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预应力混凝土梁式桥下挠影响因素及对策

常亚辉  
【摘要】: 大跨度混凝土梁式桥发展迅速。而近年来,其跨中下挠问题却日益突显,困扰着桥梁建设者。本文围绕影响大跨度梁式桥中跨挠度的因素而展开研究分析。 (1)总结了近10年来我国大跨度PC连续刚构桥下挠成因分析的现状,并指出问题的所在。 (2)归纳了国内外主要桥梁规范关于温度梯度模式的规定,并利用有限元软件进行温度梯度总应力、自应力和次应力的对比分析;研究表明,设计中合理选用适当的温度梯度模式及桥面铺装模式对结构受力非常重要;按《JTG D60—2004.公路桥涵设计通用规范[S]》规定,对比了三种常用桥面铺装的温度梯度效应,在升温模式下,水泥混凝土铺装比沥青混凝土铺装的跨中顶板压应力大3.82Mpa,跨中底板拉应力大0.69MPa。 (3)对腹板下弯束设置与否进行了对比分析。腹板下弯预应力筋的作用为减小了箱梁腹板混凝土主拉应力,提高了腹板混凝土的主压应力;提供了与荷载剪力方向相反的竖向分力,减小剪应力,从而减少截面的主拉应力;腹板下弯束还能提高截面的抗剪能力,中跨1/4截面提高12.7%。若能保证竖向预应力的有效性,能有效抑制主拉应力的产生。 (4)对主梁腹板厚度、梁高及变化规律进行参数化分析。腹板厚度的变化,对结构重量影响显著,对提高结构的承载没有太大帮助;跨中梁高变化,对主梁效应影响比墩顶梁高变化带来的影响大;主梁高度变化抛物线次数越低,梁底曲率越大,底板所受径向力也越大。抛物线次数低于1.8次时应加强中跨跨中底板束的防崩钢筋设置。 (5)按《JTG D62—2004))设计特大跨度预应力混凝土梁式桥时,既要满足抗裂性,又要使最大压应力满足规范要求,而压应力限值减少了2.35Mpa,主拉应力限值减少了1.6Mpa,因此比以往要求更加严格。 (6)基于全文分析,提出控制大跨度预应力混凝土梁式桥跨中下挠病害的设计对策,如:进行预应力的敏感性分析,设置腹板下弯束,充分考虑箱梁非线性温差应力,选择合适的桥面铺装等。


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