裝配式梁橋拓寬設(shè)計方法研究.pdf

1、近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長和交通事業(yè)的大力發(fā)展,人員和物資流動日益頻繁,部分已建高速公路的交通量進(jìn)入飽和狀態(tài)甚至出現(xiàn)交通堵塞現(xiàn)象,需要對原有高速公路進(jìn)行拓寬改建,因此產(chǎn)生了舊橋拓寬問題。當(dāng)前國內(nèi)外很多專家學(xué)者對高速公路橋梁拓寬改建做了較多的研究工作,且擁有很多比較成功的案例,但尚未對一些關(guān)鍵技術(shù)給出明確的指導(dǎo)意見,其中舊橋加寬工程中新橋與舊橋共同作用問題備受學(xué)術(shù)界及工程技術(shù)人員的關(guān)注。本文以高速公路上的典型橋梁為依托背景,針對目前舊

2、橋拓寬過程中存在的一些關(guān)鍵問題,對舊橋拓寬方法、拓寬后新舊橋梁耦合受力分析、新舊橋梁上部混凝土收縮、徐變差異影響、下部基礎(chǔ)不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)受力的影響及控制方法等方面展開分析研究。具體完成以下主要工作:
　　系統(tǒng)介紹了已有橋梁拓寬及銜接方法,并比較分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上闡述了各拓寬及銜接方法的適用性。根據(jù)所得結(jié)果并結(jié)合依托工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了適合不同連接方法的拓寬拼接裝配式梁橋的荷載橫向分布計算方法。結(jié)合有限元分析軟件

3、ANSYS,通過荷載橫向傳遞規(guī)律分析和依據(jù)內(nèi)力變形分析兩種方法,對拓寬橋梁通行能力進(jìn)行分析。分析了影響舊橋主梁的荷載橫向分布系數(shù)的各種因素;分析在剛接與鉸接兩種拓寬拼接形式下,舊橋主粱橫向分布系數(shù)的變化。分析表明,拓寬后舊橋內(nèi)側(cè)邊梁在活載作用下的撓度及內(nèi)力均大大降低;不同銜接方式對舊橋主梁承載力的影響較小。
　　應(yīng)用ANSYS軟件中的CREEP材料模擬徐變,通過有限元法對推遲拼接時間及用溫度荷載模擬預(yù)應(yīng)力與混凝土收縮應(yīng)變進(jìn)行拓寬后

4、裝配式橋梁的收縮徐變分析。分析表明,混凝土收縮徐變的齡期差將引起新舊橋變形差、內(nèi)力差、新老混凝土結(jié)合面的局部應(yīng)力,得出推遲拼接時間可有效改善混凝土收縮徐變差異對拓寬后橋梁的影響;收縮徐變差異對新梁內(nèi)力的影響顯著,該差異使拓寬橋梁發(fā)生橫向變形,且離支點(diǎn)截面越遠(yuǎn)收縮徐變越顯著。
　　結(jié)合ANSYS軟件建立了不同銜接方式拓寬裝配式橋梁的有限元模型,對拓寬裝配式橋梁發(fā)生基礎(chǔ)沉降后,主梁產(chǎn)生的附加內(nèi)力及沉降差對拓寬橋梁的影響分別進(jìn)行了研究,

5、并給出在活載和基礎(chǔ)沉降共同作用下,銜接截面允許變形值。此外,根據(jù)不同拼接構(gòu)造措施下上部結(jié)構(gòu)所能承受的最大基礎(chǔ)沉降值,提出新、舊橋梁基礎(chǔ)沉降差容許值概念。通過基礎(chǔ)沉降計算,給出不同計算理論下,各橋沉降值,將此值與上部結(jié)構(gòu)沉降允許變形值進(jìn)行比較。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和理論分析結(jié)果表明,將新、舊橋梁的基礎(chǔ)沉降差控制在容許值范圍內(nèi)是完全可能的。
　　本文的研究成果已應(yīng)用于西潼、西寶高速公路,也為以后其它高速公路中裝配式梁橋的拓寬設(shè)計提供參考。