基础沉降对简支梁桥拓宽结构拼接缝受力影响研究

发布时间：2020-05-20 16:10

【摘要】：为了响应“交通强国”的口号,解决交通量不断增长与现有公路通行能力不足的矛盾,解决交通需求与交通建设的不协调问题,增加现有公路桥梁的通行能力就成了当前一个重要而紧迫的任务,而对已有公路桥梁的拓宽改造能有效增加公路通行能力。在桥梁拓宽工程中,新旧桥不均匀沉降是一个无法避免的问题。新旧桥不均匀沉降会对拓宽桥整体结构,尤其是拼接部位产生较大的影响,而拼接部位所受影响能否得到有效控制,决定了拓宽桥梁是否成功。因此,研究拓宽桥梁上部结构沉降规律及其受力状态,对桥梁拓宽工程有重要的理论意义和应用价值。本文依托沪宁高速公路桥梁拓宽工程为研究背景,首先对若干典型的拓宽T桥梁上部结构各主梁的竖向变形进行观测,得到新旧桥各主梁的不均匀沉降变形实测数据,论文对此分析表明:新桥各主梁沉降变形的横向分布模式是曲线模式,并非是以往结构分析中假定的线性模式。利用MIDAS FEA软件建立了T型梁桥的全桥有限元实体单元模型,研究在新桥基础沉降作用下桥梁上部结构各主梁的竖向变形,研究表明:上述各主梁沉降变形的横向分布模式与二阶曲线更为接近,与实际观测数据吻合。理论分析和实测数据均表明,当采用梁格法模型来分析拓宽后新旧T型梁桥的结构内力时,新桥各主梁竖向沉降变形的横向分布模式按二阶曲线模式更为合理;同时对T梁拼接处的横隔板进行了分析,结果表明拼接时设置横隔板是有必要的。与此同时,论文研究表明,对普通空心板梁桥进行拓宽结构分析,普通空心板梁拓宽后其新桥主梁竖向沉降变形的横向分布模式按二阶曲线考虑比较符合实际情形。最后根据得出的二阶沉降曲线,来模拟拓宽桥梁上部结构的竖向变形,分析了拼接缝处的受力状态和工后容许沉降差,得出肋板式梁桥拓宽时工后容许沉降差取5mm是安全的,并对拓宽工程中的减小新旧桥基础沉降差提出了相关建议。
【图文】：

简支T梁,预应力混凝土,单位,示意图

对原有结构物采用“同结构、同跨径，上连下不连”的拓宽方案。对T 梁和组合T 梁采用刚性连接，增设横隔板，对新旧箱梁拼接采用铰接连接。对空心板梁采用铰接连接。图1-1 预应力混凝土简支T 梁连接示意图(单位：cm)图1-2 空心板拼接缝构造图（单位：cm）拓宽过程中发现，桥梁拼接前由于新旧梁有较大的挠度差，拼接时应注意拼接位置的高程差异影响。拼接后的新旧桥基础沉降容许差计算值应该控制在5mm 之内，这是新、旧桥梁横向拼接能否成功的关键问题，对此需采取适当的施工措施，确保新桥基础沉降限制在要求之内。拼接后新加宽部分桥梁的基础会随着时间的推移，不断发生沉降，直接影响到新老桥连接部分桥面结构受力；拼接后新旧主梁混凝土的收缩、徐变性能不同，会造成连接处的受力较大，加之拼接部位没有横梁，即使不考虑地基的沉降、混凝土的收缩、徐变等的差异，也可能会造成运营时由于连接很弱而接缝处出现不良后果。（2）沪杭甬高速公路沪杭甬高速公路空心板拓宽采用了在新旧桥空心板间设置纵向湿接头，宽度25cm-75cm不等

空心板,构造图,单位

增设横隔板，对新旧箱梁拼接采用铰接连接。对空心板梁采用铰接连接。图1-1 预应力混凝土简支T 梁连接示意图(单位：cm)图1-2 空心板拼接缝构造图（单位：cm）拓宽过程中发现，桥梁拼接前由于新旧梁有较大的挠度差，拼接时应注意拼接位置的高程差异影响。拼接后的新旧桥基础沉降容许差计算值应该控制在5mm 之内，这是新、旧桥梁横向拼接能否成功的关键问题，对此需采取适当的施工措施，确保新桥基础沉降限制在要求之内。拼接后新加宽部分桥梁的基础会随着时间的推移，不断发生沉降，直接影响到新老桥连接部分桥面结构受力；拼接后新旧主梁混凝土的收缩、徐变性能不同，会造成连接处的受力较大，加之拼接部位没有横梁，即使不考虑地基的沉降、混凝土的收缩、徐变等的差异，也可能会造成运营时由于连接很弱而接缝处出现不良后果。（2）沪杭甬高速公路沪杭甬高速公路空心板拓宽采用了在新旧桥空心板间设置纵向湿接头，宽度25cm-75cm不等
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

【参考文献】