4×30 m先簡支后連續小箱梁應力計算分析

賈鑫磊， 劉　燕

(駐馬店市華中公路設計有限公司, 河南駐馬店 463000)

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4×30 m先簡支后連續小箱梁應力計算分析

賈鑫磊， 劉燕

(駐馬店市華中公路設計有限公司, 河南駐馬店 463000)

預應力混凝土連續箱梁在活載作用下，因主梁連續產生支點負彎矩，對跨中正彎矩有卸載作用，其彎矩分布較合理，目前在公路橋梁工程中應用非常廣泛。文中通過計算不同施工階段小箱梁應力，分析小箱梁受力機理。

小箱梁；應力；橋梁博士

1　工程概況

駐馬店地區新建橋梁為4-30 m先簡支后連續小箱梁。

橋梁寬度為12 m，橫向4片小箱梁組成，梁間濕接縫寬度為50 cm，橋面鋪裝采用8 cm水泥混凝土與10 cm厚瀝青混凝土(圖1)。

圖1　小箱梁橫截面

2　小箱梁的計算

該橋計算模型為4跨30 m一聯，使用上海同豪土木工程咨詢有限公司的橋梁博士計算軟件對邊箱梁建立計算模型進行結構計算。模型共建立了84個單元，85個節點，其中，11號、12號、32號、33號、74號、75號為跨中點。計算模型如圖2所示。

圖2小箱梁計算模型

設計荷載包括：(1)一期恒載包括小箱梁自重，二期恒載包括橋面鋪裝、防撞護欄等；(2)收縮徐變時間取10年，即3 650 d；(3)荷載等級為公路一級；(4)梯度溫度根據JTG D60-2004《公路橋涵設計通用規范》取值；(5)支座沉降連續梁取5 mm。

3　應力驗算

3.1施工階段應力分析

表1　施工階段應力計算　MPa

3.2正常使用極限狀態應力驗算

新《公橋規》第7.1.5條規定：使用階段預應力混凝土受彎構件正截面混凝土的壓應力，應符合下列規定：

受壓區混凝土的最大壓應力：

未開裂構件

σkc+σpt≤0.5 fck

新《公橋規》第6.3條規定：正截面抗裂應對構件正截面混凝土的拉應力進行驗算，并應符合下列規定：

A類預應力混凝土構件，在作用(或荷載)短期效應組合下：σst-σpc≤0.7 fck；但在荷載長期效應組合下σlt-σpc≤0

正常使用階段短期荷載效應計算結果見表2，短期效應組合主截面正應力見圖3。

表2　正常使用短期荷載效應拉應力計算　MPa

圖3　短期效應組合主截面正應力

考慮長期荷載效應的使用階段應力計算結果見表3，長期效應組合主截面正應力見圖4。

表3　正常使用長期荷載效應拉應力計算　MPa

圖4　長期效應組合主截面正應力

持久應力狀態下標準組合應力計算結果見表4，標準組合主截面正應力見圖5。

表4　 正常使用標準組合荷載效應拉應力計算　MPa

圖5　標準組合主截面正應力

4　結論

由計算結果可以看出，模型中各節點的應力無論是施工階段還是使用階段的短期組合、長期組合，均能滿足規范要求；并且由于負彎矩可有效卸載一部分的跨中正彎矩，使得結構抵抗彎矩的能力增強。根據上面分析可以得知:體系轉換對邊跨的影響都要比對其它橋跨的影響要大；體系轉換對跨中底板應力的影響要小于對后連續端支點頂板應力的影響；體系轉換對頂板應力的影響很大。由此可見，體系轉換對于先簡支后連續體系的非常關鍵的環節,有必要對體系轉換即臨時支座拆除順序進行詳細的分析,以期找到比較合理的臨時支座拆除順序。

賈鑫磊(1980～)，男，碩士，工程師，從事橋梁設計工作；劉燕(1981～)，本科，工程師，從事橋梁設計工作。

U441.+5

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[定稿日期]2016-03-07