论文部分内容阅读
节段预制拼装梁桥在施工质量控制、施工工期和经济效益上都比传统整体现浇梁桥更具有竞争性,国内近些年已建成的夷陵长江大桥、珠海淇澳大桥以及刚竣工的郑州西四环跨郑上路主线桥均是该类结构形式。由于施工工艺繁杂以及对建造设备的要求高,此类技术在我国起步较晚,发展缓慢。本文以郑州西四环主线桥为工程背景,结合国内外研究成果针对节段拼装桥梁的力学性能进行研究分析。利用有限元软件MIDAS/Civil建立包含胶体单元的节段拼装梁桥全桥有限元模型,计算分析桥梁静动力学性能。通过子空间迭代法和反应谱法对节段拼装梁桥自振特性和地震响应进行计算分析。根据实际工程中存在的现象,设置不同预应力损失工况,计算分析预应力损失对节段拼装梁桥的影响。并根据接缝破坏特点,以主拉应力达到抗拉强度为破坏条件,考虑接缝强度折减等因素推导了接缝抗剪承载力建议计算公式,并通过ABAQUS对接缝的裂缝发展过程进行了模拟,对环氧树脂胶与接缝界面混凝土不同粘结状态下的受力情况进行了分析。通过对节段拼装梁桥进行受力分析,得出背景工程桥梁在不同荷载组合工况作用下受力合理,满足规范要求;动载试验基频实测值与理论值吻合度较好,主桥整体抗弯刚度符合理论预期,各工况冲击系数试验值均小于理论值,说明桥梁的行车动力性能较好。顶板、腹板和底板处因孔道偏差引起的预应力损失均较大,其中顶、腹板处出现孔道偏差对有效预应力的影响比底板位置出现孔道偏差的影响要大。背景工程拼装梁桥接缝压缩产生的预应力损失占张拉控制应力的4.27%,在实际工程中应对接缝压缩造成的影响予以重视。施工阶段最大悬臂状态下梁段挠度对腹板预应力钢筋应力损失的敏感度要小于顶板预应力钢筋应力损失的敏感度;运营阶段纵向顶板束预应力损失对桥梁跨中挠度的影响更大,在成桥时间相同时,顶板预应力损失引起的跨中挠度变化速率要比底板预应力损失引起的挠度变化速率更快。将建议公式、AASHTO公式分别与既有试验实测值进行对比,结果表明建议公式与实测值具有较好的吻合度。接缝处胶体在不同粘结状态下,胶体失效位置周围出现应力集中现象,接缝旁边的混凝土也发生了不同程度的塑性应变,对接缝受力产生不利影响。