预应力混凝土弯箱梁桥“爬移”研究

资料大小：250KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-10-28

资料介绍

：对近几年来弯箱梁桥发生的滑移 (爬移 )翻转
问题工程实例进行分析，并通过有限元分析软件 MIDAS／
Civil进行跨径相同、曲率半径不同情况下的弯箱梁桥支座
内力和梁体位移分析。并讨论在实际工程当中出现该问题
的解决措施和办法，为以后的类似工程提供借鉴。
关键词：弯箱梁桥；位移；MIDAS；分析
1 前言
近几年，一些弯梁桥在运营过程中，发生了一些
梁体滑移甚至翻转的桥梁事故。实际上，预应力混
凝土连续弯箱梁桥在使用过程中，由于预加力、温度
效应、车辆行驶或其他影响因素的作用，会产生侧向
的变位。由于弯梁的结构特点、支承形式等原因，当
外荷载等影响因素消失后，弯梁发生的侧向变位并
不能够完全恢复，弯梁在侧向会产生部分不可恢复
的残余位移。长期反复作用下，侧向的残余位移就
会累积，产生较大的位移，即弯梁桥的侧向位移问题
(称之为“爬移”现象)。弯梁桥的侧向位移问题轻则
导致梁段伸缩缝的剪切破坏，影响其使用寿命；重则
会出现支承结构破坏、梁体滑移和翻转。桥梁出现
该类问题，不仅影响交通，而且加固起来非常困难，
造成巨大的经济损失。
在某大桥引桥匝道模型的基础上对小半径、大
跨度预应力混凝土等高度连续曲线箱梁桥的结构受
力进行分析和讨论，验证设计理论并确定复杂结构
细节的受力状态，针对实际当中存在的问题提出对
“爬移”现象相应的改进意见和建议。
2 模型的建立
借助于 MIDAS／Civil进行分析研究。单元类
型包括：空间梁单元及空间实体单元。结合本文的
研究主题，所需要的数据主要包括梁体的径向(横桥
向)位移、竖向挠度(扭转变形)、支座反力以及桥墩
的内力。
某大桥引桥为三跨连续弯箱梁桥，跨度布置为
(50+120+50)m，墩身采用双柱高墩，高 16 m，中
间桥墩上支座采用盆式橡胶支座，梁端支座采用固
定支座。结合该大桥引桥匝道实际情况，研究曲线
梁桥的受力行为特性。
桥梁计算行车速度为 40 km／h，计算冲击系数
暂取为 0．15。活载按照 2车道考虑。收缩徐变参
数参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计
规范》(JTG D62—2004)(以下简称新桥规)取值：
一5，t。一5， 1m1—34，RH=70 ， =5．0[ 为收缩
开始时的混凝土龄期(d)；t。为加载时的混凝土龄期
(d)；为混凝土在 28 d龄期时的立方体抗压强度
(MPa)；RH 为环境年平均相对湿度( )；为依水
泥种类而定的系数]。
3 曲线梁桥受力分析
结合算例，固定弯箱梁桥的跨径，取曲率半径分
别为 50 m、100 in、300 in、500 111、700 rn和1 000 rn，
计算弯箱梁桥在不同的曲率半径下结构的反应
(表 1)。
由表 1可知，在不同曲率半径下，梁端支座内、
外侧竖向支反力相差较大，且受曲率半径的影响较
大，这在比较窄的单向车道曲线箱梁的梁端支座表
现的最为显著；而中间桥墩上内、外侧支反力相差较
小，其受曲率半径的影响也较梁端支座小。
图 1为不同曲率半径下的梁体位移，相应数据
见表 2。由图 1和表 2可知，曲线梁的曲率半径越
小，梁体向外侧的扭转就越厉害，曲线梁侧向位移也
随着曲率半径的减小而增大，而且同样是梁端的侧
向位移变化最为明显。扭转变形和侧向位移也随曲
率半径减小而增大。图 2为不同曲率半径的分析
模型。