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        變寬小箱梁橫向分布系數(shù)與鋼束的適配性分析

        2021-10-26 10:13:08肖雅斐
        工程技術(shù)研究 2021年14期
        關(guān)鍵詞:中梁鋼束根數(shù)

        肖雅斐

        中國十七冶集體有限公司北京工程設(shè)計(jì)分公司,北京 102218

        1 項(xiàng)目概況

        某橋梁為樞紐互通匝道橋,其中第10~15孔位于褲衩口處,第10~15孔上部結(jié)構(gòu)采用30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁,梁高為1.7m。橋梁寬度范圍為23.89~9m,梁片數(shù)在3到7片不等,通過濕接縫和邊梁懸臂調(diào)節(jié)。汽車荷載按照公路Ⅰ級(jí)設(shè)計(jì)。第10~15孔橋梁基本參數(shù)如表1所示。

        表1 第10~15孔橋梁基本參數(shù)

        該項(xiàng)目通用圖邊梁預(yù)應(yīng)力鋼束N1~N4為φs15.2-6型;中梁預(yù)應(yīng)力鋼束N1~N4為φs15.2-5型,N2~N4為φs15.2-6型。通過鋼接板梁法,分別計(jì)算出第10~15孔邊梁和中梁的橫向分布系數(shù),其中中梁取最不利片梁的橫向分布系數(shù),具體參數(shù)如表2所示。

        表2 第10~15孔橋梁基本參數(shù)

        通用圖中邊梁橫向分布系數(shù)為0.65,采用6666鋼束配置;中梁橫向分布系數(shù)為0.62,采用5666鋼束配置。該匝道橋采用的原則為,橫向分布系數(shù)為0.49~0.6的采用5566設(shè)置,0.6~0.7的采用5666設(shè)置,大于0.7的采用6666設(shè)置。第14孔中梁橫向分布系數(shù)為0.733,但鋼束配置為5666,是考慮到與13、15孔中梁鋼束根數(shù)一致。

        2 計(jì)算過程

        采用Midas Civil分別建立邊梁和中梁的梁?jiǎn)卧P?,主梁按A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)。中梁有限元計(jì)算模型如圖1所示。

        圖1 中梁有限元計(jì)算模型

        作用在小箱梁上的恒載包括自重(考慮濕接縫寬度),二期恒載為橋面鋪裝、護(hù)欄重。預(yù)應(yīng)力筋采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa、公稱直徑為15.2mm的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線,考慮混凝土收縮、徐變。該模型考慮系統(tǒng)整體升降溫作用,其中整體升溫25℃,整體降溫15℃;模型還需考慮溫度梯度作用,以及考慮5mm的支座不均勻沉降。

        3 計(jì)算結(jié)果

        通過計(jì)算提取每孔模型的內(nèi)力、支反力、撓度,以及持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果,計(jì)算結(jié)果如表3、表4所示。由表3、表4可知,第12~15孔計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范要求。第14、第15孔橫向分布系數(shù)最大,按通用圖鋼束配置仍能滿足要求,說明通用圖預(yù)應(yīng)力鋼束配置比較保守。第10~12孔預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)相同,只是截面寬度不同,此次只計(jì)算了橫向分布系數(shù)較大的第12孔,第10、第11孔可以參考表3、表4中第12孔的數(shù)據(jù)。

        表4 持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果表 單位:MPa

        4 結(jié)論

        (1)由表1和表2中第11~13孔數(shù)據(jù)可得,濕接縫寬度相等時(shí),梁片數(shù)越多,橫向分布系數(shù)越??;由表1和表2中第14~15孔數(shù)據(jù)可得,梁片數(shù)相等時(shí),濕接縫寬度越大,橫向分布系數(shù)越大。

        (2)通過對(duì)該橋不同橫向分布系數(shù)配置不同鋼束進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

        (3)該項(xiàng)目的通用圖預(yù)應(yīng)力鋼束配置比較保守,第14、第15孔橫向分布系數(shù)大于通用圖橫向分布系數(shù),同樣的配置鋼束根數(shù)仍然滿足規(guī)范。

        (4)對(duì)于變寬小箱梁橋不能單純套用通用圖預(yù)應(yīng)力配束,需根據(jù)橫向分布系數(shù)通過計(jì)算合理配束,這樣既避免預(yù)應(yīng)力資源的浪費(fèi),又避免配束計(jì)算不滿足規(guī)范。該橋根據(jù)橫向分布系數(shù)階梯配置鋼束根數(shù),有效地避免了資源的浪費(fèi)。

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