装配式预应力混凝土小箱梁横隔板设置.pdf

2 0 1 3年第 4期 广 东 公 路 交 通 G u a n g D o n g G o n g L u J i a o T o n g 总第 1 2 7期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 5 1 0 3 装 配式预应 力混凝 土小箱梁横 隔板设置 邹伟浩 ( 广东肇 阳高速公路有限公司， 广州 5 1 0 8 5 0 ) 摘要：随着装配式预应力混凝土小箱梁在桥梁工程中的广泛应用 ， 是否在跨中设置横隔板以约束箱梁的扭转等 畸变效应逐渐引起设计人员的注意。以实践中的简支小箱梁为例， 采用 A N S Y S有限元软件对是否在桥梁跨 中 设置中横隔板的不同情况进行对比分析 ， 结果显示跨中横隔板的设置能改善上部结构的整体性。 关键词 ： 小箱 梁；横 隔板 ；挠度 中图分 类号 ： U 4 4 8 2 1 3 文献标识码 ： B 0 引言 箱形截面是一 种闭 口薄壁 截面 ， 其抗扭 刚度 大 ， 并具有较 T形截面高的截面效率指标 P ， 同时 它的顶板和底板均 比较大 ， 能有效 地承担正 负弯 矩 ， 并满足 配筋的需要 。装配式 小箱梁结合 了 装配式结构施工快捷和箱梁结构使用性能好等优 点 ， 特别适用 于 中小跨径 桥梁。由于小箱梁 的薄 壁斜腹板宽跨 比和 内箱较小 的结构 特点 ， 以及 装 配式结 构需通 过横 向连 接而 形成 整体 的结构 特 性 ， 使横隔板 的设置对该类 型桥梁非 常重要 。装 配式小箱梁横隔板 的设置可以有效地增加其截面 的横向刚度 ， 约束截 面畸变 ， 在梁端 的横 隔板还具 有承受和分配支撑反力 的作用 j 。本文 以珠江三 角洲外环高速公路黄 岗至花山段公路工程 的装配 式预应力混凝土简 支小箱梁为例 ， 分析简支 小箱 梁在有无中横隔板 的情况下对上部结构受力状况 的影响。 1 工程概况 珠江三角 洲外 环高 速公 路 黄 岗至花 山段 是 国家高速公 路 网中珠 江三角 洲环 线高速公 路 的 组成部 分 ， 是 广州 市 区域 高 等级 路 网整 体规 划 “ 四环十八射 ” 中第 四环 的一 部分 。该项 目也是 肇庆市 、 佛 山市、 广 州市等城 市 间加强枢纽 性交 通的纽带 。路线呈东西走 向 ， 按双 向六车道标准 建设 ， 全长约 6 0 9 k m。项 目位于城市发展 区 ， 相 交道路众多 ， 构造物多 ， 技术难度 大 ， 同 时必须兼 顾城市景观 。由于本项 目处 于城市发 展区 ， 桥梁 所 占比重很大 ， 占路线 总长 的 7 1 6 ， 沿线桥梁 选择既要满足现有道路 的通行 和扩建 、 河道 的泄 洪要求 ， 又要考虑桥梁结构形式 的选择对工程 的 经济性 、 美观性 及施 工进度 的影响 ， 桥梁 上部应 尽量选择标准化、 装配化 、 工厂化的结 构形式 ， 根 据各 自结 构型式 的特点 、 考虑 施工 流程等方 面 ， 最终根据不 同路段 的实 际情况选 择 了分 幅式 和 整幅式的预应 力砼 简支小箱 梁。结 合本项 目小 箱梁桥幅较宽的特 点 ， 对小箱梁是否设置 中横 隔 板进行 了分析论证 。 # 蕾崎 i 图 I 箱梁标准横断面布置示意图 作者简介：邹伟浩( 1 9 7 6 1 1一) ， 男 ， 广州人， 路桥工程师， 从事高速公路建设管理工作。E m a i l ： z o u w e i h a o 1 6 3 n e t 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3年第 4期 广东公路交通 总第 1 2 7期 2 结构简介 本项 目小箱梁跨径主要在 2 5 m 3 0 m之间 ， 梁 高根据不同跨径分别取 1 4 m和 1 6 m。分幅式 小 箱梁桥 宽 1 7 2 5 m， 由 5片小 箱 梁组 成 ， 梁 间 距 3 3 4 m； 整幅式小箱梁桥宽 3 3 2 m， 由 1 0片小箱梁 组成 ， 梁 间距 3 3 1 2 m。桥孔两端均设置一道横隔 板 ， 横隔板厚度 0 3 m。 3 计算结构模型 结构计算模型采用有限元软件 A N S Y S进行建 模分析 。计算模 型以 3 0 m箱梁 为例 ， 分别建立有 中横隔板和无 中横隔板 的模型进行计算分析。主 要计算在活载作用下有 、 无跨 中横隔板时对小箱 梁受力 的影响。计算分析主要考虑在外荷载作用 下横隔板对结构刚度 的贡献 ， 未考虑 自重及 预应 力效应。 图 2 分幅式小箱梁 ( 带 中横 隔) 4 计算结果分析 4 1 中横隔板对跨中挠度的影响分析 通过对 比分析在有 、 无 中横隔板 的情况下 ， 简 支小箱梁跨 中的挠度变化 ， 确定 中横 隔板对简支 小箱梁整体刚度变化的贡献程度。考虑到在横隔 板的设 置对 多主梁结 构受正 载时 的影 响效果较 大 、 受偏载时的影响效果较小 的特点_ 3 j ， 计算 中同 时考虑了正载和偏载两种工况进行对 比分析 。 由表 1 表 4的数据知 ， 无论正载作用还是偏 载作用下， 中横隔板的设置都会使简支小箱梁的 跨中挠度更趋于均匀， 因此可认为其对结构整体 的刚度的贡献是有利的。分析在有无 中横 隔板 的 不同情况下挠度数值变化 的幅度发现 ， 两种情况 下挠度变化 比例达到 7 4 ； 偏载作用下横隔板的 设置对边梁挠度 的影 响可 以忽 略。由此可见 ， 中 横隔板对桥梁荷载 的重分 配有 一定的作用 ， 但对 边梁的影响较小， 总体上可以提高预制梁的整体 性 。 5 2 表 1 分幅式断面正载作用跨 中挠 度 表 2 分 幅式断面偏载作用跨 中挠度 表 3 整幅式 断面正载作用跨 中挠度 表 4 整幅式 断面偏 载作用跨中挠度 4 2 中横 隔板对小箱梁间湿接缝的影响分析 因为小箱梁的梁 间距较大 ， 在活载作用下 ， 两 片梁间的湿接缝位置的弯矩会 比预制箱 室内的顶 板大 ， 且由于是现浇 的缘故 ， 湿接缝 的质量难 以保 证 ， 以致湿接 缝位置很容易 出现纵 向裂缝 。除 了梁间距较大 和混凝 土质量 的影 响之外 ， 小箱 梁 在偏载作用下 的扭 转畸变效应 ， 亦是引起湿接 缝 位置弯矩较大和易出现裂缝 的原 因。本文通过对 比湿接缝位置的应力在有无跨 中横 隔板 的情况下 的变化 ， 分析 中横 隔板对装配式简支小 箱梁 的扭 转畸变效应 的影响 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m