19-箱形框架结构横向分析

工程科技
箱形框架结构横向分析
李彦贤1文华锋2吴咏梅3
（1、中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉4300402、重庆市渝通公路工程总公司，重庆400060
3、路桥华祥国际工程有限公司，北京101100）
摘要：本文采用Midas/civil 有限元分析软件，通过建立预应力混凝土连续钢构箱形截面框架结构模型，分析比较桥面板横向预应
力及温度荷载作用下桥面板的受力情况。

关键词:连续钢构;桥面板;框架结构;横向分析1概述
1.1工程概况
本文以某高速公路上的一座（50+80+80+50）m 预应力混凝土连续刚构桥为工程背景，该桥上部结构采用单箱单室箱梁，箱梁顶面宽14.75m ，箱梁底宽7.25m 。

主梁采用三向预应力体系，包括纵向预应力、横向预应力和竖
向预应力。

顶板横向预应力钢束采用2股s
15.2mm 高强低松弛钢绞
线，钢绞线抗拉强度标准值f pk ＝1860M Pa ，
采用交错单端张拉。

钢束均为直线线型,钢束与梁顶面的距离保持不变。

预应力管道采用配
套扁形波纹管50mmx19mm ，
采用真空压浆工艺灌浆。

1.2主要材料指标1.2.1混凝土（见表1）1.2.2预应力钢筋（见表2）2建立有限元模型
本文采用M idas/civil 计算软件，建立箱梁横向分析模型。

取具有代表性的主跨跨中合拢段作为典型断面（见图1，表3）。

移动荷载工况（见图2）。

边界条件：箱梁底部一处横向约束，两处竖向约束，即简支边界。

3总体计算结果3.1恒载效应
恒载下桥面板最大应力效应约0.9M Pa ，如图3所示。

3.2车辆荷载效应
车辆荷载下桥面板上下缘最大应力效应约1.7M Pa ，如图4所示。

3.3桥面板裂缝宽度验算
按照预应力混凝土B 类构件验算，移动荷载控制钢筋混泥土板
的裂缝宽度。

桥面板最大裂缝宽度W_tk ≈0.042mm <W_AC =0.
1mm ，
满足要求。

4温度的影响
温度梯度荷载下桥面板上下缘最大应力效应约1.2M Pa ，如图5所示。

5横向预应力的影响
横向预应力荷载下桥面板上下缘最大应力效应约-2.8M Pa ，如图6所示。

6结论
6.1虽然顶板张拉了横向预应力钢束，但是横向钢束线形受到纵向钢束和横向板厚等因素的控制，顶板横向无法达到预应力混凝土A 类构件要求，因此对桥面板应按照预应力混凝土B 类构件验算。

6.2在上部结构设计中，需展开顶板横向预应力束的设置对箱梁横向计算的影响。

6.3温度梯度与结构自重引起的桥面板的应力值大小相当，因此在计算中要准确模拟温度荷载。

6.4横向预应力在桥面板上产生较大的压应力，可以提高截面的整体刚度并预防顶板中纵向裂缝的产生，有效的改善桥面板的抗裂性能。

参考文献
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图6底面应力表5MIDAS/Civil PSC 设计各项验算
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