賈鑫磊， 劉　燕

(駐馬店市華中公路設(shè)計(jì)有限公司, 河南駐馬店 463000)

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4×30 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)小箱梁應(yīng)力計(jì)算分析

賈鑫磊， 劉燕

(駐馬店市華中公路設(shè)計(jì)有限公司, 河南駐馬店 463000)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩，對(duì)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(yīng)用非常廣泛。文中通過(guò)計(jì)算不同施工階段小箱梁應(yīng)力，分析小箱梁受力機(jī)理。

小箱梁；應(yīng)力；橋梁博士

1　工程概況

駐馬店地區(qū)新建橋梁為4-30 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)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(jì)算

該橋計(jì)算模型為4跨30 m一聯(lián)，使用上海同豪土木工程咨詢(xún)有限公司的橋梁博士計(jì)算軟件對(duì)邊箱梁建立計(jì)算模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。模型共建立了84個(gè)單元，85個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中，11號(hào)、12號(hào)、32號(hào)、33號(hào)、74號(hào)、75號(hào)為跨中點(diǎn)。計(jì)算模型如圖2所示。

圖2小箱梁計(jì)算模型

設(shè)計(jì)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(hù)欄等；(2)收縮徐變時(shí)間取10年，即3 650 d；(3)荷載等級(jí)為公路一級(jí)；(4)梯度溫度根據(jù)JTG D60-2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》取值；(5)支座沉降連續(xù)梁取5 mm。

3　應(yīng)力驗(yàn)算

3.1施工階段應(yīng)力分析

表1　施工階段應(yīng)力計(jì)算　MPa

3.2正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算

新《公橋規(guī)》第7.1.5條規(guī)定：使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的壓應(yīng)力，應(yīng)符合下列規(guī)定：

受壓區(qū)混凝土的最大壓應(yīng)力：

未開(kāi)裂構(gòu)件

σkc+σpt≤0.5 fck

新《公橋規(guī)》第6.3條規(guī)定：正截面抗裂應(yīng)對(duì)構(gòu)件正截面混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

A類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合下：σst-σpc≤0.7 fck；但在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下σlt-σpc≤0

正常使用階段短期荷載效應(yīng)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2，短期效應(yīng)組合主截面正應(yīng)力見(jiàn)圖3。

表2　正常使用短期荷載效應(yīng)拉應(yīng)力計(jì)算　MPa

圖3　短期效應(yīng)組合主截面正應(yīng)力

考慮長(zhǎng)期荷載效應(yīng)的使用階段應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3，長(zhǎng)期效應(yīng)組合主截面正應(yīng)力見(jiàn)圖4。

表3　正常使用長(zhǎng)期荷載效應(yīng)拉應(yīng)力計(jì)算　MPa

圖4　長(zhǎng)期效應(yīng)組合主截面正應(yīng)力

持久應(yīng)力狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4，標(biāo)準(zhǔn)組合主截面正應(yīng)力見(jiàn)圖5。

表4　 正常使用標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)拉應(yīng)力計(jì)算　MPa

圖5　標(biāo)準(zhǔn)組合主截面正應(yīng)力

4　結(jié)論

由計(jì)算結(jié)果可以看出，模型中各節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力無(wú)論是施工階段還是使用階段的短期組合、長(zhǎng)期組合，均能滿(mǎn)足規(guī)范要求；并且由于負(fù)彎矩可有效卸載一部分的跨中正彎矩，使得結(jié)構(gòu)抵抗彎矩的能力增強(qiáng)。根據(jù)上面分析可以得知:體系轉(zhuǎn)換對(duì)邊跨的影響都要比對(duì)其它橋跨的影響要大；體系轉(zhuǎn)換對(duì)跨中底板應(yīng)力的影響要小于對(duì)后連續(xù)端支點(diǎn)頂板應(yīng)力的影響；體系轉(zhuǎn)換對(duì)頂板應(yīng)力的影響很大。由此可見(jiàn)，體系轉(zhuǎn)換對(duì)于先簡(jiǎn)支后連續(xù)體系的非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),有必要對(duì)體系轉(zhuǎn)換即臨時(shí)支座拆除順序進(jìn)行詳細(xì)的分析,以期找到比較合理的臨時(shí)支座拆除順序。

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

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[定稿日期]2016-03-07