已有桥梁运输槽型梁预制构件时的安全性研究

2021-01-28盛宇静蔡慧静张胜林蔡煜梁

河南建材 2021年1期

盛宇静蔡慧静张胜林蔡煜梁

1宁波市建设工程安全质量管理服务总站（315000） 2 宁波市城市基础设施建设开发有限公司（315000）3 宁波工程学院（315211） 4 浙江省土木工程工业化建造工程技术研究中心（315211）

随着我国桥梁工业化的快速发展，大量预制构件在预制场预制完成后，将通过道路运送到施工现场，途中难免经过在用桥梁。槽型梁预制构件在运输过程中是否会对在用桥梁的安全性产生影响及在用桥梁承载能力是否满足槽型梁运输要求等问题值得进一步研究。

1 工程概况

宁波某槽型梁运输时途经桥呈南北走向，与河流正交，全桥为三跨简支梁。桥梁共两幅，跨径总长为30.0 m，跨径布置为 10.0 m+10.0 m+10.0 m；桥梁横断面总宽为35.5 m，横断面自西向东布置为0.5 m（栏杆）+15.0 m（车行道+栏杆）+4.5 m（中央隔离带）+15.0 m（车行道+栏杆）+0.5 m（栏杆）。桥面铺装采用沥青混凝土，型钢伸缩缝，桥梁上部结构采用简支空心板梁，板式橡胶支座。该桥所在道路属于城市主干道，养护等级为Ⅰ等、养护类别为Ⅲ类，荷载等级为城-A 级。实桥现场照片如图1 所示。

图1 实桥照片

2 道路运输方案

2.1 运梁车荷载

槽型梁最大跨径为35 m，重量约为220 t。为了对比运输方案，拟定2 种运梁车型号，其荷载分布分别如图2 和图3 所示。图中长度单位为mm，除特殊注明外，荷载单位为kN。

图2 第一种运梁车型轴荷分布示意图

图3 第二种运梁车型轴荷分布示意图

2.2 布载原则

按照《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）中第10.0.4 条的相关规定进行车辆荷载布置。主要原则为:

1）在同一幅桥面上考虑一辆运梁车缓慢匀速通行，前后无其他车辆荷载，不考虑非机动车及行人荷载。

2）横向布置上限制运梁车在一幅桥面的机动车道居中行驶，行驶范围不应大于6 m，且运梁车外侧车轮中线至路缘带外侧的距离不应小于1 m。

3 有限元模型

采用平面杆系有限元程序对该桥上部结构进行计算。简支空心板结构划分为903 个单元、464 个节点。主梁材料采用C40 混凝土，并通过增加横向连系梁将主梁连接。截面拟定时分为中梁、左边梁和右边梁，并附加三种横向联系将其连接。约束条件定为在每根梁的端部设有简支约束。简支空心板模型如图4 所示。

4 理论分析

4.1 城 -A 级荷载验算

为验证桥梁在《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）“城-A”荷载作用下的承载能力是否满足规范和设计要求，依据现场检测结果，选取该桥外观质量最差的车行道10 m 简支空心板进行结构检算，结构检算内容见表1。

图4 简支空心板模型

表1 结构检算内容

根据桥梁试验检测结果，引入检算系数或、承载能力恶化系数、截面折减系数和进行修正计算。

依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21—2011）得出各检算系数，见表2。

表2 检算系数表

依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）及《公路桥梁承载能力评定规程》（JTG/T J21—2011），选取外观质量最差的10 m 简支空心板，对其在“城-A”荷载作用下的承载能力进行检算，结果见表3。

表3 检算结果

通过检算可知，该桥在“城-A”荷载作用下的作用效应组合值小于抗力效应值，其承载能力满足城-A 荷载等级的要求。

4.2 运梁车荷载验算

根据理论模型计算第1 种车型的荷载效应，计算结果见表4。荷载组合为 1.1×（1.2×恒载内力+1.45×运梁车荷载）。计算最大位移为26.91 mm，最大弯矩为531.83 kN·m，最大剪力为34 kN；最大组合拉应力为1.72 MPa，小于C40 混凝土标准抗拉强度（2.40 MPa），混凝土强度满足要求。