钢筋混凝土实心板斜交桥梁受力分析

何 爱 平

(衡水市市政工程管理处，河北 衡水 053000)



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钢筋混凝土实心板斜交桥梁受力分析

何 爱 平

(衡水市市政工程管理处，河北 衡水 053000)

以山西省一简支梁结构形式的东梁沟桥为例，介绍了桥梁概况，选取了其中一跨作为数值模拟的模型，运用有限元软件建立了桥梁的三维模型，并对斜交角度为20°，30°，40°三种工况进行了受力对比分析，为今后养护工作提供理论依据。

斜交桥梁，简支梁，自重荷载，整体现浇实心板

1 斜交桥梁现状

随着我国的发展，桥梁的建设和运营水平也相应提高，在建设过程中常常由于桥位的地形限制，或者是由于公路对线型的特殊要求从而将桥梁做成斜交桥。虽然斜交桥梁能改善路线的线型，但是由于斜交角的影响，在竖向荷载作用下受弯的同时伴随扭矩产生，在扭矩荷载作用下扭转时又导致产生弯曲，因此弯扭耦合，受力十分的复杂。

在我国国省干线公路上，仍有一大部分斜交整体现浇实心板处于服役期，随着公路交通形式、交通量的迅速发展，整体现浇实心板桥梁在运营多年之后出现了各种病害，极易出现贯穿全跨的纵向裂缝，裂缝走向平行于桥梁轴线方向，且宽度较大。伴随着桥梁的运营，内部钢筋受到酸碱性环境及水的影响，对耐久性产生不利影响。

2 桥梁概况

本文以山西省国省干线上的一座斜交钢筋混凝土现浇实心板梁桥东梁沟桥为例。该桥桥梁全长22 m，跨径布置为3 m～6 m，桥面净宽7.9 m，上部结构为钢筋混凝土现浇实心板，简易油毛毡支座，下部结构为浆砌块石重力式墩台，斜交角度20°，桥面为水泥混凝土铺装，两侧设有钢筋混凝土防撞护栏，设计荷载等级汽车—15级，修建年代为1983年11月。

该桥的主要病害为：

1)桥面系主要病害为桥面铺装横向及纵向开裂，局部存在严重网状裂缝；2)上部结构主要病害为实心板存在大面积锈胀露筋、空洞露筋，局部存在渗水泛白，贯穿纵向裂缝4条，宽度D=0.18 mm～0.4 mm；3)下部结构主要病害为桥墩渗水泛白、混凝土破损、开裂，桥台渗水泛白、砌缝脱落。

3 数据计算

本文结合东梁沟桥的实际情况，考虑到该桥结构形式为简支梁，故选取其中一跨作为数值模拟的模型。选用有限元分析软件Midas/Gen建立桥梁的三维模型，分别设定斜交角度为20°，30°，40°三种工况，进行受力的对比。具体计算情况如下所示：

1)斜交-20°加自重荷载，查看计算结果：

a.最大正弯矩分布在钝角位置，值为1.067×102kN·m；b.在两个锐角处分布了最大负弯矩；弯矩等值线分布云图如图1所示。

2)斜交-30°加自重荷载，查看计算结果：

a.最大正弯矩分布在钝角位置，值为1.647×103kN·m；b.在两个锐角处分布了最大负弯矩；弯矩等值线分布云图如图2所示。

3)斜交-45°加自重荷载，查看计算结果:

a.最大正弯矩分布在钝角位置，值为4.807×103kN·m;b.在锐角处分布了最大负弯矩；弯矩等值线分布云图如图3所示。

4 结语

通过计算分析可以看出整体现浇实心板斜交桥梁受力特点：

1)最大弯矩处于钝角位置，且主弯矩方向与两钝角连线基本平行；锐角处出现最大负弯矩。

2)随着斜交角度的增大，钝角受力大效应就越明显，锐角处负弯矩在减小。

3)结合梁板的弯矩等值线云图，我们推断整体现浇实心板出现顺桥向纵向裂缝是斜交桥梁受力的体现。

4)分析了受力状态并总结规律，指导我们在桥梁检查工作中重点检查该类桥梁钝角薄弱位置处的支座、混凝土板的受力状态，为我们的养护工作提供理论基础。

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Analysis on the oblique interconnection stress with steel reinforced concrete solid slab

He Aiping

(HengshuiAdministrationDepartmentofMunicipalEngineering,Hengshui053000,China)

Taking the Donglianggou bridge with a simply-supported beam structural form in Shanxi province as an example, the paper introduces the bridge conditions, selects one span as the numerical simulation model, establishes three-dimensional bridge model by applying finite element software, and carries out stress comparative analysis under three working conditions with respective oblique angle of 20°, 30°, 40°, which has provided theoretical basis for maintenance in future.

oblique interconnection, simply-supported beam, self-weight load, integral cast-in-situ solid slab

1009-6825(2017)18-0156-02

2017-03-16

何爱平(1976- )，男，高级工程师

U441.2

A