箱梁底板厚度對連續(xù)剛構(gòu)跨中下?lián)系挠绊?/h1>
2022-10-30 11:32:50黃山松
福建交通科技 2022年7期
■黃山松
（福建省精創(chuàng)交通設(shè)計(jì)咨詢有限公司，福州 350000）
隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，橋梁的跨度及種類日益增多。 公路橋梁遇上跨越較大的峽谷、較寬的河流或有下穿道路時(shí)，大跨徑連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋是一種較經(jīng)濟(jì)及合理的選擇。 由于該橋適應(yīng)的跨度較大，且掛籃懸臂澆筑法具有對地形的適應(yīng)度高、無需大型起重機(jī)械等優(yōu)點(diǎn)，故近年來該橋型在行業(yè)內(nèi)較受橋梁工程師的青睞。 然而在橋梁交通營運(yùn)期間，該類橋梁跨中下?lián)蠟檩^普遍的現(xiàn)象。 由于對橋梁下?lián)系恼J(rèn)識(shí)不足， 部分橋梁跨中下?lián)现颠^大，影響行車舒適度及橋梁美觀的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，進(jìn)而造成橋梁結(jié)構(gòu)安全度的降低，提高工程養(yǎng)護(hù)成本。 因此，跨中下?lián)蠁栴}應(yīng)受到工程設(shè)計(jì)人員的重視。
1 撓度成因及解決方法
橋梁跨中下?lián)铣梢蜉^為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)本身的限制、設(shè)計(jì)的認(rèn)知度不夠及施工過程中的各種原因等因素導(dǎo)致下?lián)现颠^大。 從設(shè)計(jì)方面考慮，橋梁撓度形成主因是混凝土收縮徐變的撓度及彈性撓度。 混凝土收縮徐變的撓度值受材料本身的特性、周邊的環(huán)境、施工階段的養(yǎng)護(hù)情況等影響[1]。 彈性撓度主要受到橋梁構(gòu)造形式的影響， 其中包括截面形狀，預(yù)應(yīng)力鋼束的布置形式及張拉力度的大小，長期的預(yù)應(yīng)力損失使得結(jié)構(gòu)整體抗力降低，所選材料的性能降低等。工程界也為此提出了一些解決措施。如：提高主梁的抗彎剛度及正截面和斜截面強(qiáng)度；大跨徑橋梁，調(diào)整跨中結(jié)構(gòu)形式，降低跨中恒載；嚴(yán)格施工過程的相關(guān)措施要求等[2]。 同時(shí)有研究表明，調(diào)節(jié)截面高度、預(yù)應(yīng)力集度對長期撓度的影響較大，而在其他因素相同的前提下腹板厚度的增減對結(jié)構(gòu)長期撓度影響不大[5]。
綜上所述，本文從平衡頂、底板應(yīng)力，降低彎曲下?lián)现档姆绞絹硌芯靠缰邢聯(lián)蠁栴}[3]。 結(jié)構(gòu)的應(yīng)變值與應(yīng)力值成正比， 調(diào)整箱梁底板厚度可調(diào)節(jié)頂、底板應(yīng)力；箱梁底板頂?shù)拙磼佄锞€變化，其拋物線線形受根部底板厚度和跨中底板厚度控制。 因此通過這兩種調(diào)整頂?shù)装搴穸鹊姆椒ǎ础跋淞焊亢涂缰械装搴穸韧瑫r(shí)調(diào)整”原則和“僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則，結(jié)合實(shí)際工程案例，研究箱梁底板厚度對跨中下?lián)现档挠绊憽?/p>
2 實(shí)際工程案例
2.1 工程概況
八浦大橋于2017 年通車，橋梁長度為267.5 m，主梁采用（66+120+66） m 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁（圖1），橋梁主梁施工采用懸澆施工工藝。橋面寬度為9.5 m。 跨中截面高度為2.7 m，梁端截面高度為7.3 m，變高箱梁底板曲線采用1.8 次冪拋物線設(shè)計(jì)。邊跨現(xiàn)澆直線段長度為5 m，合攏段長度為2 m。懸澆段落劃分為14 個(gè)節(jié)段，分別為6×3.5 m+8×4.0 m，0#塊長度為12 m。 橋墩采用空心薄壁墩，橋墩厚度為4.2 m。 橋墩高度分別為44 m 及34 m。主箱梁混凝土采用C50 砼，橋墩采用C40 砼。
圖1 八浦大橋橋型布置圖
2.2 荷載作用
主橋采用變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁，按照全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，計(jì)算采用有限元軟件計(jì)算。 （1）恒載：按結(jié)構(gòu)實(shí)際恒載重量計(jì)入， 混凝土容重γ=26 kN/m3，瀝青容重γ=24 kN/m3。（2）活載：按公路-Ⅰ級計(jì)算；（3）支座沉降：主墩沉降均按1 cm 計(jì)。 （4）溫度荷載。有效溫度作用效應(yīng)：升溫溫差取25℃，降溫溫差?。?3℃，橋面鋪裝為10 cm 瀝青層+8 cm 混凝土層。升溫模式：T1=14℃、T2=5.5℃； 降溫模式：T1=－7.0℃、T2=－75℃。 （5）風(fēng)荷載：橋面高度處風(fēng)速取25 m/s。（6）施工荷載：掛籃及模板荷載取70 t，邊、中跨合龍段吊籃取40 t。
2.3 計(jì)算模型
采用有限元軟件對結(jié)構(gòu)建模計(jì)算（圖2）。 主梁劃分76 個(gè)單元，橋墩78 個(gè)單元，33 個(gè)施工階段。
圖2 橋梁初始模態(tài)
采用2 種不同的方法調(diào)整箱梁底板厚度，每種方法按照6 組數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。 方法一：按照“箱梁根部和跨中底板厚度同時(shí)調(diào)整”的原則，箱梁其余節(jié)段底板厚度按照1.8 次冪拋物線變化。方法二：按照“僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”的原則，其中跨中底板厚度按照32 cm 控制，箱梁其余節(jié)段底板厚度按照1.8 次冪拋物線變化。
根據(jù)表1 的數(shù)據(jù)，對箱梁根部及跨中的底板厚度進(jìn)行調(diào)整，其他構(gòu)造、鋼束、張拉力及相關(guān)的荷載保持不變的前提下，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整驗(yàn)算。 并提取頻遇組合撓度、彈性組合撓度及頂?shù)装鍛?yīng)力（模型如圖3、4 所示）。 本文長期撓度值的計(jì)算公式為：成橋后撓度值=頻遇組合下的撓度值×長期增長系數(shù)，其中長期增長系數(shù)按照J(rèn)TG 3362-2018《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 的6.5.3 條取值，其值為1.4475[4]。
表1 箱梁板底的厚度調(diào)整設(shè)計(jì) （單位：mm）
圖3 橋梁應(yīng)力分布圖例
圖4 橋梁豎向變形圖例
2.4 “箱梁根部和跨中底板厚度同時(shí)調(diào)整”原則下對長期撓度的影響
對6 組數(shù)據(jù)在頻遇組合下的應(yīng)力值、 撓度值、彈性撓度值及成橋后撓度值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表2、圖5 所示。 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，在頻遇值組合作用下：（1）箱梁根部頂板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而減小，趨勢呈線性遞減；（2）箱梁根部底板的應(yīng)力隨著底板的厚度增加而增加，趨勢呈線性遞增；（3）箱梁跨中頂板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而減小，趨勢呈線性遞減；（4）箱梁跨中底板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而減小，趨勢呈線性遞減；（5）成橋后的撓度值隨著底板厚度的增加而增加，趨勢呈線性遞增。
表2 同時(shí)增加箱梁根部和跨中底板厚度時(shí)撓度值計(jì)算結(jié)果
圖5 同時(shí)增加箱梁根部和跨中底板厚度時(shí)撓度值變化趨勢
綜上所述，板底厚度的增加對橋梁整體的受力及長期撓度是不利的。 經(jīng)分析，該種方法使跨中自重集度增加較大，其對箱梁根部的應(yīng)力變化影響較為明顯。 箱梁根部的頂板壓應(yīng)力減少，其應(yīng)變減小。箱梁根部底板厚度減小的應(yīng)力值小于跨中自重集度對底板增加的應(yīng)力值，底板應(yīng)力總體增加，其應(yīng)變增加。 箱梁跨中頂板、底板應(yīng)力同時(shí)減小，其頂、底板應(yīng)變值也同時(shí)減小。 故此彎曲下?lián)显黾?，可見采用該種方法來減小跨中撓度值是不可行的。
2.5 “僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則下對長期撓度的影響
對6 組數(shù)據(jù)對結(jié)構(gòu)的頻遇組合下的應(yīng)力值、撓度值、彈性撓度值及成橋后撓度值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表3、圖6 所示。 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，可知在頻遇值組合作用下：（1）箱梁根部頂板的應(yīng)力不因底板厚度增加發(fā)生變化；（2）箱梁根部底板的應(yīng)力隨著底板的厚度增加而減少，趨勢呈線性遞減；（3）箱梁跨中頂板的應(yīng)力因底板厚度增加發(fā)生變化；（4）箱梁跨中底板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而增加，但是增長的趨勢較為緩慢；（5）成橋后的撓度值隨著底板厚度的增加而減少，趨勢呈線性遞減，但增加到一定數(shù)值時(shí)，其長期撓度值不變。
圖6 僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變時(shí)撓度值變化趨勢
表3 僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變時(shí)撓度值計(jì)算結(jié)果
綜上所述，板底厚度的增加對橋梁整體的受力及長期撓度是有利的。 經(jīng)分析，該種方法使跨中自重集度增加較小，其對箱梁根部的應(yīng)力增加趨勢較小。 箱梁根部的頂板壓應(yīng)力不變。 箱梁根部底板厚度減小的應(yīng)力值大于跨中自重集度對底板增加的應(yīng)力值，底板應(yīng)力總體減少，其應(yīng)變減小。 箱梁跨中頂板壓應(yīng)力不變， 但底板的壓應(yīng)力呈緩慢增長，其應(yīng)變緩慢增加。 故此彎曲下?lián)蠝p少，但到達(dá)一定數(shù)值時(shí)不變。 可見該種方法在一定范圍內(nèi)來減少跨中撓度值是可行的。
2.6 “僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則對不同跨徑橋梁的影響
以“調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則，調(diào)整板底厚度對長期下?lián)嫌幸欢ǖ挠绊?。以八浦大橋的設(shè)計(jì)原則作為跨徑及梁高等的控制原則，跨中底板厚均為32 cm。 按照100～140 m 跨徑，每10 m 為一級，箱梁根部板底厚度按照1/180～1/130 之間控制，參數(shù)如表4 所示。 在控制原則相同時(shí)，對不同跨徑的橋梁底板厚度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表5 所示。
表4 不同跨徑變高箱梁橋參數(shù)
表5 不同跨徑變高箱梁橋撓度值 （單位：mm）
從以上的數(shù)據(jù)可知：（1）主跨為100～120 m 的剛構(gòu)箱梁橋，板底厚度的調(diào)整對撓度具有一定的影響；（2）主跨為130～140 m 的剛構(gòu)箱梁橋，板底厚度調(diào)整對撓度影響較小。 經(jīng)分析，由于跨徑增加，重力集度對結(jié)構(gòu)影響大于板底厚度對結(jié)構(gòu)剛度的影響。此外，板底厚度調(diào)整對跨中長期撓度的影響不適用于所有的跨徑，以八浦大橋型的設(shè)計(jì)為控制原則的橋梁，主跨為100～120 mm 有一定的影響；而主跨為130～140 mm 則影響較小。 根據(jù)表5 中數(shù)據(jù)，箱梁根部板底厚度在1/150 附近的長期撓度值最小， 當(dāng)超過該值時(shí)，其影響將減弱。
3 結(jié)論與展望
采用2 種不同的調(diào)整底板的方式，在“消除”其他因素的前提下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。 “箱梁根部和跨中底板厚度同時(shí)調(diào)整”原則，對長期撓度值的增長是不利的；而“僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則，在特定的跨徑，一定范圍內(nèi)調(diào)整板底厚度對長期撓度值是有利的。 可見在箱梁外輪廓相同的情況下，并不意味著內(nèi)部混凝土截面越大其對受力越為有利。 選擇一個(gè)合理的箱梁底板厚度，才能有效減小跨中撓度且不造成工程上的浪費(fèi)。 雖然底板厚度調(diào)整對跨中下?lián)系挠绊懺陬A(yù)應(yīng)力、梁高、材料等各因素中占比較小，但減小跨中長期撓度值是需要通過合理的構(gòu)造形式來實(shí)現(xiàn)。 故此，要有效地減小跨中長期下?lián)?，需綜合考慮各影響因素的相互作用。
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■黃山松
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隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，橋梁的跨度及種類日益增多。 公路橋梁遇上跨越較大的峽谷、較寬的河流或有下穿道路時(shí)，大跨徑連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋是一種較經(jīng)濟(jì)及合理的選擇。 由于該橋適應(yīng)的跨度較大，且掛籃懸臂澆筑法具有對地形的適應(yīng)度高、無需大型起重機(jī)械等優(yōu)點(diǎn)，故近年來該橋型在行業(yè)內(nèi)較受橋梁工程師的青睞。 然而在橋梁交通營運(yùn)期間，該類橋梁跨中下?lián)蠟檩^普遍的現(xiàn)象。 由于對橋梁下?lián)系恼J(rèn)識(shí)不足， 部分橋梁跨中下?lián)现颠^大，影響行車舒適度及橋梁美觀的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，進(jìn)而造成橋梁結(jié)構(gòu)安全度的降低，提高工程養(yǎng)護(hù)成本。 因此，跨中下?lián)蠁栴}應(yīng)受到工程設(shè)計(jì)人員的重視。
1 撓度成因及解決方法
橋梁跨中下?lián)铣梢蜉^為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)本身的限制、設(shè)計(jì)的認(rèn)知度不夠及施工過程中的各種原因等因素導(dǎo)致下?lián)现颠^大。 從設(shè)計(jì)方面考慮，橋梁撓度形成主因是混凝土收縮徐變的撓度及彈性撓度。 混凝土收縮徐變的撓度值受材料本身的特性、周邊的環(huán)境、施工階段的養(yǎng)護(hù)情況等影響[1]。 彈性撓度主要受到橋梁構(gòu)造形式的影響， 其中包括截面形狀，預(yù)應(yīng)力鋼束的布置形式及張拉力度的大小，長期的預(yù)應(yīng)力損失使得結(jié)構(gòu)整體抗力降低，所選材料的性能降低等。工程界也為此提出了一些解決措施。如：提高主梁的抗彎剛度及正截面和斜截面強(qiáng)度；大跨徑橋梁，調(diào)整跨中結(jié)構(gòu)形式，降低跨中恒載；嚴(yán)格施工過程的相關(guān)措施要求等[2]。 同時(shí)有研究表明，調(diào)節(jié)截面高度、預(yù)應(yīng)力集度對長期撓度的影響較大，而在其他因素相同的前提下腹板厚度的增減對結(jié)構(gòu)長期撓度影響不大[5]。
綜上所述，本文從平衡頂、底板應(yīng)力，降低彎曲下?lián)现档姆绞絹硌芯靠缰邢聯(lián)蠁栴}[3]。 結(jié)構(gòu)的應(yīng)變值與應(yīng)力值成正比， 調(diào)整箱梁底板厚度可調(diào)節(jié)頂、底板應(yīng)力；箱梁底板頂?shù)拙磼佄锞€變化，其拋物線線形受根部底板厚度和跨中底板厚度控制。 因此通過這兩種調(diào)整頂?shù)装搴穸鹊姆椒ǎ础跋淞焊亢涂缰械装搴穸韧瑫r(shí)調(diào)整”原則和“僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則，結(jié)合實(shí)際工程案例，研究箱梁底板厚度對跨中下?lián)现档挠绊憽?/p>
2 實(shí)際工程案例
2.1 工程概況
八浦大橋于2017 年通車，橋梁長度為267.5 m，主梁采用（66+120+66） m 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁（圖1），橋梁主梁施工采用懸澆施工工藝。橋面寬度為9.5 m。 跨中截面高度為2.7 m，梁端截面高度為7.3 m，變高箱梁底板曲線采用1.8 次冪拋物線設(shè)計(jì)。邊跨現(xiàn)澆直線段長度為5 m，合攏段長度為2 m。懸澆段落劃分為14 個(gè)節(jié)段，分別為6×3.5 m+8×4.0 m，0#塊長度為12 m。 橋墩采用空心薄壁墩，橋墩厚度為4.2 m。 橋墩高度分別為44 m 及34 m。主箱梁混凝土采用C50 砼，橋墩采用C40 砼。
圖1 八浦大橋橋型布置圖
2.2 荷載作用
主橋采用變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁，按照全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，計(jì)算采用有限元軟件計(jì)算。 （1）恒載：按結(jié)構(gòu)實(shí)際恒載重量計(jì)入， 混凝土容重γ=26 kN/m3，瀝青容重γ=24 kN/m3。（2）活載：按公路-Ⅰ級計(jì)算；（3）支座沉降：主墩沉降均按1 cm 計(jì)。 （4）溫度荷載。有效溫度作用效應(yīng)：升溫溫差取25℃，降溫溫差?。?3℃，橋面鋪裝為10 cm 瀝青層+8 cm 混凝土層。升溫模式：T1=14℃、T2=5.5℃； 降溫模式：T1=－7.0℃、T2=－75℃。 （5）風(fēng)荷載：橋面高度處風(fēng)速取25 m/s。（6）施工荷載：掛籃及模板荷載取70 t，邊、中跨合龍段吊籃取40 t。
2.3 計(jì)算模型
采用有限元軟件對結(jié)構(gòu)建模計(jì)算（圖2）。 主梁劃分76 個(gè)單元，橋墩78 個(gè)單元，33 個(gè)施工階段。
圖2 橋梁初始模態(tài)
采用2 種不同的方法調(diào)整箱梁底板厚度，每種方法按照6 組數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。 方法一：按照“箱梁根部和跨中底板厚度同時(shí)調(diào)整”的原則，箱梁其余節(jié)段底板厚度按照1.8 次冪拋物線變化。方法二：按照“僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”的原則，其中跨中底板厚度按照32 cm 控制，箱梁其余節(jié)段底板厚度按照1.8 次冪拋物線變化。
根據(jù)表1 的數(shù)據(jù)，對箱梁根部及跨中的底板厚度進(jìn)行調(diào)整，其他構(gòu)造、鋼束、張拉力及相關(guān)的荷載保持不變的前提下，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整驗(yàn)算。 并提取頻遇組合撓度、彈性組合撓度及頂?shù)装鍛?yīng)力（模型如圖3、4 所示）。 本文長期撓度值的計(jì)算公式為：成橋后撓度值=頻遇組合下的撓度值×長期增長系數(shù)，其中長期增長系數(shù)按照J(rèn)TG 3362-2018《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 的6.5.3 條取值，其值為1.4475[4]。
表1 箱梁板底的厚度調(diào)整設(shè)計(jì) （單位：mm）
圖3 橋梁應(yīng)力分布圖例
圖4 橋梁豎向變形圖例
2.4 “箱梁根部和跨中底板厚度同時(shí)調(diào)整”原則下對長期撓度的影響
對6 組數(shù)據(jù)在頻遇組合下的應(yīng)力值、 撓度值、彈性撓度值及成橋后撓度值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表2、圖5 所示。 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，在頻遇值組合作用下：（1）箱梁根部頂板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而減小，趨勢呈線性遞減；（2）箱梁根部底板的應(yīng)力隨著底板的厚度增加而增加，趨勢呈線性遞增；（3）箱梁跨中頂板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而減小，趨勢呈線性遞減；（4）箱梁跨中底板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而減小，趨勢呈線性遞減；（5）成橋后的撓度值隨著底板厚度的增加而增加，趨勢呈線性遞增。
表2 同時(shí)增加箱梁根部和跨中底板厚度時(shí)撓度值計(jì)算結(jié)果
圖5 同時(shí)增加箱梁根部和跨中底板厚度時(shí)撓度值變化趨勢
綜上所述，板底厚度的增加對橋梁整體的受力及長期撓度是不利的。 經(jīng)分析，該種方法使跨中自重集度增加較大，其對箱梁根部的應(yīng)力變化影響較為明顯。 箱梁根部的頂板壓應(yīng)力減少，其應(yīng)變減小。箱梁根部底板厚度減小的應(yīng)力值小于跨中自重集度對底板增加的應(yīng)力值，底板應(yīng)力總體增加，其應(yīng)變增加。 箱梁跨中頂板、底板應(yīng)力同時(shí)減小，其頂、底板應(yīng)變值也同時(shí)減小。 故此彎曲下?lián)显黾?，可見采用該種方法來減小跨中撓度值是不可行的。
2.5 “僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則下對長期撓度的影響
對6 組數(shù)據(jù)對結(jié)構(gòu)的頻遇組合下的應(yīng)力值、撓度值、彈性撓度值及成橋后撓度值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表3、圖6 所示。 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，可知在頻遇值組合作用下：（1）箱梁根部頂板的應(yīng)力不因底板厚度增加發(fā)生變化；（2）箱梁根部底板的應(yīng)力隨著底板的厚度增加而減少，趨勢呈線性遞減；（3）箱梁跨中頂板的應(yīng)力因底板厚度增加發(fā)生變化；（4）箱梁跨中底板的應(yīng)力隨著底板厚度的增加而增加，但是增長的趨勢較為緩慢；（5）成橋后的撓度值隨著底板厚度的增加而減少，趨勢呈線性遞減，但增加到一定數(shù)值時(shí)，其長期撓度值不變。
圖6 僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變時(shí)撓度值變化趨勢
表3 僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變時(shí)撓度值計(jì)算結(jié)果
綜上所述，板底厚度的增加對橋梁整體的受力及長期撓度是有利的。 經(jīng)分析，該種方法使跨中自重集度增加較小，其對箱梁根部的應(yīng)力增加趨勢較小。 箱梁根部的頂板壓應(yīng)力不變。 箱梁根部底板厚度減小的應(yīng)力值大于跨中自重集度對底板增加的應(yīng)力值，底板應(yīng)力總體減少，其應(yīng)變減小。 箱梁跨中頂板壓應(yīng)力不變， 但底板的壓應(yīng)力呈緩慢增長，其應(yīng)變緩慢增加。 故此彎曲下?lián)蠝p少，但到達(dá)一定數(shù)值時(shí)不變。 可見該種方法在一定范圍內(nèi)來減少跨中撓度值是可行的。
2.6 “僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則對不同跨徑橋梁的影響
以“調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則，調(diào)整板底厚度對長期下?lián)嫌幸欢ǖ挠绊?。以八浦大橋的設(shè)計(jì)原則作為跨徑及梁高等的控制原則，跨中底板厚均為32 cm。 按照100～140 m 跨徑，每10 m 為一級，箱梁根部板底厚度按照1/180～1/130 之間控制，參數(shù)如表4 所示。 在控制原則相同時(shí)，對不同跨徑的橋梁底板厚度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表5 所示。
表4 不同跨徑變高箱梁橋參數(shù)
表5 不同跨徑變高箱梁橋撓度值 （單位：mm）
從以上的數(shù)據(jù)可知：（1）主跨為100～120 m 的剛構(gòu)箱梁橋，板底厚度的調(diào)整對撓度具有一定的影響；（2）主跨為130～140 m 的剛構(gòu)箱梁橋，板底厚度調(diào)整對撓度影響較小。 經(jīng)分析，由于跨徑增加，重力集度對結(jié)構(gòu)影響大于板底厚度對結(jié)構(gòu)剛度的影響。此外，板底厚度調(diào)整對跨中長期撓度的影響不適用于所有的跨徑，以八浦大橋型的設(shè)計(jì)為控制原則的橋梁，主跨為100～120 mm 有一定的影響；而主跨為130～140 mm 則影響較小。 根據(jù)表5 中數(shù)據(jù)，箱梁根部板底厚度在1/150 附近的長期撓度值最小， 當(dāng)超過該值時(shí)，其影響將減弱。
3 結(jié)論與展望
采用2 種不同的調(diào)整底板的方式，在“消除”其他因素的前提下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。 “箱梁根部和跨中底板厚度同時(shí)調(diào)整”原則，對長期撓度值的增長是不利的；而“僅調(diào)整箱梁根部底板厚度而跨中底板厚度不變”原則，在特定的跨徑，一定范圍內(nèi)調(diào)整板底厚度對長期撓度值是有利的。 可見在箱梁外輪廓相同的情況下，并不意味著內(nèi)部混凝土截面越大其對受力越為有利。 選擇一個(gè)合理的箱梁底板厚度，才能有效減小跨中撓度且不造成工程上的浪費(fèi)。 雖然底板厚度調(diào)整對跨中下?lián)系挠绊懺陬A(yù)應(yīng)力、梁高、材料等各因素中占比較小，但減小跨中長期撓度值是需要通過合理的構(gòu)造形式來實(shí)現(xiàn)。 故此，要有效地減小跨中長期下?lián)?，需綜合考慮各影響因素的相互作用。
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