新旧空心板桥拼接铰缝受力分析

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图 ３ 空 心板 划 分 示 意 图
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２２ １
２３ １
２４ １
２５ １
范设 计 ．根据 “ 桥老 标准 ，新 桥新 标 准 ” 老 的计 算原 则 ，老桥 设计 荷 载采用 汽 车超２ 级 ，新 桥设 计 荷载 ０
荷 载取值 包 括如 下几 方 面 ：
ａ 一期 恒 载 ）
ｂ 二期 恒载 ）
预制 混凝 土空 心板 的 自重 ；
包 括现 浇铰 缝 、桥 面铺 装 以及 护
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｌ ｗ ｓａ ； ｐ ｉ ｉ ｇ ｈ ｎ ｅ ｆｒ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｌ ｌ ｂ ｓ ｌ ｎ ｉ ｇ ； ｏ ｃ ｏ ｃ
０ 引 言
１ 桥 梁设 计概 况
１１ 新 １ 概 况 ． 日桥
随 着我 国经济 的快 速发 展 。国 内一些 重 要高 速 公路 、城 市 主干道 交通 运输 繁忙 ，交 通量 超 过预 计 增长 速度 ，道 路 已不能 满足 现有 通行 能力 要求 ，需 要对 其进 行改 扩建 。而既有 桥梁 的加 宽是 其 中的难 点 ，选择 合理 的新 旧桥 梁连 接方 式是 改扩 建 工程 成 功与 否 的重要 保证 。本 文 以某高 速公 路空 心板 加 宽 为例 ，使 用梁 格法 对新 旧空 心板 桥拼 接铰 缝 进行 了
半 幅桥 面 横 向 由５ 块空 心 板 组 成 ，采 用现 浇 板 间铰
缝及 桥 面混凝 土形 成整 体 。新 旧桥横 截面 布置 如 图
ｌ 示。 所
单 位 ：ｃ ｍ
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２ １ 年７ 第 １ 期 Ｉ ３ ０１ 月 ４ ９
见表 １ 。表 中剪 力正 值 表示 旧桥 梁 边缘 受 剪 力方 向 向下 ，负值 表 示 旧桥梁 边缘受 剪力 方 向 向上 。
表１ 接 缝 竖 向 剪 力 单 位 ：ｋ Ｎ
汽 车加 载 方式 ２ 温 度 梯 度 收 缩 徐 变
—
３１ 拼 接缝 竖 向剪 力计 算 ．
距ｏ 墩 ＃ 节 点 距 离／ ｍ
２ ９１ １
新 桥 二 期 新 旧桥 基 础 恒 载
Ｏ２ ．１
汽车加载方式１
— —
沉 降差
０ ４１ ． Ｏ － ３５ ７ ．９ Ｏ —１ １ ８ ５ ． ２ ０ Ｅ一 ４ ．Ｏ ０ ４．０ ９ Ｅ－０ ４
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元 ，中间结点 设 为铰接 。拓宽后 上 部结 构整 体 共划
分 为８ ４ 梁 单 元 ，５ １ 节 点 ，其 中 旧桥 单 元 ５ ４ １个 ５个 ６
图２ 拼 接缝 构 造
个 ，新 桥 单 元２ ４ ，接 缝 位 置单 元 ３ 个 ，拼接 位 １个 ６
置梁格 见 图４ 。
２ 计 算过 程
新 旧桥 拼 接缝 拟 采 用 接缝 构 造 如 图２ 示 ，构 所 造 上属 于铰 接接 缝 。铰缝 材 料 采 用Ｃ ０ ４ ．钢 筋 采 用 直径 １ｒｍ的Ｉ 钢筋 。 ２ ａ Ｉ 级
采用ＭＩ Ａ ／ Ｉ Ｉ计 算 程序 进行 计算 。 Ｄ ＳＣ Ｖ Ｌ
新 旧桥均 为 空心板 梁桥 ，将 每 块空 心板 视 为一
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｋ ｎ ｏｌ ｗ ｓａ ｉ ｅ ｅ ｎ ｏ ｅ ｅ ｐ ｅ ｓ ａ ｏ ｘ ｍｐ ｅ ｈ ｒ ｃ ｅ Ｌ ｅ ｒ ｌ ｇ ｔ ｏ ｏ ｓｒ ｃ ： ａ ｉ ｇ ｈ ｌ ｌｂ ｗ ｄ ｎ ｄ ｉ ｎ ｘ ｒ ｓ ｗ ｙ ｆ ｒ ｅ ａ ｌ ，ｔ ｅ ａ ｔ ｌ ｌ ￣ｇ ｌ ｅ ｍｅｈ ｄ ｔ ｏ ｉ ｓ ｉ ａ
关 键 词 ： 空心 板 ；拼 接 铰 缝 ； 受 力 中图 分 类 号 ：Ｕ ４ ． ４ ３１ ７ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ７ ６ ２ １ ） ４ ０ ９ － ３ ０ ２ ４ ８ （０ １ １ — ０ ３ ０
Ｆ ｒ ｅＡｎ ｌｓｓｏ ｐｉｉｇ Ｈｉｇ ｏｎ ｂ ｕ ｄ ａ ｄＮｅ ｏ ｃ ａｙｉ ｆＳ ｌ ｎ ｎ ｅＪ ｉｔ ｏ ｔＯｌ ｎ ｗ ｃ ａ
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２３ ９
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２－Ｏ Ｏ ３ Ｅ— ３ ６．Ｏ ２ Ｅ－０ ４
根 空 心板 ，空 心板 划 分 示 意 图见 图３ ，模 拟计 算 横
新 桥 梁 空 心 板
梁按 垂 直 于 空 心板 布置 ，间距 １ 由于 新 桥 和 旧 ｍ。
老 桥 空 心 板
桥空 心板 的现 浇接 缝接 以及 新 、旧桥上 部结 构 之 间
的连 接 （ 拼接缝 ） 为铰 接接 缝 ，采用 铰 接进 行模 拟 均 计算 。空 心 板之 间 的每 根模 拟 横 梁 均划 分 为 ２ 单 个
荷载 分 别计算 汽 车荷 载 内力 ；
９ ｌ交通标准化 ４
Ｂｉ ｅ ｕｎｌ ｎｉ ｅｎ 桥梁与隧道工程 ｒｇ ＆ＴｎｅＥｇ ｅｒｇ ｄ ｎ ｉ
ｄ温度 荷载 ）
对新 旧桥 均采用 温度 梯度 的方式 ；
新 桥桥 面铺 装荷 载 、运 营阶段 的活载 以及新 旧 桥 基 础沉 降差 均使接 缝位 置受 力 。
ｒ Ｊ ｊ 』
几ｉ
图 １ 新 旧 桥 横 截 面 布 置 图
桥梁 与隧道 工程 Ｂｉ ｅ ｕｎｌｎ ｉ ｅｎ ｒ ｇ ＆ＴｎｅＥｇ ｅｒｇ ｄ ｎ ｉ
１２ 铰 缝 构 造 ．
２１ 计 算模 型 的建 立 ．
对新 旧桥 以及 拼接 后 的整桥 上 部结 构 的计 算均 依 据梁 格 理 论 ，将 上 部 结 构离 散 为 空 间杆 系 模 型 ，
０４１ ．
０ ４１ ． Ｏ ０ ４１ ． Ｏ４ ．２ ０４ ．２ Ｏ４ｌ ． Ｏ４２ ． ０４１ ． ０４２ ． ０４１ ． ０４１ ．
Ｏ
Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ０ ０ ０ ０
－ ３５ ７ ．９
－ ３５ ７ ．９ —１ ４ ８ ０ ．４ － ３５ ７ ．９ － ３５ ７ ．９ －７ ． ９ ３５ －７ ． ９ ３５ －７ ． ９ ３５ －７ ． ９ ３５ －７ ． ９ ３５ －７ ． ９ ３５ －７ ． ９ ３５
提取 接 缝 中 间节 点 （ 点 ２ １ 节 ３ ５ 的竖 向 节 ９～ ０） 剪力 作为 拼接 缝处剪 力 。拼接 缝位 置处 各 分项 内力
ｅ基 丕塑 ）
隆
旧桥 已建成通车十几年 ，
基础 沉 降基本 完成 ，故 仅考 虑新 桥 的基础 沉 降 ，按
新桥 相对 旧桥 整体 沉 降５ ｍ考 虑 。 ａ ｒ ３ 计 算 结果分 析
Ｈｏ ｌ ｗ ｌ ｂ Ｂｒ ｄ ｅ ｌ ｏ Ｓａ ｉｇ
Ｌ ｉｈ ａ ｇ ＬＵ Ｚ ｏ ｇ ｗ ｉＺ Ｎ Ｘ ｕ ｌ ｇ Ｕ Ｑ － ｕ ｎ ， Ｉ ｈ ｎ － ｅ， ＨＡ ｉ—ｉ ｎ
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Ｂｄｅ ＴｎｅＥｇｅｒｇ 桥梁与隧道工 ｒｇ＆ ｕ ｌｎｉｅｎ ｉ ｎ ｎ ｉ 猩
卢 启煌 ，刘 忠伟 ，湛 秀玲
（ 圳 高 速 工程 顾 问有 限公 司 ，广 东 深 圳 ５ ８ ３ ） 深 １０ ４
摘 要 ： 以某 高 速 公路 空 心板 加 宽为 例 ，使 用 梁格 法 对 新 旧 空心 板 桥 拼 接 铰 缝 进 行 受 力 分析 ， － ￣拼 接 铰 缝 的 设 计 提 供 依 ． ｊ －
６．０ ６ Ｅ一０ ４
７．Ｏ １ Ｅ－０ ４ ７－Ｏ ０ ３ Ｅ－ ４ ６．０ ４ Ｅ一０ ４ ６．０ ４ Ｅ一０ ４ ７－０ ０ ３ Ｅ－ ４ ７ １ Ｅ－ ４ ．０ ０ ５ ７ Ｅ－ ４ ．０ ０ ６ ２ Ｅ－ ４ ．０ ０ ４ ７ Ｅ－ ４ ．０ ０ ５ １ Ｅ－ ４ ．０ ０ ４－０ ０ ３ Ｅ－ ４
采 用公 路 Ｉ ，空 心 板 内力 计 算 时 ，对 桥 上 作 用 的 级
车辆 荷 载按 图５ 图６ 和 所示 两种 横 向布 置方式 的车辆
栏 的重 量 ，铰缝 及 桥 面铺 装混 凝 土容 重 取２ ｋ ／ ５ Ｎｍ ， 桥面铺 装沥青混凝 土容重取 ２ ｋ ／ ３ Ｎ ｍ ，护栏 取４ Ｎ ｍ； ｋ／
２６ １
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１８ ８ １９ ８ １０ ９ １１ ９ １２ ９ １３ ９ １４ ９ １５ ９ １６ ９ １７ ９ １８ ９ １９ ９ ２０ ０ ２ ０１ ２２ ０
（５ （ ｉ ｏ
２３ ０
图４ 拼 接位 置 梁格
２２ 荷 载 取 值 ．
ｃ 车辆 荷载 旧桥按 ８ 规 范设 计 ，新桥 按０ 规 ） ５ ４
受力 分析 ，为 拼接 铰缝 的设计 提 供 了依 据 。
旧桥 上部 构 造 为３ ｌｍ￣跨 先 张法 部 分预 应力 ｘ６
混凝 土空 心板 梁桥 ，左 右 幅分 离 ，半 幅桥 面横 向由 ｌ 块 空心 板组 成 ；新桥 上部 构造 与 旧桥相 同 ，仍采 ２ 用３ ｌｍ＝ 先 张 法 部分 预应 力 混 凝 土 空 心 板 梁 ， ｘ ６ ￣跨
２－３ ０ ３ Ｅ一 ３
４ １ Ｅ－ ３ ．４ ０ ３ ７ Ｅ一 ３ ．４ ０ ５ １ Ｅ— ３ ．２ Ｏ ５－９ Ｏ ２ Ｅ— ３ ５ ２ Ｅ－ ３ ．２ ０ ４ ９ Ｅ一 ３ ．４ ０ ３ ４ Ｅ一 ３ ．２ ０ ３ ６ Ｅ－ ３ ．７ ０ ２ ６ Ｅ— ３ ．９ Ｏ １４ Ｅ－ ３ ．８ ０ ３ ０ Ｅ一 ４ ．Ｏ ０
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２４ ９
２５ ９ ２６ ９ ２７ ９ ２８ ９ ２９ ９ ３０ ０ ３ ０１ ３２ ０ ３３ ０ ３４ ０ ３５ ０
４
５ ６ ７ ８ ９ ｌ ０ １ １ １ ２ １ ３ ｌ ４ ｌ ５
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Ｏ２ ．１ －． ５ ０ ２ｌ Ｏ２ Ｉ１ ０２ ．１ Ｏ． ２１ ０． ２１ ０＿ ｌ ２ Ｏ． ２１ ＯＩ １ ２ ０． ２１ ０． ２１