基于ANSYS的某桥箱梁火灾后加固受力性能分析.docVIP

基于ANSYS的某桥箱梁 火灾后加固受力性能分析 吴金池1 龙新乐2 龚绍斌3 （1. 湖北德盛结构工程加固有限公司 430072） （2. 湖南省第五工程公司 412300） （3. 武汉市城诚路桥发展有限公司 430015） 摘　要：本文介绍了某桥概况，通过对火灾后加固方案比选，优先采用新型碳纤维布（以下简称CFRP）和钢板联合加固的方案。采用有限元软件ANSYS对火灾前、火灾后未加固、火灾后加固的箱梁实体建模，比较三种情况下的强度、刚度之间的相互关系，得出的结论可供类似工程参考。 关键词：火灾 CFRP 钢板 有限元 第一作者：吴金池 男 1977年出生 硕士 工程师 STRESS BEHAVIOR OF A BRIDGE BOX GIRDER REINFORCED AFTER FIRE WITH ANSYS Wu Jinchi1 Long Xinle2 Gong Shaobin3 （1. Hubei Desheng Strengthening Limited Company for Structural Engineering 430072） （2. The Fifth Engineering Company of Hunan Province 412300） （3. Wuhan Chengcheng Road and Bridge Development Limited Company 430015） Abstract：In this paper, a bridge encountering fire disaster is introduced. And after comparing several reinforcing schemes, a combination of new-type carbon fiber reinforced plastics (CFRP called for short below) and steel plate is given priority. It uses finite element software ANSYS to model the box girder in three situations: before fire, not reinforced after fire and reinforced after fire. The conclusions about the relations of strength and rigidity under the three situations can be referred in similar projects. Key words：Fire Disaster CFRP Steel Plates Finite Element 1 引言 根据近年来的统计资料显示，随着我国公路桥梁的迅速发展，桥梁遭受火灾的次数亦在逐渐增多。火灾不仅造成很大的经济损失，而且对桥梁结构本身造成不同程度的破坏，损坏严重时必须加固补强才可投入运营。 在现行国内外相关规范和规程中均未提供火灾后结构加固的特有方法，因此人们通常采用加固普通结构的常规方法，如加大截面、外包钢、喷射混凝土或局部拆除重建等。采用传统方法对火灾后结构进行补强，针对性不强，造价高、工期长、性价比低，且有一定的局限性。如加大截面法需要加大构件面积且工期较长；喷射法则有投入设备大、配合比难控制、厚度不均、材料浪费大等不足；局部拆除重建则要把背火面完好部分一并拆除，工程量大。采用新型加固方法CFRP和钢板联合加固火灾后桥梁箱梁，针对性强，造价低、工期短、性价比高。 2 工程概况 某桥主桥为跨径280m的下承式钢管混凝土系杆拱桥。北岸引桥29＃～37＃墩为一联的连续曲线箱梁桥，跨径组合为16.00 m+4×18.00+2×16.00+16.00m；主梁为普通钢筋混凝土（C40混凝土）结构，截面为单箱单室变截面；下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础；桥面宽16.00～18.20m，双向四车道。全桥设计荷载为汽车－20级，挂车－100。 2005年1月13日凌晨3点左右由于突发火灾，使北岸引桥29＃～32＃墩之间的三跨梁体受到不同程度的损害。主要表现在： 1）箱梁底板支座2.5m范围内、跨中10m范围内损伤严重，这部分区域混凝土剥落严重（一般约5cm深）、钢筋外露，局部钢筋存在变形； 2）箱梁底板其他部分损伤相对较轻，混凝土局部剥落，少量钢筋外露。但用锤击时有空壳声，有些部位稍经敲击，混凝土即剥落，且表面产生大量的龟裂裂纹； 3）箱梁腹板跨中有许多竖向裂缝和少量纵向裂缝。竖向裂缝大多延伸到箱梁底板，纵