂问题一般取施工中 张拉跨中合龙段箱梁底板纵向预应力钢束同时发 生,次要缘由为纵向预应力吨位过大、箱室过宽和 底板过薄等。这些要素的配合感化导致了箱梁底板 受力不合理,发生较大的横向拉应力,使底板呈现 纵桥向裂痕以至崩裂。为降低底板的横向拉应力, 可设置横隔板或横向加劲肋,但增设横隔板或加劲 肋同时也会增大布局自沉。因而能否正在跨中设 置横隔板或加劲肋需慎沉考虑。 本文以一座(55+88+55)m三孔预应力混凝土连 续刚构桥为例,采用空间无限元法式。阐发了箱梁 合龙段正在设置加劲肋前后的受力机能.而且研究了 加劲肋尺寸的变化对箱梁底板的受力影响。 2工程概况 某桥为三跨(55+88+55)m预应力混凝土持续刚 构桥,采用悬臂施工,单箱单室截面,箱梁横断面 如图l所示。 箱梁顶宽19m,底板宽10.5m,支点梁高4.8m, 2011年12B第23期I 133 万方数据 堑j堕地道工程旦.dge垦!垡!永利棋牌网址,!里!至!旦!!皇皇!啦 箱粱横断面图跨中梁高2.Om,梁底线次抛物线cm(支座),底板变厚度 25cm(跨中)一55cm(支座)。 采用三向预应力系统.纵向及横向预应力筋钢 束采用尺度强度为l 860MPa的钢绞线 mm,竖向预应力采用632粗钢筋;中跨底 板束为19根一束,共22束,中跨跨中缀面底板合龙 束安插如图2所示,预应力束张拉节制应力均为l 395MPa,中跨合龙柬一次张拉完成。从桥上部箱 梁及桥墩均采用C50混凝土。 单元:m 跨中截面底板钢束安插图正在跨中安插四道加劲肋.加劲肋的安插体例如 图3所示。 单元:m 横向加劲肋安插加劲肋的尺寸按宽度不变增减高度和高度不变 增减宽度两种体例变化(见图4),具体如下: a)b=0.5m时,h=O.4m、0.45m、0.5m、0.55m、 0.6m; b)h=0.5m时,b=0.4m、0.45m、0.5m、0.55m、 0.6m。 加劲肋示企图3计较模子 3.1 计较参数及计较工况 利用Ansys无限元软件成立空间模子。因为加 劲肋安插正在跨中部门,因而成立包罗跨中合龙段及 两边各三个节段共八个节段的无限元模子.混凝土 采用solid45实体单位,预应力钢绞线杆单 元模仿,纵向预应力束采用实体力筋的体朋分法, 以降温的体例从动M,单位材料特征见表1。 材料特征表构件 材料名称 模子单元 标号 弹性模量E伊a 密度pl(kgm3) 泊松比” 热膨缩系数“ solidl87C50 3.5E+10 2.6E+03 0.2 1.OE-05 顶板束 钢绞线.2E-05 底板束 钢绞线 横向束 钢绞线 竖向束 精轧螺纹钢筋 link8 632 2.0E+ll 7.8E+03 0.3 1.2E-05 本文只考虑中跨合龙后至二期恒载之前的布局 受力环境。计较荷载仅考虑箱梁自沉及预应力做 用,不考虑温度及混凝土收缩徐变。 3.2 空间模子 模子的尺寸均采用设想图尺寸。鸿沟前提取全 桥平面模子计较获得的位移鸿沟,因为篇幅所限, 这里仅引见空间模子(见图5)。 模子中坐标标的目的定义为:箱梁截面横向为X坐 标,竖向高度为y坐标,顺桥向为z坐标。 4成果阐发 按照上述无限元模子,现对跨中35单位左截面 的底板纵向应力及横向应力进行阐发。对于应力结 果:正值暗示拉应力,负值暗示压应力。 4.1 底板纵向应力 按照跨中不设置横向加劲肋及设置加劲肋后加 劲肋尺寸变化的几种无限元模子.35单位左截面底 板下缘纵向应力计较成果如图6、图7所示。 从图6、图7能够获得以下结论: 134 l交通尺度化 万方数据 ^不变时底板纵向正应力变化图a)正在未设置加劲肋时,因为底板纵向钢束的预 加力较大,导致底板下缘的纵向压应力遍及偏大: 设置加劲肋后,纵向应力值都有所减小,对于本桥 起码减小了1.6MPa: b)对比设置加劲肋前后的纵向应力能够看出. 设置加劲肋后底板纵向应力的分布纪律并未发生较 大变化,均是腹板附近应力较大.正剪力畅现象明 —Bridge&Tun—nel Engineering挤梁取地道王墨 显,横向加劲肋对于腹板处的应力影响很小.对其 他部位的影响较大: c)对比图6、图7能够看出。加劲肋的高度^和 宽度6的变化对纵向应力的影响也不尽不异.加劲 肋宽度变化对纵向应力的影响更大一些.跟着宽度 的添加,纵向应力值逐步减小,宽度每添加O.05m. 纵向应力平均减tbo.176MPa;加劲肋高度的变化对 纵向应力的影响很小,可视为无影响: d)因为横向加劲肋对箱梁底板的纵向应力有一 定的减小感化,因而若是合龙段底板的压应力储蓄 过小,则不宜设置横向加劲肋,免得压应力储蓄不 脚,使底板正在利用过程中呈现横向裂痕。如为防止 底板压应力储蓄较大或添加箱粱的刚度,能够考虑 正在箱梁底板设置横向加劲肋。 4.2 底板横向应力 35单位左截面箱梁底板下缘的横向应力计较结 果如图8、图9所示。 ^不变时底板横向正应力变化图n{图8、图9能够看出: a)横向加劲肋并没有改变底板横向应力的分布 纪律,安插加劲肋前后底板的横向应力都是有压应 力也有拉应力,此中正在腹板及截面核心区域底板下 缘为压应力,正在预应力束安插区域为拉应力.可 见,正在预应力束安插时应严酷按照接近腹板安插的 2011年12月第23勰l 135 万方数据 准绳。避免呈现较大的横向拉应力;b)对比设置加劲肋前后的横向应力能够看出, 设置加劲肋后底板横向拉应力较着减小,比力安插 各类尺寸加劲肋的计较成果,可知拉应力起码减小 了71%.因而设置横向加劲肋对底板横向受力的改 善感化确实十分较着。 从图8、图9中可留意到,横向加劲肋尺寸的变 化对横向应力的影响较小,因而为了更清晰的察看 加劲肋高度矗和宽度b的变化对横向应力的影响,计 算各类环境下横向应力相对于无加劲肋时横向应力 的变化量,图10、图11中纵坐标为:加劲肋尺寸变 化时底板下缘的横向应力取无加劲肋时底板下缘横 向应力之差。 V5图10 6不变时底板横向正应力相对变化图 图llh不变时底板横向正应力相对变化图 由图10、图11能够看出,加劲肋尺寸的变化对 横向应力的影响不十分较着。相对来说,加劲肋高 度的变化对横向应力的影响略微显著,跟着加劲肋 高度的添加,横向拉应力及压应力都逐步减小,但 变化幅度均不大,高度每添加0.05m,横向拉应力 平均减/b0.08MPa。 5结论 5.1 正在悬臂施工的持续梁或持续刚构桥中,若是 合龙段箱梁底板预应力束吨位过大,很容易使底板 发生很大的横向拉应力,以至发生崩裂,因而,需 采纳必然的办法减小底板的横向应力。 5.2 正在合龙段设置横向加劲肋能够较着改善箱梁 底板的受力情况,加劲肋能够增大桥梁的局部刚 度,必然程度上能减小纵向压应力;同时,较着地 减小了底板的横向拉应力,了底板纵向裂痕的 发生。可见横向加劲肋的设置对底板的受力是有益 5.3加劲肋的尺寸取其对底板应力的改善环境有 着亲近的联系,底板横向应力对加劲肋高度的变化 较.跟着加劲肋高度的添加,横向应力逐步减 小.但高度添加到必然程度当前,应力减小幅度逐 渐降低:底板纵向应力对加劲肋宽度的变化较敏 感。跟着加劲肋宽度的增大,纵向应力逐步变小。 5.4 正在合龙段安插加劲肋或横隔板均能够起到改 善布局受力的感化,可是相较横隔板而言,横向加 劲肋既满脚了箱梁的受力需求。又降低了施T难度 和工程制价。因而正在大中持续箱梁桥出格是箱 室较宽时.可正在跨中合龙段区域增设几道横桥向加 劲肋,以改善箱梁的局部受力。 参考文献 [1】郭丰哲,钱永世,李贞新.预应力混凝土持续 刚构桥合龙段底板崩裂缘由阐发[J].公交通科技, 2005,22(10):68-70. [2]周运志.大跨度预应力混凝土持续刚构箱梁桥 次要病害及修复办法[J].中国水运:学术版,2007, 7(4)-96-97. 梁底板混凝土局部崩裂阐发取加固[J].施工手艺,2007,36(8):48-50. 底板崩裂加固施工[J].施工手艺,2007,36(5):35-38. f5】冯鹏程,吴逛宇,杨耀铨,等.持续刚构桥底 板崩裂变乱的评析[J】.世界桥梁,2006,(1):66— 69. 【6】6邵蕴秋.ANSYS8.0无限元阐发实例【M】.北 京:中国铁道出书社,2004. 『71郝文化.ANSYS土木匠程使用实例[M】.: 中国水利水电出书社。2005. 收稿日期:201l—08—29 136 l交通尺度化 5l505152Lnm一乩一 万方数据