三向预应力混凝土箱梁桥空间布束研究的论文.pdfVIP

262 中国公路学会桥梁扣结构工程分会2007年全国桥梁学术会议论文集 2．766MPa；在类似的桥梁结构配索设计中，由于对墩顶压应力要求严格，有时该应力差值会起到控制设 计的作用。 (3)过大的单根连续长束会导致体外预应力钢束与转向装置之间相对滑移，可能会导致钢束防护层 的磨损，影响结构的耐久性，故需要进一步的研究试验来确定体外索的最大索长。 参考文献 [1]徐栋．体外预应力桥梁的结构体系和理论．第15届全国桥梁学术会议论文集，中国上海，2002． [2]徐栋，项海帆．体外预应力桥梁的力学性能及其影响因素分析．桥梁建设，1999，(3)，1～4． [3]李传习，李德慧，贺玲凤．体外预应力索索力计算的新方法．土木工程学报，2005，38(6)：54～58． [4]郭晓东．体外预应力连续刚构桥设计技术研究．重庆：西南交通大学，2005． [5]李国乎．预应力混凝土结构设计原理．北京：人民交通出版社，2000． [6]oVM体外预应力体系．OVM机械股份有限公司． 46．三向预应力混凝土箱梁桥空间布束研究 谢峻王国亮 (交通部公路科学研究院) 摘 要预应力混凝土箱梁是一种典型的空间结构，通常采用三向预应力控制各板件的应力状态满 足正常使用极限状态的要求。由于现在通行的桥梁计算程序基于杆系有限元，故三向预应力是分开设计 计算的，它们间的相互影响关系研究很少，布束也不考虑空间应力分布的特点。本文通过对某大跨度三 向预应力混凝土箱梁的三维有限元分析，获得了不同预应力条件下全桥顶底板纵向和腹板竖向正应力的 变化规律。通过对比研究，对三向预应力的相互影响机理进行了解释，对竖向预应力的空间布置提出了 建议。 关键词桥梁工程 箱梁 三向预应力 正应力 相互影响 竖向布束 预应力混凝土箱梁是一种典型的空间结构，为满足正常使用极限状态的要求，设计中通常采用纵、 横、竖三向预应来控制箱梁断面各板件的应力状态。由于现在通行的桥梁计算程序基于杆系有限元，故 这种三向预应力是分开设计计算的，它们间的相互影响关系研究很少。文献[11曾用有限条法对横向预应 力的影响做了探讨，但相对较简单。另外同样由于计算手段的不足，布束往往不能按空间应力分布的规 律进行布置。三维有限元的出现，应该说为准确解决箱梁的计算问题开辟了有效的途径。本文通过对某 大跨度预应力混凝土箱梁桥不同预应力条件下全桥正应力变化规律的三维有限元分析，对三向预应力的 相互影响机理进行了分析，为进一步定量规律的建立奠定了基础，同时对竖向预应力的空间布置提出了 建议。 一、分析的基本条件 线，间距75cm，交错单向张拉。竖向预应力筋采用庐32高强精轧螺纹粗钢筋，腹板变宽范围每腹板2根， 其他梁段，每腹板1根，间距50cm。全桥共划分了90个施工步骤。大桥的空间模型共采用带钢束的8 节点六面实体组合单元53146个，节点数79 307个，考虑纵、横、竖向预应力束合计3670根，具体的建模 原理可参考文献[2]～[3]。其空间模型如图1所示。 I规划与设计 263 图1某大跨度预应力混凝土箱梁桥的三维空间模型 二、计算分析 1．全桥纵向正应力 选取箱梁断面腹板顶底端这两个典型的位置，计算成桥状态下三种预应力条件下的纵向正应力，即 纵+横+竖三向，纵+横双向，纵单向三种。以单向预应力为基本比较对象，三向和双向预应力与单向预 应力条件下正应力的差如图2所示。由于三种情况下的纵向正应力均为负(受压)，故差值为负表示相对 单向是加载，反之为卸载。由图2可知，三向和双向预应力下对顶板纵向正应力有明显的加载作用。其 2 二同坝膛刀 双向预应力