橋梁混凝土橫隔板替換之理論研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于高速公路、隧道、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也有了更高的要求。對(duì)于類似于山西省這樣以重型運(yùn)煤卡車為主要運(yùn)輸工具的多橋梁內(nèi)陸省份，為了盡可能降低橋梁維修對(duì)居民生活的不良影響，橋梁的快速維修已經(jīng)成為亟待解決的關(guān)鍵性問題。橋梁橫隔板已經(jīng)成為橋梁不可或缺的一部分，而隨著時(shí)間的推移，混凝土橫隔板容易發(fā)生損壞，而維修耗時(shí)較長(zhǎng)且代價(jià)十分高昂。本文以近年來在國(guó)際上興起的一種新橫隔板維修替換技術(shù)——鋼橫隔板替換——作為研究對(duì)象，參照山

2、西省常用的橋梁形式，做出相關(guān)研究，為橋梁橫隔板的快速維修提出一種新的思路。
　　對(duì)于橫隔板的理論研究，大部分集中在橫隔板在橋梁受力中所起的作用，對(duì)于跨中橫隔板的設(shè)置道數(shù)即設(shè)置間距并無具體的研究。本文首先提出了橫隔板設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，其次使用MIDAS Civil建模分析，提出了合理橫隔板間距。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求提出了完整的鋼橫隔板設(shè)計(jì)流程。通過3座T形橋梁、3座箱形橋梁的計(jì)算來論證設(shè)計(jì)計(jì)算流程的可行性，與尚未頒布《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)

3、計(jì)規(guī)范》草案進(jìn)行對(duì)比。最后根據(jù)所設(shè)計(jì)的鋼橫隔板，提出對(duì)應(yīng)的完整具體的靜載、動(dòng)載試驗(yàn)方案。主要研究成果如下：
　　1.通過建模之后的受力分析，證明了由于橫隔板的存在，各主梁間的整體受力被加強(qiáng)，主梁間的荷載分配也更加合理。對(duì)于35m箱形梁橋，選擇3道跨中橫隔板可以在支座反力、彎矩和撓度等方面達(dá)到最優(yōu)情況。
　　2.在橫隔板研究的理論基礎(chǔ)之上，推導(dǎo)鋼橫隔板的計(jì)算流程。鋼橫隔板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可以根據(jù)現(xiàn)有的混凝土橫隔板的相關(guān)數(shù)據(jù)（包括彎曲

4、，剪力，軸壓力）確定，然后根據(jù)此強(qiáng)度計(jì)算出所需型鋼截面面積，選取對(duì)應(yīng)型鋼。最后對(duì)所選取的型鋼進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)證。同時(shí)需要考慮鋼橫隔板與混凝土主梁之間的連接設(shè)計(jì)，包括鋼橫隔板與連接鋼之間和連接鋼與主梁之間。通過設(shè)計(jì)實(shí)例證明鋼橫隔板是可行的，并針對(duì)規(guī)范草案進(jìn)行檢查驗(yàn)證。經(jīng)過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)鋼橫隔板維修方案具有施工簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，自重明顯降低（因而可以提高橋梁活載承載能力），耗時(shí)較短且不需要中斷交通等優(yōu)勢(shì)。
　　3.選取30m（山西省常見跨徑）混