飞机荷载桥梁装配式主梁横向新型连接方案及其静动力性能分析.pdfVIP

第56卷第4期工程科学与技术Vol.56No.4

2024年7月ADVANCEDENGINEERINGSCIENCESJuly2024

•土木工程•

DOI:10.12454/j.jsuese.202300495

飞机荷载桥梁装配式主梁横向新型连接方案及其

静动力性能分析

122*1212

王琳，白增庆，江辉，曹铁志，宋光松，吴松华，任阳

(1.民航机场规划设计研究总院有限公司，北京100029；2.北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)

摘要：针对既有装配式主梁铰缝连接强度弱、湿连接施工复杂等问题，充分考虑飞机荷载桥梁荷载集度大、空

间受力显著等特点，提出一种剪力键和横向预应力筋混合连接的装配式主梁连接方案。该方案通过剪力键与键

槽实现相邻主梁拼接，采用横向预应力筋为接缝界面提供压应力储备，具有结构整体性好、施工方便等优点。以

某机场滑行道桥为对象，基于ABAQUS平台建立新型连接装配式主梁的非线性数值模型，开展静、动力学性能分

析以验证方案的可靠性，揭示了剪力键位置、数量、高度及初始预应力对主梁力学行为和抗震性能的影响规律。

结果表明：飞机静载作用下，该方案能够满足规范对于主梁挠度限值的要求且具有可观的安全储备。增设跨中剪

力键及增加其数量可显著降低主梁跨中挠度和弯矩；相较于仅设置梁端剪力键，加设3道跨中剪力键可使静载下

力学响应分别降低19.92%、23.35%，使地震下力学响应分别降低17.29%、40.12%。剪力键倾角和高度对主梁受力影

响较小，增大横向预应力筋初始张拉力可有效提高主梁接缝界面的预压应力，静载、地震下的最大增幅分别为45.31%、

46.51%。研究成果可为飞机荷载桥梁的主梁拼装提供重要的技术支撑，并可拓展应用于重载公路、铁路桥梁。

关键词：飞机荷载桥梁；装配式主梁；剪力键；横向预应力筋；静力性能；抗震性能

中图分类号：U443.35文献标志码：A文章编号：2096-3246（2024）04-0098-10

近年来，在中国“十四五”规划“国家综合立体空心板梁桥通常采用现浇企口式铰缝连接，实

交通网规划”等战略的指导下，机场新建及改扩建需[1]

际桥梁运营结果表明，该连接方式刚度较小，在重

求进一步扩大。针对既有机场跑滑系统几近饱和、工载作用下易出现横向铰缝破坏、底板开裂等问题。此

程受土地要素制约等建设瓶颈，推进预制拼装机场类问题可采用两种措施解决：一是改善铰缝处受力

桥梁的建设可有效解决传统混凝土桥梁施工缓慢、[2]

性能以提高结构整体性，如在铰缝处设置抗剪钢筋、

土地资源紧张、噪声污染严重等问题，符合中国当前[3][4]

增设钢板、灌注高强混凝土及改变铰缝构造形式

大力发展绿色建筑的理念，应用前景十分广泛。截至等，本质上加强了铰缝内混凝土，却易导致铰缝新老

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目前，北京首都国际机场B7滑行东桥、上海浦东国混凝土界面黏结出现问题；二是在主梁外部增设粘

际机场三期扩建飞行区桥梁、澳门机场滑行道联络[5][6]