盛宇靜 蔡慧靜 張勝林 蔡煜梁

1寧波市建設(shè)工程安全質(zhì)量管理服務(wù)總站（315000） 2 寧波市城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司（315000）3 寧波工程學(xué)院（315211） 4 浙江省土木工程工業(yè)化建造工程技術(shù)研究中心（315211）

隨著我國(guó)橋梁工業(yè)化的快速發(fā)展，大量預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制完成后，將通過(guò)道路運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，途中難免經(jīng)過(guò)在用橋梁。槽型梁預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中是否會(huì)對(duì)在用橋梁的安全性產(chǎn)生影響及在用橋梁承載能力是否滿(mǎn)足槽型梁運(yùn)輸要求等問(wèn)題值得進(jìn)一步研究。

1 工程概況

寧波某槽型梁運(yùn)輸時(shí)途經(jīng)橋呈南北走向，與河流正交，全橋?yàn)槿绾?jiǎn)支梁。橋梁共兩幅，跨徑總長(zhǎng)為30.0 m，跨徑布置為 10.0 m+10.0 m+10.0 m；橋梁橫斷面總寬為35.5 m，橫斷面自西向東布置為0.5 m（欄桿）+15.0 m（車(chē)行道+欄桿）+4.5 m（中央隔離帶）+15.0 m（車(chē)行道+欄桿）+0.5 m（欄桿）。橋面鋪裝采用瀝青混凝土，型鋼伸縮縫，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)支空心板梁，板式橡膠支座。該橋所在道路屬于城市主干道，養(yǎng)護(hù)等級(jí)為Ⅰ等、養(yǎng)護(hù)類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，荷載等級(jí)為城-A 級(jí)。實(shí)橋現(xiàn)場(chǎng)照片如圖1 所示。

圖1 實(shí)橋照片

2 道路運(yùn)輸方案

2.1 運(yùn)梁車(chē)荷載

槽型梁最大跨徑為35 m，重量約為220 t。為了對(duì)比運(yùn)輸方案，擬定2 種運(yùn)梁車(chē)型號(hào)，其荷載分布分別如圖2 和圖3 所示。圖中長(zhǎng)度單位為mm，除特殊注明外，荷載單位為kN。

圖2 第一種運(yùn)梁車(chē)型軸荷分布示意圖

圖3 第二種運(yùn)梁車(chē)型軸荷分布示意圖

2.2 布載原則

按照《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11—2011）中第10.0.4 條的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行車(chē)輛荷載布置。主要原則為:

1）在同一幅橋面上考慮一輛運(yùn)梁車(chē)緩慢勻速通行，前后無(wú)其他車(chē)輛荷載，不考慮非機(jī)動(dòng)車(chē)及行人荷載。

2）橫向布置上限制運(yùn)梁車(chē)在一幅橋面的機(jī)動(dòng)車(chē)道居中行駛，行駛范圍不應(yīng)大于6 m，且運(yùn)梁車(chē)外側(cè)車(chē)輪中線至路緣帶外側(cè)的距離不應(yīng)小于1 m。

3 有限元模型

采用平面桿系有限元程序?qū)υ摌蛏喜拷Y(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。簡(jiǎn)支空心板結(jié)構(gòu)劃分為903 個(gè)單元、464 個(gè)節(jié)點(diǎn)。主梁材料采用C40 混凝土，并通過(guò)增加橫向連系梁將主梁連接。截面擬定時(shí)分為中梁、左邊梁和右邊梁，并附加三種橫向聯(lián)系將其連接。約束條件定為在每根梁的端部設(shè)有簡(jiǎn)支約束。簡(jiǎn)支空心板模型如圖4 所示。

4 理論分析

4.1 城 -A 級(jí)荷載驗(yàn)算

為驗(yàn)證橋梁在《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11—2011）“城-A”荷載作用下的承載能力是否滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，選取該橋外觀質(zhì)量最差的車(chē)行道10 m 簡(jiǎn)支空心板進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算，結(jié)構(gòu)檢算內(nèi)容見(jiàn)表1。

圖4 簡(jiǎn)支空心板模型

表1 結(jié)構(gòu)檢算內(nèi)容

根據(jù)橋梁試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，引入檢算系數(shù)或、承載能力惡化系數(shù)、截面折減系數(shù)和進(jìn)行修正計(jì)算。

依據(jù)《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）得出各檢算系數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 檢算系數(shù)表

依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62—2004）及《公路橋梁承載能力評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21—2011），選取外觀質(zhì)量最差的10 m 簡(jiǎn)支空心板，對(duì)其在“城-A”荷載作用下的承載能力進(jìn)行檢算，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 檢算結(jié)果

通過(guò)檢算可知，該橋在“城-A”荷載作用下的作用效應(yīng)組合值小于抗力效應(yīng)值，其承載能力滿(mǎn)足城-A 荷載等級(jí)的要求。

4.2 運(yùn)梁車(chē)荷載驗(yàn)算

根據(jù)理論模型計(jì)算第1 種車(chē)型的荷載效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。荷載組合為 1.1×（1.2×恒載內(nèi)力+1.45×運(yùn)梁車(chē)荷載）。計(jì)算最大位移為26.91 mm，最大彎矩為531.83 kN·m，最大剪力為34 kN；最大組合拉應(yīng)力為1.72 MPa，小于C40 混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度（2.40 MPa），混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。

表4 第1 種車(chē)型荷載效應(yīng)計(jì)算結(jié)果

第2 種車(chē)型荷載效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。荷載組合與第1 種車(chē)型一致。

表5 第2 種車(chē)型荷載效應(yīng)計(jì)算結(jié)果

通過(guò)對(duì)比表4 和表5，第2 種車(chē)型在運(yùn)輸槽型梁時(shí)對(duì)舊橋產(chǎn)生的荷載效應(yīng)較大，計(jì)算最大組合拉應(yīng)力為1.95 MPa，因此，優(yōu)先選用第1 種車(chē)型的道路運(yùn)輸方案。

5 結(jié)論

1）根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，簡(jiǎn)支空心板橋在城-A 荷載作用下，作用效應(yīng)組合值小于抗力效應(yīng)值，說(shuō)明橋梁設(shè)計(jì)承載力滿(mǎn)足要求。

2）根據(jù)有限元模型，對(duì)比第1 種和第2 種運(yùn)梁車(chē)荷載效應(yīng)計(jì)算結(jié)果，當(dāng)采用第1 種車(chē)型運(yùn)輸槽型梁時(shí)對(duì)舊橋產(chǎn)生的荷載效應(yīng)較小，故優(yōu)先選用第1種車(chē)型進(jìn)行槽型梁陸路運(yùn)輸。

3）槽型梁運(yùn)輸過(guò)程中，需盡量限制運(yùn)梁車(chē)在一幅橋面的機(jī)動(dòng)車(chē)道居中行駛，同時(shí)保持車(chē)輛行駛勻速緩慢，以減少?zèng)_擊荷載對(duì)橋梁的不利影響。