高速公路空心板橋加寬改造剛度漸變技術(shù)研究.pdf

1、裝配式空心板橋具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，是橋梁工程常用的橋型之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車擁有量及交通量快速增加，原來修建的少車道高速公路通行能力已經(jīng)不能滿足要求，需要對(duì)其進(jìn)行加寬改造。作為高速公路上常用橋型--裝配式空心板橋的加寬改造就成為高速公路加寬改造的重點(diǎn)，如何保證新舊空心板結(jié)合后橋梁正常工作及橋面鋪裝的整體性成為橋梁加寬改造的關(guān)鍵。
　　 本文以減小新舊橋梁空心板之間剛度差異為研究重點(diǎn)，將新舊橋板之

2、間的剛度差異漸變，擴(kuò)展其變化區(qū)域，由原來兩塊板之間的剛度突變轉(zhuǎn)換為多塊板之間的剛度漸變，這樣使新舊橋板結(jié)合部位產(chǎn)生的位移差和附加應(yīng)力大大減小，從而實(shí)現(xiàn)橋面鋪裝的整體性。本文以位于京港澳高速/公路安陽(yáng)至新鄉(xiāng)段加寬項(xiàng)目中的滄河南大橋?yàn)楣こ虒?shí)例，對(duì)空心板橋加寬改造剛度漸變技術(shù)進(jìn)行研究，所完成的工作和得出的主要結(jié)論如下：
　　 (1)對(duì)新舊空心板進(jìn)行了單板剛度計(jì)算可知，新橋板與舊橋板的單板剛度差異較大，這樣會(huì)導(dǎo)致新橋板與1日橋板連接后在

3、連接部位出現(xiàn)橋面鋪裝破壞?；诖耍岢鲂屡f空心板橋剛度漸變的方法。
　　 (2)提出了懸臂板假定和無剪切剛性板假定兩種空心板橋加寬剛度漸變理論計(jì)算模型，并分別根據(jù)這兩種模型計(jì)算得出了新舊橋板之間剛度漸變初步方案，初步確定了橫向剛度漸變構(gòu)件的材料、尺寸、形狀和布置位置。
　　 (3)對(duì)采用剛度漸變的空心板橋進(jìn)行靜力力學(xué)性能分析。計(jì)算結(jié)果表明：施加橫向剛度漸變構(gòu)件前后的整橋在過渡區(qū)域位移有較大的不同，在施加橫向剛度漸變構(gòu)件前

4、，新內(nèi)板和1日板之間出現(xiàn)較大的剛度突變，引起位移突變；施加橫向剛度漸變構(gòu)件后，各個(gè)橋面板的位移呈現(xiàn)逐步變化的趨勢(shì)。施加橫向剛度漸變構(gòu)件前承受荷載的空心板荷載橫向分布系數(shù)突起明顯，即單板受力明顯；施加橫向剛度漸變構(gòu)件后，荷載橫向分布系數(shù)突起值減小，突起寬度增大，說明施加的集中荷載由多塊板共同承擔(dān)。對(duì)比施加橫向剛度漸變構(gòu)件前后的靜力力學(xué)性能，證明了施加橫向剛度漸變構(gòu)件的有效性，橫向剛度漸變效果良好。
　　 (4)對(duì)采用剛度漸變的空心

5、板橋進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。計(jì)算結(jié)果表明：施加橫向剛度漸變構(gòu)件前作用有移動(dòng)荷載的橋板，其跨中動(dòng)力位移與相鄰橋板相比，出現(xiàn)明顯的位移突變；施加橫向剛度漸變構(gòu)件后作用有移動(dòng)荷載的橋板，其跨中位移明顯減小，減少了一半左右，且與相鄰橋板的跨中動(dòng)力位移較為相似；另外，施加橫向剛度漸變構(gòu)件前各橋板跨中位移達(dá)到最大值的時(shí)間也有一定的不同，說明其振動(dòng)存在不同步現(xiàn)象，振動(dòng)不同步可能會(huì)導(dǎo)致橋梁在使用期間，企口縫混凝土因橋板的不同步振動(dòng)出現(xiàn)破壞；施加橫向剛度漸變構(gòu)

6、件后各橋板之間振動(dòng)位移協(xié)調(diào)性大大增強(qiáng)，達(dá)到最大位移的時(shí)間幾乎一致。從動(dòng)力效果分析也說明了施加橫向剛度漸變構(gòu)件的必要性和有效性。
　　 (5)橫向剛度漸變構(gòu)件的槽鋼和螺栓在工作時(shí)容易出現(xiàn)應(yīng)力集中。細(xì)部分析結(jié)果表明：螺栓出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，其應(yīng)力值遠(yuǎn)大于槽鋼的應(yīng)力值，橫向剛度漸變構(gòu)件在工作時(shí)螺栓是薄弱部分，選擇螺栓時(shí)，為了保證其有足夠的安全可靠度，應(yīng)選擇高強(qiáng)螺栓和適當(dāng)增加螺栓直徑；所選定的槽鋼和螺栓的局部應(yīng)力都在材料承受范圍內(nèi)。