腹板斜率變化對(duì)寬幅大跨整孔預(yù)制箱梁受力影響研究

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1、s一?一s◎腹板斜率變化對(duì)寬幅大跨整孔預(yù)制箱粱受力影響研究傅晨曦，高波，王立新，戴捷(江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，江蘇南京210014)摘要：腹板斜率變化會(huì)對(duì)橋梁的美觀產(chǎn)生直接的影響，而且對(duì)于寬幅大跨整孔預(yù)制箱梁，采用斜腹板在一定程度上可以減小上部結(jié)構(gòu)的重量和下部墩身及基礎(chǔ)的工程量。但由于腹板傾斜，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)縱向受力產(chǎn)生不利影響，并增加一定的施工難度。通過腹板斜率變化對(duì)箱梁受力敏感性分析，得到既符合材料經(jīng)濟(jì)性和箱梁美觀性要求，又滿足受力要求的腹板斜率合理值。關(guān)鍵詞：腹板斜率；寬幅大跨；整孑L預(yù)制箱梁；敏感性分析1腹板斜率選取的原則2腹板斜率比選

2、方案“實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀”是我國(guó)當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)必對(duì)于單箱雙室截面箱梁，按照頂板寬度、懸臂長(zhǎng)度須要遵照的基本準(zhǔn)則。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)于一定，根據(jù)不同的腹板斜率變化底板寬度的原則，擬定基建項(xiàng)目的美觀要求也越來越高，這也對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提5類腹板斜率的箱梁截面：斜率分別為1：1(W1)、1：2出了在滿足使用功能的前提下，要實(shí)現(xiàn)景觀設(shè)計(jì)的(W2)、1：3(W3)、1：4(W4)、直腹板(W5)。(見圖1)。要求。廣深沿江高速公路機(jī)場(chǎng)特大橋上部結(jié)構(gòu)采用雙向—～≤_—]廠一■一一八車道的60m整孑L預(yù)制箱梁，單片箱梁重約2400t，』l＼／／L一一——}頂板

3、寬19．65m，是目前國(guó)內(nèi)最重也是最寬的整孔預(yù)a)腹板斜率制箱梁口]。箱梁橫斷面設(shè)計(jì)尤其是腹板斜率的選取，l965對(duì)項(xiàng)目工程的美觀性和經(jīng)濟(jì)性影響不容忽視。為此我、、————、]廠一一、7廠一一＼＼＼I]}／／／們根據(jù)該橋所處的環(huán)境特點(diǎn)，制定了如下設(shè)計(jì)原則：＼＼1l／／=二=====二====二／(1)首先要保證橋梁結(jié)構(gòu)方案的合理性，在橋梁結(jié)L塑一II)腹板斜率1：2構(gòu)方案合理的前提下，尊重橋梁所跨越地域的地理、地貌或城市原有的空間環(huán)境景觀需要。橋梁造型要充分考慮到應(yīng)與周圍環(huán)境相得益彰，對(duì)橋的造型進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)；c)腹板斜率】：3(2)通過優(yōu)化計(jì)算，

4、選擇合理的橫斷面形式，力求減小橋梁的結(jié)構(gòu)尺度，減低橋梁本身對(duì)人們的視覺一一～＼r————]廠一——]廠一一影響；＼＼＼㈠l【／／／(3)要使整孔預(yù)制箱梁與下部結(jié)構(gòu)形成有機(jī)的結(jié)：二===：=：=：======／構(gòu)整體，相互協(xié)調(diào)。d)腹板斜率1：4本文以背景工程采用的寬幅大跨單箱雙室截面箱1965梁為研究對(duì)象，選取不同的腹板斜率方案，進(jìn)行箱梁受力敏感性分析，研究既符合材料經(jīng)濟(jì)性和箱梁美觀性，[一]又滿足受力要求腹板斜率合理值。l235e)真腹板收稿日期：2014-10—29圖1不同腹板斜率的箱梁橫截面圖(單位：cm)N。．42014上踢魄37◎??G—

5、s3腹板斜率變化對(duì)截面抗裂性能的影響表2比選方案斜截面抗裂性能結(jié)果統(tǒng)計(jì)3．1正截面抗裂性能分析比選方案編號(hào)W1W2W3W4W5腹板斜率變化l：1】：21：31：4直腹板正常使用極限狀態(tài)短期荷載組合下。選取各比邊支點(diǎn)附近截面0．760．770．790．800．85選方案模型的最不利截面最小正應(yīng)力作為比較對(duì)最大主巾支點(diǎn)附近截面03l0．370．390．40—0．44象，分別為：邊跨跨巾截面下緣；中跨跨中截面下緣；．拉應(yīng)力結(jié)果／MP邊跨L／4截面0．5)()560．560．570．60邊跨距中支點(diǎn)8m截面下緣；巾跨距巾支點(diǎn)8m截a中跨／l截面0．27()

6、2【{0．300．300．32面下緣(截面上緣最小正應(yīng)力富余較大，在此不作比注：應(yīng)力以壓為正，以托為負(fù)。較)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表l。不同腹板斜率正截面抗裂性1：11：21：31m直腹板能變化見圖2。表l比選方案正截面抗裂性能結(jié)果統(tǒng)計(jì)一邊支點(diǎn)附近截面比選方案編號(hào)W】W2W3W1W5+中支點(diǎn)附近截面～邊跨LI4截面腹板斜率變化1：l1：2l：3l：4直腹板一中跨￡載面邊跨跨中截面F緣2．07】．901．791．66】．28最小正巾跨跨中截面下緣0．570．940．960．85051應(yīng)力結(jié)果／MP邊跨距中支點(diǎn)81"I1截面F緣0．411．00l091．050．

7、91a中跨距中支點(diǎn)8m截面F緣0．381．111231．201．08圖3不同腹板斜率斜截面抗裂性能變化曲線注：應(yīng)力以壓為正，以拉為負(fù)。、R÷嚼一一一一一一一一一O0O00O0O000l234567892．50000O000O0O由圖3可見，腹板斜率變化對(duì)斜截面抗裂性能影響不大。支點(diǎn)附近截面和中跨L／4截面的最大主拉2O0一邊跨跨中截耐F緣星應(yīng)力均隨著腹板斜率的減小而增大，平均變化幅度在·R1．5()+中跨跨中截面下緣3～1O．5左右。而邊跨L／4截面的最大主拉應(yīng)力1．oo一邊跨距中支點(diǎn)8m略截面下緣在腹板斜率為1：3u~達(dá)到最小值。各個(gè)截面的最大主

8、一中跨距中支點(diǎn)8m0．5O截面下緣拉應(yīng)力變化曲線在腹板斜率為l：2、1：3、1：4的區(qū)段內(nèi)000是相對(duì)較為平緩的。因此，僅