地裂缝对钢-混组合连续梁桥效应的影响分析及对策研究

地裂缝对钢-混组合持续梁桥效应的影响分析及对策研究

目前国内外修建结构物遇到地裂缝灾害时尽量选择避开方案,随着城市可用土地面积的日益减少,由于桥梁结构作为跨线工程,所以不可避免的要修建在地裂缝位置上。对跨地裂缝的桥梁,通常选择简支梁桥,因为简支梁桥作为静定结构体系,不平均沉降对桥梁上部结构的影响相对较小,安全性更高。

由于简支梁桥跨越能力无限,在桥下空间、管道、交通灯受到限制时,所以必须采用跨径相对较大的持续梁桥,如何减小地裂缝灾害对持续梁桥的晦气影响,成为众多桥梁工程师亟待解决的问题。本文以陕西省交通运输厅科研项目“钢-混组合持续梁桥跨地裂缝施工和运营阶段监测与监控技术研究”为依托。

以跨越地裂缝的雁塔路互通式立交桥为依托工程,采用数值模拟的方法,对钢-混组合持续梁跨越地裂缝的角度和合理跨径进行了深入的研究。主要研究内容如下:(1)通过建立了下部结构的仿真模型,选取了距离地裂缝较近的两个桩基,分别研究了斜交角和主梁跨径对下部结构的力学性能影响。

通过分级加载的方式施加沉降,从而对沉降过程中地裂缝对桩基的力学性能的影响进行了研究。结果表明,取较小斜交角和较小跨径时,地裂缝对桩基的晦气影响最小。

(2)通过建立上部结构的无限元模型,建立三种例外跨径组合的上部结构模型。分别从桥梁的受力和变形两个方面对结构进行分析,研究随着地裂缝沉降量的增大,桥梁上部结构力学性能的变化规律。

研究发现,地裂缝对采用较小斜交角和较小跨径的桥梁上部结构的晦气影响最小。(3)基于钢-混组合梁承载能力的沉降量预警分析,分别从承载能力极限状态和正常使用极限状态下,通过对桥梁抗弯、抗剪、抗裂、变形四个方面进行极限状态分析,分别得到基于承载能力状态和正常使用状态下桥梁的沉降量预警值,为相应的对策研究提供理论依据。

根据沉降量预警分析可知,在土体最大沉降量范围内,沉降预警分析主要考虑地裂缝灾害引起的弯矩和主梁变形。(4)对桥墩的沉降量和主梁的应力监测进行了详细的说明,并针对桥梁沉降量过大时,制订了详细支撑系统调节方案以及地基加固处理方法。