浅析大跨径预应力混凝土箱梁桥底板开孔的受力性能

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发布时间：2022-04-09

资料介绍

滴要：该文介绍了某三跨(47m+75+47m)变截面连续刚构桥在张拉密板合龙钢束过程中底板混凝土开裂、脱落的过程。通
过大量的有限元分析，论述了底板开孔对底板受力性能的影响。
关键惯：变截面：连续刚构：底板开裂：底板开孔
中图分类号：U448.213、U441.5文献标识码：A文章编号：1009-7716(2012)04-0058-03
劲性骨架锁定，并与24日晚上完成混疑土浇筑，
0前言
在3月56日晚在混凝土强度达到93%设计标
预应力混凝土箱梁桥具有良好的空间性能，能
号强度时完成中跨底板合龙钢束的张拉，张拉完
适应现代化施工要求，是跨越大江大河、高山峡谷等
成后底板就开始出现纵向裂缝，至7日上午发现
的重要选择桥型之一随着此类结构进一步向宽箱、
底板开裂、局部崩裂和响声，8#~10#块底板混凝
薄壁的P℃结构方向发展，一直伴随着预应力混凝
土在两侧波纹管布置范围内全部破损，部分区域
土箱梁桥发展进程中的主要问题一裂缝问题也就更
甚至出现了主筋外鼓的情况。
加凸显出来。近几年来，发生了大量的大跨径P℃箱
梁桥在施工底板合龙钢束的过程中出现了底板开裂
3底板开孔效应的分析
甚至崩裂的严重事故，严重影响了此类结构的推广
3.1计算模型
和应用。从大量的研究成果进行分析可知，对于出现
设计依据平面杆系原理对该桥进行设计计算
底板开裂的原因有众多的研究，但对于底板开孔效
发现主桥箱粱在施工阶段及运营阶段的应力均满
应对底板受力性能的影响因子则非常之少。为此，本
足规范的要求，不应发生此类严重事故。本文将对
文将以某三跨(47+75+47)m变截面连续刚构桥的底
该桥采用空间实体有限元的方法进行分析计算，
板崩裂事故为背景，对底板开孔效应对此类结构的
其中跨中底板合龙钢束区段考虑底板开孔效应。
底板受力性能的影响因子进行详细的分析和研究。
结构的具体有限元离散如图4~5所示
图6为不考虑底板开孔箱梁断面布置图。
1工程概况
3.2计算结果比较
某三跨(47+75+47)m变截面连续刚构桥，上部
对计算成果（见图7~14）进行分析可以知道
结构为变截面单箱单室直腹板箱梁截面，单箱顶
考虑开孔和不考虑开孔对于箱梁结构的计算结果
宽17.0m,底板宽8.0m,翼缘板长4.5m.支点处
差别较大，同一部位（跨中合龙段底板）在同一个
梁高4.2m,跨中粱高2.0m,梁底曲线按照1.5次
施工阶段（如完成底板合龙钢束张拉后且灌浆之
抛物线变化，腹板变厚度50~40cm,底板变厚度
前)主要区别如下：
50cm(支点)~25cm(跨中).仅设置支点横隔板，
(1)考虑底板开孔最大主压应力为-15.9MPa,
不设跨中横隔板，箱梁顶而设2%单向横坡。箱梁
不考虑开孔则为-13.39MPa,后者仅为前者的
结构采用三向预应力体系，顶底板布置了大量的
84.1%
纵向、横向和竖向预应力钢筋，其中中跨跨中底板
(2)考虑开孔底板最大横向拉应力点在箱梁下
共配置了22束合龙钢束。
梗腋与底板顶面相交处波纹管上缘，最大值为
该桥的其体结构构造见图1~2所示，图3为
5.59MPa,不考虑开孔最大拉应力点在下梗腋中间
优化后的结构计算箱梁断面图。
位置，最大仅为1.98MPa,且底板横向应力分布均
匀，后者仅为前者的35.4%。
2事故概述
(3)考虑开孔底板最大竖向拉应力位于箱梁底
该桥悬浇箱梁在2005年2月22日中午完成
板与下梗破相交处以下箱室底板第二根钢束开孔
处的上缘与下缘，呈45布置，最大值为2.98MPa
收璃日期：2012-02-13
不考虑开孔最大竖向拉应力位于下梗腋与底板相交
作者简介：朱静秋(1981-)，女，期撬别州人，工程师，从事桥
梁工程设计工作。
位置，最大值为0.44MPa,后者仅为前者的14.8%。