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考虑整体化层作用的空心板梁桥横向分布计算与承载能力分析

2021-09-09郭建民徐飞萍李广奇刘福忠金泽人

结构工程师 2021年2期
关键词:有限元

郭建民 徐飞萍 康 良 李广奇 刘福忠 金泽人

(1.山东高速股份有限公司,济南 250014;2.山东省交通科学研究院,济南 250101;3.同济大学桥梁工程系,上海 200092)

0 引言

空心板梁桥在跨度13~20 m的公路桥梁中广泛应用[1]。装配式空心板梁桥梁在数10年的运营使用过程中暴露出了很多问题。由于空心板梁的构造特性,其铰缝和整体化层成为病害频发的区域,典型的病害为铰缝破碎和整体化层的纵向开裂问题[2]。增加或重新铺设整体化层是实现空心板梁桥结构修复和性能恢复的主要方法。

桥梁的横向分布理论已有多年的研究[3-4]。由于构造的特性,装配式空心板梁桥主要通过铰缝和整体化层的传力实现横向连接[5],横向分布系数的计算理论主要为铰接板法。在装配式空心板梁桥的应用初期多采用浅铰缝,能够近似符合铰接板法的这一假定。考虑到浅铰缝难以有效振捣的问题[6],近年来逐步采用深铰缝代替浅铰缝连接各片空心板梁,以保障铰缝混凝土的质量。然而,采用深铰缝的装配式空心板梁桥不再符合铰接板法中只传剪力、不传弯矩的假定,横向传力特性发生显著改变,在计算假定的合理性和计算结果的准确性方面存在明显问题[7-8]。采用深铰缝后,整体化层的力学作用和刚度贡献同样发生改变,有必要重新审视并提出合适的计算模式,以考虑整体化层对横向传力和结构承载力的影响。

针对上述问题,本文尝试建立了一个空心板梁结构的通用力学模型,可以综合考虑板梁铰缝以及整体化层对空心板梁横向传力特性的影响,并通过有限元分析分析计算误差,对该方法进行校验。……

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