4×30 m先简支后连续小箱梁应力计算分析

贾鑫磊， 刘　燕

(驻马店市华中公路设计有限公司, 河南驻马店 463000)



4×30 m先简支后连续小箱梁应力计算分析

贾鑫磊， 刘燕

(驻马店市华中公路设计有限公司, 河南驻马店 463000)

预应力混凝土连续箱梁在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩，对跨中正弯矩有卸载作用，其弯矩分布较合理，目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。文中通过计算不同施工阶段小箱梁应力，分析小箱梁受力机理。

小箱梁；应力；桥梁博士

1　工程概况

驻马店地区新建桥梁为4-30 m先简支后连续小箱梁。

桥梁宽度为12 m，横向4片小箱梁组成，梁间湿接缝宽度为50 cm，桥面铺装采用8 cm水泥混凝土与10 cm厚沥青混凝土(图1)。

图1　小箱梁横截面

2　小箱梁的计算

该桥计算模型为4跨30 m一联，使用上海同豪土木工程咨询有限公司的桥梁博士计算软件对边箱梁建立计算模型进行结构计算。模型共建立了84个单元，85个节点，其中，11号、12号、32号、33号、74号、75号为跨中点。计算模型如图2所示。

图2小箱梁计算模型

设计荷载包括：(1)一期恒载包括小箱梁自重，二期恒载包括桥面铺装、防撞护栏等；(2)收缩徐变时间取10年，即3 650 d；(3)荷载等级为公路一级；(4)梯度温度根据JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》取值；(5)支座沉降连续梁取5 mm。

3　应力验算

3.1施工阶段应力分析

表1　施工阶段应力计算　MPa

3.2正常使用极限状态应力验算

新《公桥规》第7.1.5条规定：使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力，应符合下列规定：

受压区混凝土的最大压应力：

未开裂构件

σkc+σpt≤0.5 fck

新《公桥规》第6.3条规定：正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算，并应符合下列规定：

A类预应力混凝土构件，在作用(或荷载)短期效应组合下：σst-σpc≤0.7 fck；但在荷载长期效应组合下σlt-σpc≤0

正常使用阶段短期荷载效应计算结果见表2，短期效应组合主截面正应力见图3。

表2　正常使用短期荷载效应拉应力计算　MPa

图3　短期效应组合主截面正应力

考虑长期荷载效应的使用阶段应力计算结果见表3，长期效应组合主截面正应力见图4。

表3　正常使用长期荷载效应拉应力计算　MPa

图4　长期效应组合主截面正应力

持久应力状态下标准组合应力计算结果见表4，标准组合主截面正应力见图5。

表4　 正常使用标准组合荷载效应拉应力计算　MPa

图5　标准组合主截面正应力

4　结论

由计算结果可以看出，模型中各节点的应力无论是施工阶段还是使用阶段的短期组合、长期组合，均能满足规范要求；并且由于负弯矩可有效卸载一部分的跨中正弯矩，使得结构抵抗弯矩的能力增强。根据上面分析可以得知:体系转换对边跨的影响都要比对其它桥跨的影响要大；体系转换对跨中底板应力的影响要小于对后连续端支点顶板应力的影响；体系转换对顶板应力的影响很大。由此可见，体系转换对于先简支后连续体系的非常关键的环节,有必要对体系转换即临时支座拆除顺序进行详细的分析,以期找到比较合理的临时支座拆除顺序。

贾鑫磊(1980～)，男，硕士，工程师，从事桥梁设计工作；刘燕(1981～)，本科，工程师，从事桥梁设计工作。

U441.+5

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[定稿日期]2016-03-07