兩跨連續(xù)預應力矮肋T梁抗彎承載力分析★

馬新騰 趙啟睿 玄甲強 郭墨晗 賈艷敏*

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

在實際工程中，中小跨徑橋梁占有很大的比重，而現(xiàn)在常用于這類橋梁的小箱梁結(jié)構，由于鉸縫處施工質(zhì)量無法保證，容易在使用階段發(fā)生斷裂和破壞。

預應力混凝土矮肋T梁為中小跨徑橋梁設計提供了新的選擇，它具有更小的結(jié)構高度，更好的耐久性且造型輕盈美觀。為了掌握連續(xù)預應力混凝土矮肋T梁在荷載下的受力和工作特性，本文建立20 m兩跨連續(xù)預應力混凝土矮肋T梁計算模型，模擬矮肋T受荷下力學響應，并對5∶2縮尺后的模型梁進行破壞試驗，通過對比模擬數(shù)值和試驗數(shù)據(jù)，分析矮肋T梁的破壞規(guī)律和極限承載能力，為相關梁橋承載能力的評定和規(guī)范的修訂提供參考。

1 矮肋T梁極限承載力試驗

根據(jù)關鍵截面等應力原則，將20 m連續(xù)預應力混凝土矮肋T梁縮尺成8.2 m的模型梁，縮尺后的模型梁的構造圖和配筋圖如圖1所示。設計模型梁高0.543 m，翼板寬0.845 m,混凝土強度等級為C40，預應力筋為N1和N2兩根9φ15.2 mm鋼絞線，強度設計值fpy=1 860 N/mm2,非預應力筋采用HRB400。

試驗模型梁采用橡膠支座，在每一跨試驗梁跨中放置方鋼做分配梁，分配梁上放置有壓力傳感器，采用兩臺150 t液壓千斤頂同時加載，模型梁開裂前每20 kN一個加載等級，模型梁開裂后每40 kN一個加載等級，試驗裝置如圖2所示。在每一個荷載等級到位并且穩(wěn)定后測定撓度的數(shù)值并觀察裂縫。在每一跨的L/4，L/2，3L/4處布置測點，利用百分表測量加載時的撓度(應變計的布置)。

2 分析

2.1 跨中彎矩—撓度曲線分析

將兩跨連續(xù)梁沿梁長的撓度連成折線，如圖3所示。圖像關于中間支座近乎對稱，說明兩跨連續(xù)梁模型均勻性良好，且構件的各部分工作正常，同時也可見兩點同時加載近乎同步，沒有偏載情況發(fā)生。由圖3可以看出，在荷載達到160 kN之前，逐級加載時撓度增加較小且均勻，當荷載達到開裂荷載160 kN后，逐級加載時各測點撓度增加迅速，直到構件破壞。

為分析試驗連續(xù)梁使用階段全過程的工作特性，取連續(xù)梁第一跨的跨中截面，得出該截面的彎矩—撓度曲線，如圖4所示。由圖4可以看出，在預應力混凝土梁自重恒載和有效預應力作用下，產(chǎn)生0.2 mm的上拱值。在初始加載階段，試驗梁跨中截面撓度變化近似直線說明此時預應力混凝土梁處于彈性工作階段。當加載至160 kN時，試驗構件出現(xiàn)第一條裂縫，梁的第一跨荷載—撓度曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，折線斜率開始減小。此后隨著外荷載增加至240 kN，折線斜率趨于和緩，表明跨中撓度隨彎矩變化越來越快。