连续箱梁桥跨中底板受力的分析

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连续刚构桥箱梁底板等效径向力优化研究

连续刚构桥箱梁底板等效径向力优化研究
程双，李睿
（昆明理工大学土木系。昆明６５０５００）
【摘
要】底板崩裂是大跨径连续刚构桥常见的病害之一，其主要原因在于低估了等效径向力的影响。通过
分析预应力束的作用原理，推导出曲率半径的计算公式。结合某主跨７０ｍ连续刚构桥，与规范结果进行对比得
Ｏ引言
大跨径连续刚构桥是目前较为广泛采用的桥型
之一。由于设计理论不完善、施工质量缺陷等原因，在施工和运营阶段底板受到径向力时，产生的拉应力导致底板崩裂 ¨ “ 。黄亚新等通过对秦淮河大桥的相关分析认为，预应力筋空间效应径向力和局部小梁效应是底板开裂的主要原因。项贻强等通过分析，
．
ｓｈｏｕｌｄｂｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｓｐｅｃｉａｌｌｏｃａｌｃｈｅｃｋｓｏｒｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｅｃｕｉｒｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｇｒｉｄｆｒａｍｅｂｉｄｇｒｅ；ｂｕｒｓｔｉｎｇｃｒａｃｋｓｉｎｂｏｔｔｏｍｓｌａｂ；ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｒａｄｉｃａｌｏｒｆｃｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉ．，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０５００，Ｃｈｉｎａ）

对箱梁受力的理解-2019年精选文档

对箱梁受力的理解箱梁截面受力特性作用在箱形梁上的重要荷载是恒载与活载。

恒载通常是对称作用的，活载可以是对称作用，也可以是非对称作用，必须加以分别考虑。

偏心荷载作用，使箱形梁既产生对称弯曲又产生扭转，因此，作用于箱形梁的外力可以综合表达为偏心荷载来进行结构分析。

箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移，可分成4种基本状态：纵向弯曲、横向弯曲、扭转、扭转变形（即畸变）纵向弯曲：纵向弯曲产生竖向变位，因而在横截面上引起纵向正应力及剪应力。

扭转：箱形梁的扭转在这里是指刚性扭转，即受扭时箱形的周边不变形，变形的主要特征是出现扭转角。

类型分为自由扭转和约束扭转，所谓自由扭转，即箱形梁受扭时，截面各纤维的纵向变形是自由的，杆件端面虽出现凹凸，但纵向纤维无伸长缩短，自由翘曲，因而不产生纵向正应力，只产生自由扭转剪应力。

而受扭时纵向纤维变形不自由，受到拉伸或压缩，截面不能自由翘曲，则为约束扭转。

约束扭转在截面上产生翘曲正应力和约束扭转剪应力。

产生约束扭转的原因：支承条件的约束，如固端支承约束纵向纤维变形；受扭时截面形状及其沿梁纵向的变化，束扭转，如等壁厚的矩形箱梁、变截面梁等，即使不受支承约束，也将产生约束扭转。

在D62规范的5.5.1条的条文说明（第176页第五段）：“在扭矩作用下的钢筋砼结构或构件，若扭矩系由荷载直接引起的，并可由静力平衡条件求得，一般称为平衡扭转；若扭转系由结构或相邻构件间的转动受到约束所引起，并由转动变形的连续条件所决定，一般称为协调扭转或是附加扭转。

（其实就是上文中的自由扭转和约束扭转）由于后者的连续变形可引起内力重分布，对设计的扭矩起到折减的作用。

本节规定的抗扭计算公式均未考虑协调扭矩或附加扭矩，也即本规范有关受扭构件的计算仅适用于平衡扭转。

畸变：畸变的主要特征是畸变角。

薄壁宽箱的矩形截面受扭变形后，无法保持截面的投影仍为矩形。

畸变产生翘曲正应力和畸变剪应力，同时由于畸变而引起箱形截面各板横向弯曲，在板内产生横向弯曲应力。

连续刚构桥跨中横向加劲肋对底板应力的影响

连续刚构桥跨中横向加劲肋对底板应力的影响摘要：通过空间有限元分析软件对pc连续刚构桥中跨跨中合拢段箱梁底板建立模拟模型，，分别计算了在跨中合拢段设置两道加劲肋与未设置加劲肋时的箱梁底板应力，结果表明设置加劲肋对底板受力性能有较大的改善，从而大大减小了底板出现纵向裂缝的机率，并得出加劲肋对箱粱底板的受力影响规律。

关键词：连续刚构桥横向加劲肋箱梁底板纵向裂缝中图分类号：tv543文献标识码： a 文章编号：0引言箱形截面由于具有良好的结构受力性能。

在结构施工过程中或使用过程中具有良好的稳定性。

能适应现代化施方法的要求。

被广泛应用于各种桥梁。

然而近年来。

随着大吨位预应力技术的大量采用，以及箱梁宽度的增加和底板厚度的减薄，箱梁局部破坏或失稳现象明显增多。

如在张拉底板合龙束的过程中，跨中箱梁底板出现纵向裂缝．甚至出现崩裂的现象。

其主要原因是箱梁底板受力不合理，出现较大的横向拉应力。

底板刚度小．底板局部下挠变形大，而增加箱梁底板横向刚度的办法主要是通过设置横向加劲肋或横隔板。

一般来说，横隔板或加劲肋主要用于多片t梁的连接或弯梁桥中。

在直线梁桥中主要用在支点处。

对于跨中的横隔板或加劲肋的设置较为慎重［1］。

本文以一座(115m+200m+200m+115m)预应力混凝土连续刚构桥为例，采用空间有限元程序比较分析了在中跨跨中设置与不设横向加劲肋箱梁底板的受力性能，计算时采用的荷载工况均为中跨合龙束张拉完成阶段。

1 有限元模型分析1.1工程概况与建模主桥为115m+200m+200m+115m预应力混凝土连续刚构桥，桥梁平面位于直线上，纵面在-2.4%的纵坡上，桥面横坡为2%。

桥梁设计荷载：汽车—超20级，挂车—120。

梁体采用全预应力，单箱单室变高度箱梁。

主梁根部梁高11m，跨中梁高3.7m，其间梁高按1.5次抛物线变化。

底板厚度由跨中30cm按照半立方抛物线渐变至悬臂根部120cm。

跨中腹板厚度40cm，根部腹板厚70cm。

现浇箱梁桥常见裂缝分析与处治措施

现浇箱梁桥常见裂缝分析与处治措施发布时间：2021-07-07T16:57:03.780Z 来源：《建筑实践》2021年3月40卷7期作者：孟庆祥[导读] 近些年我国整体经济建设发展迅速，其中一个重要因素是我国基础设施建设快速发展。

孟庆祥中交二公局东萌工程有限公司陕西省西安市 710000摘要：近些年我国整体经济建设发展迅速，其中一个重要因素是我国基础设施建设快速发展。

在道路建设过程中，尤其在云贵川等省份，受地形影响，使得大跨度现浇箱梁桥具有很高的占比，而现浇箱梁桥施工中最常见的问题即为裂缝。

裂缝分布部位一般在底板、腹板、顶板。

裂缝产生的原因是多方面的，包括现浇箱梁设计构造、施工工艺、基础处理、支架方案、混凝土配合比、温差应力、混凝土收缩等因素，这些因素考虑不当均可产生裂缝。

关键词：现浇箱梁桥；常见裂缝分析；处治措施引言道路建设是我国基础设施建设中非常重要的组成部分，一直以来发挥着非常重要的作用，为我国基础建设贡献力量。

现浇箱梁由于整体性好，跨越能力大，适应能力强而被广泛应用。

其一般用于公路互通匝道桥，如整体式现浇梁桥，或有特殊跨越要求的桥梁，如跨度较大的悬臂现浇梁桥等。

混凝土裂缝是现浇箱梁的主要外观病害，我们通过检查发现，无论新建桥梁还是服役一定时期的桥梁，现浇箱梁都或多或少存在一些裂缝，这些裂缝有的是施工原因产生，有的是受荷载作用产生。

1工程概况某大桥主桥为预应力混凝土连续刚构桥，跨径组合为95m+2×180m+95m，上部箱梁采用变截面的单箱单室形式，顶板宽13.75m，底板宽7.5m。

0#块箱梁高11m，顶板厚50cm，底板厚150cm，腹板厚80cm；合拢段箱梁高4m，顶板厚30cm，底板厚32cm，腹板厚50cm。

引桥采用等截面预应力混凝土连续箱梁，单跨梁长30m，箱梁截面为单箱单室，箱梁高2m，顶板宽13.75m、底板宽7.5m，跨中截面顶板厚25cm，底板厚30cm，腹板厚50cm。

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析预应力混凝土连续箱梁桥底板是一种常见的桥梁结构，由于其承载能力强、使用寿命长等优势，广泛应用于公路和铁路交通建设中。

然而，在实际使用过程中，底板纵向裂缝的出现是一个普遍存在的问题，对桥梁的安全性和使用寿命产生一定影响。

本文将对预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝进行分析。

首先，纵向裂缝的成因可以分为内力和外力两个方面。

在内力方面，由于预应力混凝土连续箱梁桥底板的设计和施工过程中，存在一定的预应力损失和应力集中问题。

预应力损失是由于混凝土硬化和收缩引起的，这种损失会导致底板内部的应力分布不均匀，从而产生一些区域的张应力较高。

同时，在施工过程中，如果预应力钢束的张紧力或锚固不当，也会导致底板内力分布不均匀。

在外力方面，预应力混凝土连续箱梁桥底板承受着来自交通荷载和温度荷载的作用。

交通荷载在桥梁使用过程中是不可避免的，会引起底板产生弯曲变形和应力。

而温度荷载则是由于气温变化引起的，当温度升高时，底板会产生热胀冷缩变形和应力。

其次，纵向裂缝的影响主要体现在两个方面。

首先，纵向裂缝会导致底板的强度和刚度下降。

裂缝的存在使得底板的梁体不能充分发挥作用，不仅会影响桥梁整体承载能力，还容易引起劣化和破坏。

此外，裂缝的存在还会进一步加剧渗水和腐蚀问题，加速桥梁的老化过程。

其次，纵向裂缝会影响桥梁的使用寿命和安全性。

裂缝的存在意味着底板的结构已经出现了一定的损伤，这种损伤会随着使用时间的延长而逐渐发展和扩展。

当裂缝规模扩大到一定程度时，将会对桥梁的强度和刚度造成严重影响，甚至导致桥梁的倒塌。

最后，针对纵向裂缝的解决方法主要有以下几种。

一种方法是采取合适的预应力设计和施工工艺。

通过优化底板的预应力布置和张力控制，可以减少预应力损失和应力集中问题的发生，提高底板的整体力学性能。

另一种方法是采取适当的减振和防护措施。

针对交通荷载和温度荷载引起的应力和变形，可以采取减振和防护系统来减小底板的应力和变形，从而减少纵向裂缝的发生。

连续刚构桥梁跨中下挠问题研究

连续刚构桥梁跨中下挠问题研究连续刚构桥梁在桥墩及桥梁梁体处采用固结的结构形式，使得桥梁梁体与桥墩形成一个整体共同受力。

这种结构形式将影响结构刚度将影响桥梁的结构变形，总的来说就是桥梁跨中下挠。

且跨径越大，恒载所占比例越大，跨中下挠问题就越严重。

桥墩的越高，结构柔度越大，施工中越容易产生产生偏差。

本文主要对跨中下挠原因进行分析，并提出相关建议，为后续运营提供参考性意见。

一、广州地铁连续刚构桥梁现状广州地铁二十一号线、十四号线存在较多的高架段，高架主要以连续刚构桥梁为主。

二十一号线连续刚构桥单跨最大为95米，十四号线单跨最大为150米。

而随着桥梁跨度的增大，恒载所占的比例也愈来愈大，进而引发了次生病害。

病害主要体现为箱梁裂缝、跨中下挠等问题。

跨中下挠会加剧梁体开裂，而裂缝发展又会使得连续刚构桥梁结构刚度降低，进一步加剧跨中下挠，两者相互影响，形成恶性循环。

以65米跨为例，采用39.3+65+39.3m跨度，主跨65m跨越规划路，梁位于直线及缓和曲线范围，全长143.6m。

上部结构采用单箱单室斜腹板箱梁，梁顶宽10m，箱梁翼缘悬臂长2.1m。

中墩顶梁段截面梁高为3.5m；边跨墩顶截面、中跨跨中截面，梁高均为2.0m；梁高按2.0次抛物线变化。

中跨跨中主梁底板宽3m，边跨跨中主梁底板宽2.4m。

箱梁顶板厚度30cm，除设横隔位置及墩顶处沿全桥一致。

悬臂浇筑段底板厚度从跨中截面的46cm到中墩截面变化至100cm，按二次方抛物线变化。

合龙段箱梁底板厚度为46cm。

悬臂浇筑段腹板厚度从跨中截面的42.2cm按折线变化至71.4cm。

箱梁悬臂板端部厚度为25.5cm，根部厚度为45cm。

箱梁内在边中墩顶、中跨跨中设置横隔板，边跨端部及中跨跨中横隔板宽0.8m，中墩支点处横隔板宽2m。

根据设计文件及规范要求，在列车荷载作用下，梁体挠度容许值如下：梁体竖向挠度容许值该线路于2018年底开通试运营，运营期间每年对桥梁挠度进行一次监测，从监测数据显示，跨桥梁梁体挠度最大下挠-0.41mm，在挠度容许值范围内，结构处于稳定状态。

箱梁底板横向裂缝病害原因及处置防范措施

箱梁底板横向裂缝病害原因及处置防范措施摘要:本文结合实际工程案例,通过桥梁博士建立模型分析箱梁截面底板横向裂缝病害机理,并针对横向裂缝提出不同阶段采用不同的防范措施。

关键词:箱梁底板横向裂缝病害原因一、概述桥梁上部结构形式较多有,随着我国桥梁迅速发展,预应力混凝土箱梁这种结构形式越来越被设计师广泛采用。

但是由于设计考虑不周,常用材料和常用制品质量不稳定或选用不当,施工工艺落后,工艺过程控制不严,均会引起箱梁的质量问题,从而影响工程的使用寿命。

本文重点讲述了箱梁截面底板横向裂缝病害成因。

二、底板横向裂缝计算及原因分析1、病害性状及表现形式此种裂缝多出现在底板跨中位置,裂缝沿横截面扩展并有向两侧腹板发展趋势,最终形成“L”型、“U”型裂缝,开裂示意如图1所示。

图1 箱梁底板开裂示意图2、病害原因分析对于钢筋混凝土结构,底板跨中截面允许出现裂缝,但裂缝宽度不应超过限值。

对于预应力混凝土构件,跨中截面不允许出现裂缝。

以某分离式立交桥为例计算说明钢筋混凝土箱梁底板横向开裂原因。

①计算模型选用桥梁博士平面杆系有限元软件进行计算,全桥共90 个单元,91 个节点,模型如图2。

图2 计算模型②加载工况模型计算中考虑了施工阶段及使用阶段的效应,汽车为双向二车道。

温度影响力为整体温差和温度梯度的组合,参照85规范,荷载组合如下:组合Ⅰ:结构自重+混凝土收缩徐变+汽-20;组合Ⅱ:结构自重+混凝土收缩徐变+汽-20+温度影响力;组合Ⅲ:结构自重+混凝土收缩徐变+挂-100;③计算结果(1)原结构承载能力极限状态计算按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)相关规定进行截面极限承载力验算。

计算结果见表1~表3。

由此可知,对于钢筋混凝土连续箱梁桥,跨中底板是允许出现横向裂缝的,但宽度不得超过规范限值。

除上述规范规定情况之外,钢筋混凝土连续箱梁裂缝宽度超限,预应力混凝土连续箱梁底板跨中开裂均不满足规范要求,造成这种情况的因素有:(1)设计构造因素,跨中截面抗弯强度本身不满足设计要求。

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

展，以单位长度底板为研究对象，取波纹管下部混凝
箱梁主跨径１１６ｍ，采用Ｃ５０混凝土，箱形截面，单箱双室结构，桥面双向１．５％横坡通过调整主梁腹板高度来形成。主跨支点处梁高７ｍ，主跨跨中梁高３ｍ，梁高由支点向跨中按１．５次抛物线过渡，中部２ｍ为合拢段。主梁全宽为２０ｍ。箱形截面悬臂长４．６ｍ，箱底宽１０．８ｍ，悬臂端部厚０．１８ｍ，悬臂根部厚０．９ｍ。主桥箱梁顶板厚０．２８ｍ，底板厚度在梁
假设由预应力束径向力引起的裂缝与底板平面成Ｂ角，裂缝首先在Ａ点出现，而后由于裂缝处的应力集中作用，裂缝沿与主拉应力垂直方向迅速展开，由此引起底板混凝土崩裂而破坏。考虑便于工程应用，可假设裂缝沿与底板平面成４５。角方向发
计为抛物线，当底板中沿底板曲线布置的预应力束张拉时，必然会对底板混凝土产生径向压力，如
图１。
图２微段径向力分析示意图
（２）
Ｔ／
二Ｔ
图１预腹力严生径向力不葸图
程为ｙ＝ａｘ，经过（Ｌ／２，ｈ），得Ｙ＝ｈｆＴ２ｘ１，根据半径
Ｔ
／
＼
整体的使用性能。因此，箱梁桥底板是大跨径预应力混凝土连续梁桥设计中需要重点考虑的关键部

梁的受力分析

➢ 箱梁应力汇总及分析：纵向正应力，剪应力；横向正应力；
对于混凝土桥梁，恒载占大部分，活载比例较小，因此，对称荷载引起的应力是计算的重点。
1.1 箱梁截面变形的分解
➢ 纵向弯曲：
对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力 M，弯曲剪应力 M。
➢ 横向弯曲：
局部荷载作用；产生横向正应力 c。
➢ 扭转：
已切开的截面可利用式
X

Qy bI X
S ydA Qy S X
0
bI X
计算箱梁截面上各点的剪力流q0。由剪力流 q0 与 q1 的作用，在截面切
开处的相对剪切变形为零，即：
ds 0 (a) s
此处 ds 是沿截面周边量取的微分长度，
符号表示沿周边积分一圈， s
剪应变为： M q
1.1.4 扭转变形
在箱壁较厚或横隔板较密时，可假定箱梁在扭转时截面周边保持不变形，在设计中就不必考虑扭转变形（即畸变）所引起的应力状态。但在箱壁较薄，横隔板较稀时，截面就不能满足周边不变形的假设，在反对称荷载作用下，截面不但扭转而且要发生畸变。
扭转变形，即畸变（即受扭时截面周边变形），其主要变形特征是畸变角。薄壁宽箱的矩形截面受扭变形后，无法保持截面的投影仍为矩形。畸变产生翘曲正应力 dW 和畸变剪力 dW ，同时由于畸变而引起箱形截面各板横向弯曲，在板内产生横向弯曲应力（dt 如图所示）。
2.2 弯曲剪应力
➢ 开口截面：由材料力学中的一般梁理论，可直接得出。
➢ 闭口单室截面：问题---无法确定积分起点；解决方法---在平面内为超静定结构，必须通过变形协调条件赘余力剪力流q方可求解。
➢ 闭口多室截面：每一室设一个切口，每个切口列一个变形协调方程，联合求解

现浇箱梁桥的致命病害

现浇箱梁桥的致命病害
一，箱梁跨中下挠过大，开裂严重
小跨径箱梁桥多采用整体支架现浇施工，为钢筋混凝土或预应力混凝土结构；大跨径箱梁桥一般采用连续梁或连续钢构，多采用悬臂挂篮现浇施工，均为预应力混凝土结构。

裂缝挠是这类桥梁的典型病害，这两种病害一般也会同时出现。

当桥梁跨中下挠过大，箱梁腹板、底板也会出现严重开裂（裂缝较宽、数量较多），说明桥梁承载力严重不足，超载作用下病害可能继续发展，严重者可能产生桥梁垮塌等致命事故。

二，形成致命病害的早期病害特征：
（1）箱梁桥跨中底板出现较多横向裂缝，超宽裂缝数量多、裂缝较深；若是预应力混凝土结构，出现受力裂缝更应高度重视。

（2）箱梁桥腹板内侧或外侧面出现较多斜向或竖向裂缝、超宽裂缝数量多、裂缝较深；若是预应力混凝土结构，出现受力裂缝更换应高度重视；
（3）悬浇箱梁桥跨中合龙段结合面出现错台或较宽、较深裂缝；
（4）预应力管道未压浆或压浆不实，预应力钢绞线锈蚀严重，甚至管道内流锈水等；（5）桥面线形异常，跨中下挠明显，且持续发展。

三，总结
当箱梁桥出现上述5种病害特征中的1种及以上，就需引起桥梁管理者中资路桥高度重视，表明箱梁桥承载力不足；若病害继续发展，则有可能导致桥梁垮塌。

四，须采取的措施：
（1）当出现上述5种病害特征中的1种及以上时，应尽快委托有资质的单位进行
专项检测，尽快实施维修加固。

（2）当出现致命病害后，应立即限载、封闭交通，禁止无关人员靠近；必须时采取临时支撑措施，并尽快找专业人员采取进一步措施。

连续刚构桥底板钢束径向力分析

连续刚构桥底板钢束径向力分析【摘要】根据pc连续刚构桥主跨跨中附近底板钢束在张拉过程中产生的径向外崩力的特征，分别就底板预应力筋以折代曲布置，施工过程中管道定位误差和合拢段两端高差造成的径向外崩力进行计算，提出了一系列连续刚构在施工过程中预防底板崩裂的建议。

【关键词】连续刚构桥径向外崩力局部应力底板崩裂0 引言近年来，随着大吨位预应力技术的大量采用，以及箱梁宽度的增加和底板厚度的减薄，一些连续刚构桥在施工和运营过程中，跨中附近的箱梁在底板位置出现了混凝土崩裂的问题。

尤其是在张拉中跨底板合龙束的过程中，底板束下方混凝土大面积破损脱落，底板钢束及底板钢筋发生向下的变位，波纹管撕裂的现象。

连续刚构施工过程中底板崩裂的病害已经很大程度上影响了桥梁结构的安全性能。

本文通过对连续刚构中跨合拢段底板钢束张拉过程中各种情况下径向力的计算分析，提出连续刚构底板钢束的设计和施工建议。

1 合拢段附近底板钢束张拉各种情况下径向力计算分析国内许多专家和学者在计算底板钢束径向力的时候，大多是利用底板钢束随着箱梁截面高度的变化，线形呈抛物线的布置，进而利用径向力经典计算公式：进行计算，这是理论状态上径向力的计算[1]；而在实际的底板钢束施工张拉过程中，它是在划分的不同梁段内以相应的折线段来代替曲线段，这样必然就会在折线段上产生均布径向力，在两个折线段转角处产生径向集中力，从施工的具体情况上来看，可以分为三种：1.底板钢束以折代曲产生的外崩力 2.波纹管施工定位误差产生的外崩力 3.施工合拢段高差产生的外崩力1.1 底板预应力筋以折代曲产生的外崩力连续刚构底板钢束在实际施工中是以每个梁段的折线段来代替相应的曲线段的，这样大大降低了施工的难度，但是原理论设计曲线张拉的钢束产生的外崩力就会变成折线段上的外崩力和直线折角处的外崩力，具体见下图1所示。

由图中的几何关系，我们可以得出各个折线段上的均布径向力式中，为预应力筋的张拉控制力，为该段折线段长度，为该段折线段与水平直线的夹角而在折角处因为钢束的曲线弯折，会出现很小的弧线段，这样会产生外崩力的的折角集中，如下图3所示。

连续刚构桥跨中横隔板设计参数

第29卷第3期沈阳大学学报（自然科学版）V o l . 29，N o . 32 0 1 7 年 6 月J o u r n a l of S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )J u n .2 0 17文章编号：2095-5456(2017)03-0223-06连续刚构桥跨中横隔板设计参数邬晓光，贺攀，李艺林，冯宇(长安大学桥梁与隧道陕西省重点试验室，陕西西安710064)摘要：从连续刚构桥设计实际出发，利用M idasFea 建立局部空间实体模型，分析了 16m 宽的箱梁跨中设置横隔板后对跨中及附近区段顶、底板横向应力分布的影响.研究结果表明，横隔板的设置可以有效改善跨中部位顶板及底板的横向应力分布，并且能削弱应力峰值，有效控制跨中底板裂缝的开展.通过改变横隔板的厚度、挖空率和数量得出横隔板的最佳设计参数.可为连续刚构桥梁的设计提供一定的参考.关键词：连续刚构桥；宽箱梁；有限元法；跨中；横隔板；设计参数中图分类号：U 441文献标志码：A由于连续刚构桥跨中预应力孔道较多，截面面积削弱明显，加上张拉的底板纵向预应力对混凝土产生作用向下的径向力[]，使得跨中部位底板常常产生纵向裂缝，在恶劣环境（如海洋环境）裂缝的产生会加速钢筋的镑蚀[]，加之考虑温度对箱梁整体的作用[3]，使得纵向裂缝的产生对桥梁的耐久性产生很大的影响.文献[4 7]研究了墩顶横隔板受力，论述了横隔板对于横向刚度的贡献，在跨中位置加设一道横隔板可以显著改善跨中位置底板和腹板的应力状态[8];文献[1]和文献[10]的研究表明，在跨中以及附近部位加设矮肋可以改善底板横向拉应力过大的问题.跨中加设一道横隔板虽然可以改善跨中底板应力状态，但跨中位置以外区域应力状态是否得到改善，以及底板横向拉应力过大的区域是否仍然存在等问题不得而知.加设矮肋并不能改善顶板的横向应力，并且矮肋的最佳厚度尺寸无法确定，现行规范也未对连续刚构桥跨中横隔板相关尺寸做出明确的规定[1112].本文从连续刚构桥设计实际出发，分析16 m 宽箱梁跨中顶、底板横向应力分布及大小，以连续刚构桥A 为依托，通过对跨中设置横隔板，采用有限元软件研究其对跨中顶、底板横向应力的影响，进而对横隔板设计参数进行优化研究，提出横隔板设置的最佳厚度、最佳数量以及最佳挖空率.1工程概况某桥A 为四跨（65 + 2 X 120 + 65) m 预应力混凝土连续刚构桥.采用悬臂浇筑施工，三向预应力体系，单箱单室截面，箱梁横断面如图1所示.图1桥A 箱梁横断面图（单位：cm)Fig. 1 Box girder cross section of bridge A收稿日期：2017 01 05基金项目：陕西省交通运输厅科技资助项目（3 25k).作者简介：邬晓光（961 )，男，湖北黄冈人，长安大学教授，博士生导师.224沈阳大学学报（自然科学版)第29卷连续刚构桥A 箱梁根部高度7. 2 m ，跨中梁高3. Om ，其间梁高按1 8次拋物线变化.箱梁顶板宽15. 9m ，底板宽8. 4 m ，顶板厚0. 32 m ，底板厚由跨中0. 32 m 按1 8次拋物线变化至根部 0. 80 m ，腹板厚跨中段为0. 55 m 、根部变为0. 7 m ，渐变段长4. Om .主桥中跨底板纵向预应力采用17护15. 20 钢绞线，锚下张拉控制应力为1 395 MPa .主桥竖向预应力采用JL 32高强度精轧螺纹钢筋，设计张拉力560 k N ，腹板内采用双肢布置.2计算模型2.1平面杆系及空间实体模型使用Midas C ivil 有限元软件建立平面杆系模型，如图2所示（顺桥向为x 轴，横桥向为^ 轴）•使用Midas F e a 有限元软件建立空间模型，模拟底板纵向预应力张拉对底板受力的影响，研究横隔板布置数量，建立图3所示的局部模型.图3桥A 跨中1/2局部模型及钢束布置图Fig. 3 1/2 local model and layout of steelbundles of bridge A模型的尺寸均采用设计图尺寸，边界条件由全桥平面杆系模型计算得到.其中截取的最左端轴力为一161 191 46 k N ，剪力为 16 255. 51 k N ，弯矩为462 341.79 k N ，m .截取的最右端轴力为 -157 644. 8 k N ，剪力为 19 078. 57 k N ，弯矩为 395 979. 19 kN • m .在两端析取网格面，将整体模型中得到的内力施加在两端网格面重心处.在取出的局部模型中增设横隔板，其布置如图4所示，横隔板具体的尺寸将在下文中阐述.图4桥A 横隔板布置示意图Fig.4 Layout diagram of diaphragms of bridge A2.2计算工况及结果分析(1)确定横隔板最佳厚度.分6种工况分析比较，工况1为考虑箱梁自重、二期恒载和纵向、竖向预应力作用；工况2、3、4、5、6分别为载荷不变，跨中最大悬臂处增设一道（1# )厚度为40、45、 50、55和60 c m 的横隔板，分析增设不同厚度横隔板时对跨中底板应力的改善情况，以确定横隔板的最佳厚度.结果如表1所示.表1表明未设置横隔板时横向位置上跨中底板出现拉应力，最大拉应力出现在腹板与底板交接处附近，其值为2. 56MPa ;中间位置拉应力为 1 60MPa ，横向上应力分布不均勻，呈现出明显的剪力滞效应.由分析可知，设置横隔板会使底板应力得到明显改善，横隔板厚度为55 c m 时应力改善最为明显，腹板处拉应力降低至1 29MPa ，中间位置拉应力降低至1 18 MPa ;横隔板厚度为60 c m 时，底板应力改善较横隔板厚为55 c m 时不明显.从经济角度及最大程度减少自重的原则考虑，确定横隔板的合理厚度为55 cm .表1跨中底板横向应力分布情况Table 1 Transverse stress distribution at bottom plate of cross section沿底板横向位置/m应力/M Pa工况1工况2工况3工况4工况5工况600. 0500.0500. 0400.0400.0400.04014 2. 559 1.293 1 1931 1531 1431 1422.81 0840.7130.6830. 6630. 5980. 6214.21 604 1.185 1. 1281 0280. 916 1.0405.61 1530.6530. 6450. 6450. 6450. 6457.0 2.247 1.186 1 1161 1071 076 1.0938.40.0450.030(2)确定横隔板最佳挖空率.横向加劲肋高劲肋高度的增加，横向拉应力和压应力均减小，但度在40〜50 c m 时，对横向应力影响显著.随着加变化幅度不是很大.各截面处横隔板的挖空方式第3期邬晓光等：连续刚构桥跨中横隔板设计参数225见图5,为简化建模，保持H i为40 c m固定不变，其中L为箱梁中心线至最内侧预应力孔道中心线的距离，本文中L=130 cm，通过调整的大小实现挖空率的改变.分6种工况研究横隔板不同挖空率对箱梁空间应力的影响.工况1为考虑箱梁自重、二期恒载和纵向、竖向预应力作用；工况2、3、4、5、6分别为载荷不变，考虑横隔板最佳厚度和最佳数量，跨中最大悬臂位置处增设挖空率为25%、30%、35%、40%、45%的厚度为55 c m的横隔板.合龙段顶板、底板横向应力对比分析如下.图5横隔板挖空示意图（单位：cm) Fig. 5 Layout diagram of hollowed diaphragms表2合龙段顶板横向应力分布情况Table 2 Transverse stress distribution at roof plate of closure section沿顶板横向位置/m应力/M Pa工况1工况2工况3工况4工况5工况60-2.701-2.631-2.734-2.661-2.695-2.621 2-1.612-2.376-2.543-2.553-2.556-2.556 4-2.221-2.568-2.578-2.585-2.585-2.585 6-4. 021-3.657-3.583-3.575-3.575-3.575 8-5.454-4.058-3.805-3.705-3.710-3.705 10-4.260-3.667-3.587-3.578-3.578-3.578 12一3. 099-3.213-3.112-3.123-3.123-3.123 14-1.814-2.312-2.365-2.366-2.366-2.366 15. 9-2.343-2.325-2.426-2.411-2.411-2.411由表2可知，顶板横向应力主要为压应力，与前文叙述相同，与腹板交界处附近压应力最小，为 1. 61 MPa.顶板中间压应力最大，峰值为5. 45 MPa;增设横隔板可以使得顶板横向应力分布更加均匀，但不同挖空率对顶板横向应力分布以及应力大小改变不大.当挖空率为45%时，由于顶板处横隔板高度变小，对顶板横向应力改善效果逐渐减弱，因此确定横隔板最佳挖空率为35%.(3)确定横隔板最佳数量.基于以上确定出的横隔板合理厚度以及最佳挖空率，分6种工况研究横隔板设置的最佳数量.工况1为考虑箱梁自重、二期恒载和纵向、竖向预应力作用；工况2、3、4、5、6分别为载荷不变，横隔板厚度为55 cm，挖空率为35%，增设横隔板1#;增设横隔板1#、2#;增设横隔板1#〜3#;增设横隔板1#〜4#;增设横隔板1#〜5#.跨中合龙段及合龙段左右一定范围内每个块段的中点处顶、底板的横向应力比较分析结果如下.表3合龙段顶板横向应力分布情况Table 3 Transverse stress distribution at roof plate of closure section沿顶板横向位置/m应力/M Pa工况1工况2工况3工况4工况5工况60-2.711-2.611-2.734-2.654-2.685-2.598 2-1.614-2.355-2.543-2.546-2.551-2.551 4-2.211-2.562-2.578-2.569-2.569-2.561 6-4.011-3.639-3.583-3.559-3.575-3.575 8-5.462-4.048-3.805-3.702-3.705-3.705 10-4.254-3.652-3.587-3.566-3.598-3.575 12-3.089-3.201-3.112-3.103-3.113-3.112 14-1.814-2.312-2.335-2.356-2.366-2.366 15.9-2.323-2.325-2.416-2.411-2.410-2.410由表3、表4可知，对于合龙段位置，最大悬臂处增设一道横隔板能够有效改善顶板和底板横向应力的分布，削弱应力峰值.横隔板数量继续增加，应力值虽减小，但减小幅度有限.当继续增加横隔板数量时，由于新增加的横隔板距离跨中位置较远，对此位置的影响微乎其微.226沈阳大学学报（自然科学版)第29卷表4合龙段底板横向应力分布情况Table 2 Transverse stress distribution at bottom plate of closure section沿底板横向位置/m应力/MPa工况1工况2工况3工况4工况5工况600.0510.04 90.04 00.0400. 04 00. 04 0 .4 2.569 1.289 1.195 1.143 1.143 1.142 .8 1.0660.7030.6790.6630. 5890. 624 .2 1.610 1.186 1.128 1.0280. 9121039 .6 1.1530.6540.64 50.64 60.6350. 64 2 .0 2.257 1.196 1.116 1.1171079 1.091 .40.04 50.0300. 0300.0300 0300 030表5 15号块段中间位置顶板横向应力分布情况Table 5 Transverse stress distribution at roof plate of 15# block沿顶板横向位置/m应力/MPa工况1工况2工况3工况4工况5工况60-2.102-1. 931-1. 934-2.162-2.170-2.162 2-1312-1776-1823-1853-1856-1856 4-2. 221-2569-2579-2586-2586-2586 6-4121-3658-3. 4 83-3576-3575-3575 8-4 554-3659-3556-3706-3710-3705 10-4160-3668-3588-3579-3579-3578 12-2200-2213-2.1 12-2123-2.123-2.123 14-1515-1903-1866-1866-1866-1867 159-2. 04 4-2026-2026-2. 01 1-2.011-2.011表6 15号块段中间位置底板横向应力分布情况Table 6 Transverse stress distribution at bottom plate of 15# block沿底板横向位置/n应力/MPa1工况1工况2工况3工况4工况5工况600 0500050004 000400. 04 0004 01.41759119411941154 1.1441142 2810850914079407640 7590751 4 2120510651029102910161010 561. 1530965096509650 9650965 70 1.44711881176117711761173 8. 40. 04 500300000由表5、表6可知，15号块段顶板和底板应力分布不均，顶板上最大压应力为4. 55MPa,底板上最大拉应力为1 76MPa.在工况2和工况3下增设横隔板1#和2#对其顶、底板横向应力影响较大，继续增加横隔板数量影响较小.表7 14号块段中间位置顶板横向应力分布情况Table 7 Transverse stress distribution at roof plate of 14# block沿顶板横向位置/m应力/MPa工况1工况2工况3工况4工况5工况60-1897-1.831-1.834-1862-1870-1862 2-1312-1376-1223-1253-1256-1256 4-2. 221-2269-2.179-2186-2.186-2.186 6-2. 691-2628-2. 4 83-2576-2575-2575 8-3.134-3.159-2. 456一 2.406-2390-2395 10-2. 460-2368-2.188-2.179-2.179-2.178 12-2.100-2213-2012-2123-2.123-2.123 14-1215-1203-1266-1266-1266-1267 159-1. 644-1626-1626-1.611-1611-1511第3期邬晓光等：连续刚构桥跨中横隔板设计参数227表8 14号块段中间位置底板横向应力分布情况Table 8 Transverse stress distribution at bottom plate of 14# block沿底板横向位置/应力/M Pa工况1工况2工况3工况4工况5工况600.0500.0500.04 00.0400.0400.04 01.41.459 1.394 1.0941.154 1.144 1.1422.80.9850.9740.8240.7 640 7590.75142 1.095 1.065 1.009 1.0091.006 1.0005.60.9750.9650.9150.9150.9100.9137.01.247 1.198 1.076 1.0771.076 1.0738.40.04 50.0300000由表7、表8可知，14号块段顶板最大压应力2#和 3#时，能够有效改善该区域应力分布，，底板最大拉应力数值明显减小；增设横隔板1#增设横隔板对该区域应力的改善作用不明显. 14号块段横向应力的影响较小；当增设横隔板表913号块段中间位置顶板横向应力分布情况Table9Transverse stress d istrib u tio n at roof plate o f 13#block沿顶板横向位置/应力/M Pa工况1工况2工况3工况4工况5工况60-1.297-1.231-1.234-1. 062-1.070—1.062 2-0.812-0.918-0.923-1. 053—1.056—1.057 4-1.221-1.269-1.279-1. 186-1. 186—1. 186 6-1.691-1.628-1.683-1. 576—1.575—1.575 8-2.134-2.149-2.156-1. 606-1. 590—1.600 10-1.460-1.368-1.388—1.579—1.579-1. 578 12-1.100-1.213-1.112-1. 123-1. 123—1. 123 14-0.615-0.603—0.666-0 766-0 766-0 767 15.9-1.044-1.026-1.026-1.011—1.011—1.011表1013号块段中间位置底板横向应力分布情况Table 10Transverse stress d istrib u tio n at bottom plate o f 13#block沿底板横向位置/应力/M Pa工况1工况2工况3工况4工况5工况600.0500.0500.04 00.0400.0400.04 01.4 1.029 1.019 1.0240.5740 5250.5242.80.7850.74 50.74 50.4850.4760.476 420.8050.8010.8050.4550.4540.44 5 5.60.7990.7890.7980.4980.4960.4887.00.8570.8560.8380 5660 5630 5698.40.04 50.04 50.04 5000由表9、表10可知，13#块段顶板最大压应力出现在中间位置，其值为2. 13MPa,底板最大拉应力为103 MPa.增设横隔板1#和2#对13#块段横向应力的影响较小，当增设横隔板3#和4# 时，横向应力数值明显减小，继续增加横隔板数量影响较小.对合龙段及15#〜13#块段的分析中可以发现，沿跨中位置向墩顶两侧的顶、底板横向应力均呈减小趋势.通过设置横隔板，以上区域的横向应力分布均得到较大改善.在跨中设置2〜3道横隔板时可以有效改善顶、底板横向应力，继续增加横隔板的数量时作用不大.因此，横隔板的最佳数量为2〜3道.3结论与建议(1)连续刚构桥梁跨中设置横隔板不但能增加箱梁横向刚度，而且可以有效减小顶、底板横向应力，改善横向应力分布.跨中横隔板最佳厚度为 55 cm,继续增加横隔板的厚度，对底板应力分布无明显影响.建议在进行16 m宽箱梁桥设计时跨中横隔板厚度取为50〜60 cm,宽度大于16 m时横隔板厚度可适当加大.()横隔板的最佳挖空率为35%.设计时参照图5，L与H i不变，L可以取箱梁底板与腹板交接处倒角的长度，取值为40〜50 cm.通过改变只2达到最佳挖空率，228沈阳大学学报（自然科学版)第29卷(3)通过改变横隔板的数量，得出最佳设置数量为2〜3道.建议在设计时第一道横隔板设置在最大悬臂位置，然后再向两侧增设其他横隔板，跨径较大时可以适当增加其数量，但数量增加时需考虑自重对结构的影响.参考文献：[ 1 ]胡云耀，常柱刚，胡汉渝.关于增设矮肋法防治大跨径连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝问题的探讨[J ].中外公路，2009 ,9 ⑵：145 148.(H U Y Y，C H A N G Z G，H U H Y. Discussion on theproblem of preventing longitudinal cracks in the bottomslab of long-span continuous rigid frame bridge by addinglow rib m e t h o d[J]. Journal of C'hina &Foreign H ig h w a y，2009,29(2):145148.)[2]林辉，张红显，邬晓光.福建海域钢筋混凝土梁压弯刚度研究[].沈阳大学学报（自然科学版），2016,28(5):402404.(U N H, Z H A N G H X/W U X G. Stiffness of reinforcedconcrete beam in Fujian sea a r e a[J].Journal of ShenyangUniversityCNatural S c ie n c e)，2016，28(5): 402 — 404.)[3]钱若霖，冯宇.陕西地区连续刚构桥温度梯度时变效应[].沈阳大学学报（自然科学版），2016,28 ( 6 ):503507(Q IA N R L.F E N G Y. T em p eratu re gradient effect ofcontinuous rigid frame bridge in Shaanxi [ J ].Journal ofShenyang UniversityCNatural Science)，2016，28 ( 6 ) : 503507)[4]何勇，卢小锋，王世发.连续刚构0#块横隔板受力分析研究[].公路交通科技（应用技术版），2011(8):38 42.(H E Y，L U X F，W A N G S F. Stress analysis ofcontinuous rigid frame 0# block [J ]. Journal of Highwayand T ransp ortation Research and Development(A p p lic a tio n T e c h n o lo g y)，2011(8):38— 42.)[5]李胜华，周志祥，张鑫.墩顶横隔板对连续刚构箱梁顶板力学性能的影响[].重庆交通大学学报（自然科学版），200726(4):- 5,28.(L I S H.Z H O U Z X,Z H A N G X. Influences of diaphragnat the root of pier on the behaviors of roof board [J].Journal of Chongqing Jiaotong University ( NaturalS c i e n c e)，2007,26(4):3—5,28.)[6]于高志.龙华松花江特大桥零号块横隔板应力分析[D].哈尔滨：东北林业大学，2008.(Y U G Z. T h e stress analysis of the cross diaphragm insegment No. 0 for the Longhua super large bridge [D].Harbin: Northeast Fore stry U n ive rsity，2008.)[7]王微嘉，罗鸣，罗实.连续刚构桥0号块横隔板的构造与受力分析[].路基工程，2010,28(3):151 154.(W A N G W J，L U O M，L U O S. Structu re and stressanalysis of cross diaphragm of segment No. 0 in continuousrigid frame bridge [J].Subgrade En gineering，2010，28(3): 151 154.)[8]孙学先，陈小勇，延力强.P C箱梁横隔板对其截面应力影响的空间分析[].兰州交通大学学报，2008,27 (6 ):811.(S U N X X，；H E N X Y，YAN L Q. Spatial analysis ofdiaphragms of P C box girder effecting on the section stress[J ]. Journal of Lanzhou Jiaotong U n iversity，2008，27(6)：8-11.)[9]葛万光，叶见曙，马莹.横向加劲肋对箱梁底板受力的作用分析[].交通标准化，2011，36(23):133 136.(G E W G，Y E J S，M A Y. Mechanical analysis oftransverse stiffener effect on bottom slab of box girder[J].Transp ortation Standardization，2011，36 ( 23 ) : 133136.)[0]李旺丰.跨中横向加劲肋对箱梁底板受力性能的影响[].现代交通技术，20085(1) 66 70.(LI W F. Mechanical analysis of transverse stiffener effecton bottom slab of box girder [J].Journal of ShandongJiaotong U n ive rsity，2008.5(1)： 66 70.)[1]公路桥涵设计通用规范：J T G D60—2015[S].北京：人民交通出版社，2015.(General specifications for d e s ig n o f highway bridges andcu lverts：J T G D60 — 2015 [ S ].Beijing：ChinaCommunications P r e s s，2015.)[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范：J T GD62—2004[S].北京：人民交通出版社，2004.(Code for Design of Highway Reinforced Concrete andPrestressed Concrete Bridges and C u lverts：J T G D62 —2004[S]. Beijing：C'hina C'ommunications P r e s s，2004.)DesignParameters ofDiaphragm inM iddle Span of ContinuousRigid-Frame BridgeW u X i a o g u a n g，H e P a n，L i Y i l i n，F e n g Yu(Key Laboratory of Bridge and T^unrel of Shaanxi Province，Chang’an University，X i’an 710064，China)Abstra c t：Based on the design of continuous rigid frame bridge，a local entity model space is established with software “Midas/Fea”.The propose is to study the influence for transverse stress distribution in top and bottom plates of middle span section and nearby after setting t 16m wide box beam.The results show that diaphragms can effectively improve the transverse stress across the top and bottom plates，as well as，weaken the peak of the stress，and it can control the emergence of cracks.The vintage design parameters of diaphragm are gotten by changing the thickness，hollowed out rate and quantity of the diaphragm.The conclusions and recommendations can provide a reference for the design of continuous rigid frame bridges.Key word s：continuous rigid frame bridge;wide box beam；finite element method;middle span；diaphragm；design parameters【责任编辑：赵炬】。

连续刚构桥箱梁底板裂缝成因分析及防治措施

维普资讯
第３３卷第１９期
・
２８・９
２００７年７月
山西建筑
ＳＡＮＸＩＡＲＣＴＥＣＴＵＲＥＨＨＩ
Ｖｏ３Ｎｏ．９Ｌ３１
Ｊ１２０ｕ．０７
・
桥隧工程・
文章编号：０９６２｛０７１．２８０１０ —８５２０）９０９．２
［］山西建筑，０５３（３：４ —４．Ｊ，２０，１１）１２１３
Ｏｎｒｃｎｓｒｃｉｇｇｗａｅｏｔｕｔｏｅｉｎｆｌｗ－ｒｄｏｎｙｖｌａｅｈｉｈｙ
ＺＨＯＵｎｂｏＣＵｈｏｇａｇＹｉ－ａＩＳａ－ｕｎ
ＡｂｔａｔＴｈｌｗｉｇｐｐｒｉｔｏｕｅｒｓｎｏｄｔｎｏｕｒｎｗ－ｒｄｉｈｙｎｒｄｃｓｔｅｐｏｌｍｓｓｏｌｅｎｔｅｉｈｙｓｒｃ：ｅｆｌｎａｅｒｄｃｓｐｅｅｔｎｉｏｆｒｅｔｏｇａｅｈｇｗａ，ｉｔｏｕｅｒｂｅｈｕｄｂｏｉｄｉｈｇｗａｏｏｎｃｉｃｌｈｃｎ
板预应力束和成桥时常出现箱梁底板开裂和崩裂的原因进行了（／，）得Ｙ＝ｈ２／），１２ｈ，（ｘ１根据半径公式Ｒ＝（＋ｙ２ｙ，－１，）ｙ７／力学分析，提出了相应的防治措施。ｈ２１代入式（）（ｘ／），２得：
老路改建设计中具有十分重要的现实意义。
［］１王战捷，武贤惠，慧军．杨延安农村公路建设的主要做法和经
验［］山西建筑，０６３（）１７１０Ｊ．２０，２３：５ —６．

连续梁桥中跨跨中竖向变形的关键影响因素分析

科技创新与应用Technology Innovation and Application设计创新2021年16期连续梁桥中跨跨中竖向变形的关键影响因素分析刘凯(创辉达设计股份有限公司，湖南长沙410000)摘要:连续梁桥在运营期间常出现跨中竖向变形下降幅度过大的病害，结合某座3跨变截面PC连续梁桥，在有限元数值模拟的基础上，通过对不同设计方案下的中跨跨中竖向变形量进行对比分析,得到中跨跨中竖向变形量随桥面铺装、车道荷载超限、中跨预应力荷载和环境年平均相对湿度改变的变化规律，为以后的连续梁桥设计、施工和运营养护提供一定的参考。

关键词：连续梁桥;跨中竖向变形;桥面铺装;预应力损失中图分类号:U442文献标志码:A文章编号：2095-2945(2021)16-0080-03Abstract：During the operation of continuous girder bridge,the disease of the mid-span vertical deformation decline tend to be too large.To take for example a3-span variable section PC continuous girder bridge,on the basis of finite element numerical simulation,and through comparing and analyzing the vertical deformation of the middle span under different design schemes,the variation law of the vertical deformation in the middle span with the change of deck pavement,driveway overload, prestressed load of the middle span and the annual average relative humidity of the environment is obtained,thus providing reference for the design,construction,operation and maintenance of the continuous girder bridge in the future.Keywords:continuous girder bridge;vertical deformation in mid-span;bridge deck pavement;loss of prestress随着我国交通基础设施建设的蓬勃发展，越来越多的桥梁在设计时选择采用预应力砼变截面连续梁桥。

大跨度预应力混凝土连续刚构桥箱梁底板裂缝成因分析

Ｉ
．
／ｐＶｅ
图１力筋张力引起的径向力示意图
１１底板预应力筋产生径向力和集中力的计算．
取一小段预应力筋进行分析，受力情况如图２所示，划分为无限小，曲线可近似按圆弧线处理，其若则径向力ｑｘ近似相等，ｓ轴上列力的平衡方程：（）在 —ｓ
缝事故进行分析，到底板开裂的主要原因是按桥的立面线型布置形成拱形的底板纵向预应得力筋产生的径向力所致；且通过力学分析得到不使底板开裂的底板预应力曲线半径、束定位钢
成折线产生转角和合龙段的高差的合理范围；并提出了平衡每根底板纵向预应力筋产生的径向力所用箍筋的间距与单肢箍筋截面面积的关系式。
学学报．
（然科学版）自
２０年０８
成折线引起的转角为每束预应力筋产生的集中力为：，
Ｆｅ，
Ｆｒ＝０．Ｆｏ＝Ｎｓｎ＋Ｎｓｎ２一ＮＯｌ＋Ｎ８＝Ｎ０ｉ０ｉ０２
即，由钢束定位成折线引起的集中力为：
Ｆ口＝Ⅳ 脾（）４
１箱梁底板裂缝成因分析
根据文献规定：正常使用极限状态设计时，按预应力应作为荷载计算其效应。对于大跨度变截面箱梁的底板布置的预应力束，只能按桥的立面线形布置，成拱形。当张拉底板预应力筋时，形必然使截面产生与使用荷载作用方向相同的附加荷载即均布横向力，为附加荷载效应，称设计时应充分考虑。当钢束在平面或纵面上曲线布置时，有横向或纵向曲率的纵向预应力筋束在张拉过程中会产生对腹板或底板混凝土的具径向压力。下面来分析连续刚构桥按桥的立面线形布置的预应力筋对底板产生的效应，图１如所示。

箱梁底板防崩钢筋布置分析

箱梁底板防崩钢筋布置分析摘要：根据连续箱梁桥跨中底板崩裂的破坏形式，分析施工合拢过程中由于径向外崩力的产生底板破坏的机理，并对中跨跨中合拢段附近的箱梁防崩箍筋布置公式进行推导，得出合理的钢筋布置方式，并由此对连续箱梁桥的施工过程底板防崩措施提出一些建设性意见。

关键词：连续箱梁桥底板崩裂径向外崩力箍筋布置0引言随着国家基础设施建设的快速发展，预应力混凝土连续箱梁桥以其结构刚度大、行车平顺性好、伸缩缝少和养护简单等特点，已成为公路建设中最主要的桥型之一。

但随着预应力混凝土连续梁式桥（包括连续梁、连续刚构、刚构-连续组合体系），特别是大跨度连续梁式桥的大量修建，已暴露了一些问题。

其中混凝土结构底板开裂问题较为突出，引起桥梁界广大设计者的重视。

连续箱梁桥底板崩裂大多发生在张拉中跨底板合龙束的过程中，具体表现为底板束下方混凝土大面积破损脱落，底板钢束及底板钢筋发生向下的变位，波纹管撕裂等破坏迹象。

国内许多专家都认为：由于箱梁截面高度的变化，底板预应力钢束产生的径向附加力是连续箱梁桥底板崩裂的主要原因，，为有效预应力，R为预应力钢束的曲率半径［1］。

本文通过对连续箱梁桥底板容易破坏的节段(即中跨合拢段附近的底板)防崩钢筋的布置进行计算分析，提出底板箍筋的安装建议。

1箱梁底板防崩钢筋布置要点连续梁桥在成桥运营之前，当钢束曲率作用的径向力与箱梁荷载应力相叠加时，相应的弯曲应力可能比单独的恒载产生的应力大3—4倍，同时可能还存在钢束线形的偏位而使受力更加不利，严重时集中力可导致底板混凝土局部剥落或崩裂，所以预应力束径向力必须由底板的箍筋来承受。

如果底板内箍筋应力不超限。

则底板上下层钢筋网不会被撕开；反之，底板就会被撕开。

出现预应力筋上层钢筋网及混凝土完好而下层向下崩出的现象。

在贵州某公路一座大桥主跨合龙时就发生过底板混凝土崩脱，因此必须进行径向防崩箍筋的设计。

全桥合龙后，在汽车、温度及混凝土的收缩、徐变作用下，中跨的跨中处将产生较大的正弯曲和跨中下挠，进一步加大了底板预应力筋的下崩作用。

变高度预应力混凝土连续箱梁桥底板受力特性研究

市道桥与防洪
桥梁结构
６７
变高度预应力混凝土连续箱梁桥底板受力特性研究
徐慧丹
（海市政工程设计研究总院，上上海市２０９）００２
摘
要：年来，近国内多座变高度预应力混凝土连续箱梁桥底板在施工过程或使用过程中，生了纵向开裂甚至局部崩裂等发
病害。该文以实际工程为背景，对变高度预应力混凝土连续箱梁的底板受力特性进行了深入研究，对底板病害出现的原因进
行了较为深人的分析，提出了预防病害的措施。并
关键词：预应力混凝土连续箱梁；板；力特性；裂；防措施底受崩预中图分类号：４８２＂文献标识码：文章编号：ｏ９７１（００ｏ－０７０Ｕ４．１３Ａ１ｏ — ７６２１）４０６３－
０引言
变高度预应力混凝土连续箱梁桥是我国应用十分广泛的结构形式，随着建筑工艺的不断提高，设计和施工经验的逐步积累，此类桥型已日渐成
剪力滞效应大小。
在该桥中，据空间有限元的详细分析结果，根
熟。但从近年一些工程的实际使用和施工情况来看，出现了不少工程质量问题。上海多座变高仍如度预应力混凝土连续箱梁在施工或成桥初期发生了底板崩裂、板纵向裂缝、至钢束下层混凝土底甚与上层混凝土分层脱落等病害。本文以一座跨径布置为５＋０５＝７（的变高度三跨预应力混２７＋２１４ｍ）凝土连续箱梁为背景，合现行的桥梁设计规范，结对箱梁底板受力特性及预防底板崩裂或开裂的措施进行研究。该桥主梁采用单箱单室斜腹板箱形梁，中支点梁高３６跨中梁高２Ｏ１箱梁两侧挑臂．５ｉｎ，．０１，１各为４０采用纵、、三向预应力。龙段底．ｍ，０横竖合板厚度为２ｍ，点底板厚度为７ｍ，板厚５ｃ支０ｅ底度按照二次抛物线规律变化，边跨合龙段共布置２０束ｊ．７箱梁总体结构图及主要断面图如１２。５— 图１图２所示。边跨合龙张拉底板预应力钢柬、在时，靠近边跨合龙段箱梁底板下层混凝土剥落损

上海市S225朱枫公路太浦河桥的裂缝成因分析及处理对策

上海市 S225朱枫公路太浦河桥的裂缝成因分析及处理对策摘要：上海市S225朱枫公路太浦河桥中跨预应力混凝土连续箱梁梁底出现横桥向裂缝，裂缝在底板贯穿，已严重影响桥梁的安全运行。

为保证桥梁运行安全，采用体外预应力加固的方式对桥梁进行应急抢修加固。

本文通过初步分析预应力混凝土箱梁裂缝产生的原因及采取相应的加固处理对策。

关键词：太浦河桥；预应力混凝土箱梁；横向受力裂缝；加固处理0引言预应力混凝土连续箱梁桥具有受力合理、施工方法成熟、整体性好、线形流畅的特点，在目前桥梁工程中广泛使用。

但由于多种原因，预应力混凝土连续箱梁的开裂也时有发生。

本文针对上海市S225朱枫公路太浦河桥上预应力混凝土连续箱梁的开裂情况，初步分析了裂缝的产生原因，并提出应急加固措施加固，为类似桥梁裂缝处理提供参考。

1桥梁概况太浦河桥位于S225朱枫公路青浦段K8+790处，跨越太浦河（Ⅲ级航道），桥梁与河道正交。

桥梁设计荷载汽车-20级，挂车-100；现状桥头设限载标志牌，限总重30t，限轴重13t。

太浦河桥于1998年建成。

太浦河桥桥跨全长596m，为一座25跨梁式桥，桥梁跨径组合为10×20m+1×28m+(40+60+40)m+1×28m+10×20m，其中主桥为第12～14跨，为变高度预应力混凝土连续箱梁，引桥第11、15跨为预应力混凝土小箱梁，第1～10跨和第16～25跨，为装配式先张法预应力混凝土空心板梁。

其中主桥(40+60+40)m均位于太浦河航道内。

（图1 太浦河桥照片）本桥分上下行两幅，主桥处断面为两幅相连的双箱四室箱形断面。

桥梁横断面布置为：0.3m（栏杆）+3.5m（非机动车道）+0.35m（机非分隔墩）+7.75m（机动车道）+0.5m（中央分隔墩）+7.75m（机动车道）+0.35m（机非分隔墩）+3.5m（非机动车道）+0.3m（栏杆）=24.3m（桥梁全宽）。