不對稱節(jié)段的連續(xù)剛構(gòu)橋受力性能研究

王世谷

（1） 大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁以其較好的經(jīng)濟性及跨越能力的優(yōu)勢，在各地廣泛的應(yīng)用，本文以小灣橋為背景，進行分析了不對稱節(jié)段連續(xù)剛構(gòu)橋的受力性能，驗算了主梁持久狀況承載能力，包括正截面抗彎驗算和斜截面抗剪驗算，計算表明結(jié)構(gòu)滿足正截面抗彎和斜截面抗剪的要求。

（2） 連續(xù)剛構(gòu)橋；不對稱節(jié)段；正截面抗彎；斜截面抗剪

（3） 引言

大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁以其較好的經(jīng)濟性及跨越能力的優(yōu)勢，在我國發(fā)展較快。在西南山區(qū)由于地勢起伏、崎嶇、峽谷眾多，交通運輸不便，路基面較高，對此區(qū)域橋梁提出了高墩、大跨度、主梁平面位置及方便運輸?shù)囊?。在工程上連續(xù)剛構(gòu)橋一般都是對稱節(jié)段設(shè)計的，但有時由于受地形因素和跨徑等的影響，需要不對稱節(jié)段設(shè)計，這種類型的連續(xù)剛構(gòu)橋具有自身的特點和性質(zhì)，本文以云南小灣橋為例，研究其受力性能。

（4） 工程背景

小灣大橋起于宣威市普立鄉(xiāng)鶴谷村大溝邊，止于普立鄉(xiāng)鶴谷村白沙梁子，起點樁號K3+811，終點樁號K4+413，橋梁全長602米。橋梁跨徑組成為：引橋（5×30m）預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁+主橋（72m+120m+72m）預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)+引橋（3×30m+3×30m）預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁。

每個T構(gòu)有懸澆段13×2段，采用掛籃懸臂澆筑法對稱施工，跨中側(cè)13段，其編號為1#-13#段，長度為5×3.5m+8×4.5m。邊跨側(cè)15段，其編號為1#-13#段，15#-16#段，長度為5×3.5m+8×4.5m+2×3m。中跨邊跨1～13號節(jié)段尺寸、重量完全對稱一致。中跨合攏段長度2.0m，邊跨合攏段長2.0m，全橋共設(shè)三個合攏段，分別是兩個邊跨合攏段和一個中跨合攏段；兩岸邊跨現(xiàn)澆段長5.0m。

（5） 計算模型

對小灣橋計算分析時，將其簡化為平面結(jié)構(gòu)，88個施工階段離散為梁單元，兩個主墩底部視為固定支座，采用固結(jié)，兩邊邊跨視為活動鉸支座，成橋計算見圖1：

（1） 計算模型圖

其中，總結(jié)點數(shù)：89；梁單元數(shù)：88；預(yù)應(yīng)力束單元數(shù)：200

由于主橋合攏前后結(jié)構(gòu)體系將發(fā)生轉(zhuǎn)變，即由對稱的單“T”靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱螒冶鄣某o定結(jié)構(gòu)，最后轉(zhuǎn)變成對稱的超靜定結(jié)構(gòu)，故在合攏前調(diào)整時，需要取單“T”分別進行調(diào)整，以及后續(xù)的單懸臂梁的調(diào)整。

（6） 主梁持久狀況承載能力計算

《公混橋規(guī)》（D62-2004）第5.1.5條規(guī)范：構(gòu)件承載能力極限階段強度，應(yīng)符合下式要求：

本橋結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1。

a） 正截面抗彎驗算

持久狀況承載能力極限狀態(tài)效應(yīng)內(nèi)力包絡(luò)圖及驗算截面如下圖所示：

（2） 內(nèi)力包絡(luò)圖

b） 斜截面抗剪驗算

對于矩形、I形和T形截面的受彎構(gòu)件，其抗剪截面應(yīng)符合公式要求：

對于矩形、I形和T形截面的受彎構(gòu)件，當(dāng)配置箍筋和彎起鋼筋時，其斜截面抗剪承載力計算應(yīng)符合下列規(guī)定：

（3-12）

對于矩形、I形和T形截面的受彎構(gòu)件，當(dāng)符合以下條件時：

可不進行斜截面抗剪承載力的驗算，僅需按照構(gòu)造要求配置箍筋。

小灣橋采用橋梁博士中抗剪設(shè)計工具對主梁斜截面進行抗剪復(fù)核驗算，由規(guī)范查得：異號彎矩影響系數(shù)在邊跨支座附近的梁段取1.0，在中間指點梁段取0.9；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)對于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件取1.25；受壓翼緣影響系數(shù)取1.1。在抗剪設(shè)計中，斜裂縫粗略按45度計算，是否考慮彎起鋼筋超過40%Vd的部分，應(yīng)分情況進行驗算。由圖可知，最大剪力和最小剪力集中在墩頂及支座附近。在剪力值較大的地方，除了設(shè)置箍筋和考慮預(yù)應(yīng)力筋彎起部分外，還需要設(shè)置普通彎起鋼筋，這樣才能滿足抗剪的要求。

（1）當(dāng)不考慮彎起鋼筋超過40%Vd的部分，則驗算的抗剪結(jié)果如下圖：

（3） 最大剪力抗力圖

（4） 最小剪力抗力圖

由圖3和圖4可知，通過配置箍筋和彎起筋，最大剪力、最小剪力斜截面抗剪均符合規(guī)范要求。

（2）當(dāng)考慮彎起鋼筋超過40%Vd的部分時，則驗算的抗剪結(jié)果如下圖所示：

（5） 最大剪力抗力圖

（6） 最小剪力抗力圖

當(dāng)考慮彎起鋼筋超過40%Vd的部分時，經(jīng)過驗算可知，各個斜截面的抗剪均符合規(guī)范要求。

參考文獻

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