聚合物改性混凝土加固空心板桥荷载横向分布理论及试验研究

发布时间：2019-10-17 06:08

【摘要】：为了解采用粘贴聚合物改性混凝土(MPC)加固空心板桥的效果,及加固后空心板桥荷载横向分布情况,以横向由4片空心板梁组成的空心板桥为研究背景,对加固后空心板桥的横向分布计算方法进行研究,并结合实桥加固后荷载试验结果进行对比分析。研究结果表明:采用MPC加固后的空心板桥荷载横向分布影响线较加固前平缓,桥梁横向整体受力性能显著提高;采用MPC加固后的主梁结构可以传递弯矩,传统的铰接板梁法已不能满足此种加固方法的横向分布计算,提出的修正刚接板梁法及修正G-M法可用于加固后该类型桥梁横向分布计算。
【图文】：

缝采用Ｃ５０纤维混凝土，普通钢筋采用热轧ＨＰＢ２３５、ＨＲＢ３３５钢筋，钢绞线采用１×７－鐖１５．２０标准的高强度低松弛预应力钢绞线。梁底面采用整跨满铺３ｃｍ的ＭＰＣ进行加固。梁体截面及铰缝形式见图１。３加固前荷载横向分布计算常见的空心板桥荷载横向分布计算有铰接梁法、刚接梁法、修正偏压法、Ｇ－Ｍ法、考虑抗扭的弹性支承连续梁法及有限元法等。加固前荷载横向分布计算主要运用铰接梁法，并采用该方法的有限元分析（梁－板组合结构及实体结构）结果相互验证。图１梁体截面及铰缝形式Ｆｉｇ．１ＳｅｃｔｉｏｎｓｏｆＢｅａｍａｎｄＴｙｐｅｓｏｆＨｉｎｇｅｄＪｏｉｎｔｓ３．１铰接梁法在外荷载作用下，板梁铰缝上可能引起的内力为竖向剪力、横向弯矩、纵向剪力和法向力，桥梁在竖向一维荷载作用下，竖向剪力远大于纵向剪力和法向力，并且在构造上铰接缝（企口缝）的高度不大，刚性比较弱，横向弯矩很小，可以忽略。综上所述可假定结合缝内只传递竖向剪力［ｇ（ｘ）］作用。３．２梁－板组合结构分析梁－板组合结构采用梁单元与板单元组合体系模拟，桥面混凝土铺装层采用板单元模拟，预制空心板采用梁单元模拟，组合体系节点采用刚臂连接。全桥共１５６个梁单元，４４７个板单元。３．３实体模型结构分析为了减少误差，更加真实地计算荷载横向分布效应，借助大型有限元软件ＡＮＳＹＳ，采用实体单元模拟空心板梁。桥面混凝土铺装层与预制梁板接触面耦合，全桥采用４面体单元划分，共１６８０８９０个单元。３．４计算结果分析由于该桥为对称结构，本文仅取一半（１号、２号）梁体的荷载横向分布影响线进行分

聚合物改性混凝土加固空心板桥荷载横向分布理论及试验研究杨永清，严猛，李晓斌，夏招广，，龙宇图２１号梁荷载横向分布影响线Ｆｉｇ．２ＩｎｆｌｕｅｎｃｅＬｉｎｅｓｏｆＬｏａｄＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＢｅａｍ１图３２号梁荷载横向分布影响线Ｆｉｇ．３ＩｎｆｌｕｅｎｃｅＬｉｎｅｓｏｆＬｏａｄＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＢｅａｍ２续梁产生的位移。４加固后荷载横向分布计算加固后的空心板桥荷载横向受力行为发生改变，横向将传递较多的剪力和弯矩，可通过修正的刚接梁法、修正的Ｇ－Ｍ法及梁－板组合结构、实体结构进行分析。４．１修正刚接梁法不同于加固前空心板之间可以简化成只传递剪力的铰缝，加固后的主梁结构可以传递剪力和横向弯矩作用，修正的刚接梁法受力模式简图见图４。图４修正的刚接梁法受力模式简图Ｆｉｇ．４ＳｋｅｔｃｈｏｆＦｏｒｃｅＭｏｄｅｓｏｆＭｏｄｉｆｉｅｄＲｉｇｉｄｌｙ－ＪｏｉｎｔｅｄＳｌａｂＢｅａｍＭｅｔｈｏｄ对于４片等截面空心板，按图４的简化模式，即有６个超静定内力，根据力法原理，可得２～４片梁的正则方程（参数中的下标ｈ代表加固后）：２［ｗｈ＋（ｂ／２）·φｈ］－［ｗｈ－（ｂ／２）·φｈ］００φｈ０－［ｗｈ－（ｂ／２）·φｈ］２［ｗｈ＋（ｂ／２）·φｈ］０－φｈ０φｈ０－［ｗｈ－（ｂ／２）·φｈ］２［ｗｈ＋（ｂ／２）·φｈ］０－φｈ００φｈ０－２φｈ－φｈ０φｈ０－φｈφｈ－２φ
【作者单位】： 西南交通大学土木工程学院;
【基金】：中央高校基本科研业务费百人计划项目(SWJTU09BR004)~~
【分类号】：U446;U445.72

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本文编号：2550415