预应力混凝土空心板桥在特重车通过时结构性能安全评定

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发布时间：2021-09-04

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预应力混凝土空心板桥在特重车通过时
结构性能安全评定
王凯，刘建磊
(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081)
[摘要】以一质量达400 t的特重车通过预应力混凝土空心板梁桥项目为背景，通过现场对桥梁检测、静载
试验，评估了桥梁的整体强度和刚度。结合试验结果，运用桥梁专用有限元分析软件分别建立梁体模型及盖梁墩
柱模型进行结构承载能力验算，并参考现有文献对空心板铰缝抗剪强度进行相应验算。综合桥梁现状及有限元验
算结果，对空心板梁桥提出安全评定结论，确保了特重车安全通过桥梁。
[关键词】空心板梁桥；特重车；单板受力；铰缝
[中图分类号】U 446．3 [文献标识码】A [文章编号]1674—0610(2014)05—0241—06
Safety Evaluation of Structural Behaviors for Overweight Vehicle
to Cross Prestressed Concrete Hollow Plate Girder Bridge’
W ANG Kai，LIU Jianlei
(China Academy of Railway Sciences&Railway Engineering Research Institute，Beijing 10008 1，Chi—
na)
[Abstract]Based on the project of an overweight vehicle weighed 400 t crossed prestressed con—
crete hollow plate girder bridge，the overall stiffness and strength of the bridge was evaluated by static load
test on site．Combine with the result of static load test，the bearing capacity of the bridge was checked by
using the established girder model，bent cap model and pier model with bridge finite element calcula—
tion．The shear strength of hollow plate hinge joint was checked by referring to the existing literature．The
safety evaluation conclusion was put forw ard on the basis of bridge status and finite element calculation
which ensured the overw eight vehicle to cross hollow plate girder bridge safety．
[Key words]hollow plate girder bridge；overweight vehicle；single plate loading；hinge joint
O 前言
近年来随着城市公用基础设施建设的加速发
展，大型货物的运输也对公路运输行业提出了新的
要求。如地铁施工所需的盾构机，电力部门所需的
机组工程设备均在300～500 t左右，如何从港口用
运输车组将货物在不破坏沿线公路及桥梁的情况下
顺利运送至目的地，值得一番研究。尤其当特重车
过桥时桥梁的使用性能和安全性能更令人重视和关
注。
预应力混凝土空心板梁结构形式简单、施工便
捷，具有建筑高度小、便于做成斜桥和弯桥、可标准
化设计、工厂化施工、吊装重量小等优点，在中小跨
径桥梁中广泛应用⋯ 。但在建设使用过程中也存
在一些问题，如：① 铰缝损伤；② 空心板梁结构损
伤；③ 桥面铺装损伤；④ 装配式板桥耐久性损伤；
⑤空心板支座脱空、护栏破坏等。空心板铰缝破损
引起的“单板受力”问题是空心板简支梁桥最常见
同时也是最致命的病害。
本文以一辆特重车通过预应力混凝土空心板梁
桥为背景，为分析和全面了解桥梁的实际承载能力，
对该桥进行了模拟特重车过桥的静载试验。结合试
验结果，按规范[2]相关要求进行验算，其内容包
括：① 上部结构持久状况承载能力极限状态及正常
【收稿日期】2013—10—30
[作者简介】王凯(1983一)，男，陕西富平人，助理研究员，硕士，主要从事隧道与桥梁工程质量检测与试验研究。
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242 公路工程 39卷
使用极限状态；② 盖梁、墩柱持久状况承载能力极
限状态及正常使用极限状态；③桩基持久状态承载
能力极限状态。④ 假设铰缝破坏横向联系失效后单
板受力状况；⑤ 铰缝抗剪受力状况验算。
1 桥梁概况及特重车参数
深圳市茶光路跨大沙河桥分南、北两幅桥。桥
梁跨径组成为3×27 m，结构简支，桥面连续，采用
后张法部分预应力混凝土空心板，桥梁两边跨按现
浇空心板施工，中跨按预制安装空心板施工。桥梁
下部结构采用四柱式桥墩，柱径1．3 m，基础采用
1．5 m钻孔灌注桩，柱顶盖梁宽1．7 m，高度1．5 m。
桥台采用多柱框架式桥台，基础采用直径1．5 m钻
孔灌注桩，台帽宽2．0 nl，高1．5 m。桥面底层采用
10 cm厚钢纤维混凝土，面层为4 cm厚沥青玛蹄脂
碎石混合料。
上部结构梁体采用50号混凝土，桥墩墩柱、盖
梁、桥台台帽采用30号混凝土，桩基采用25号水下
混凝土。普通钢筋采用I级钢筋和IJ级钢筋，预应
力钢筋采用低松弛钢绞线。设计荷载为：城一A级。