空心板梁橋橫向預應力效應分析及加固設計.pdf

1、裝配式空心板梁橋具有施工速度快、造價低等優(yōu)點，是中國、美國、日本等國中小跨徑橋梁的主要橋型之一。隨著服役時間的增長，國內空心板梁橋普遍出現(xiàn)鉸縫混凝土開裂的病害，導致橫向連接能力降低，最終造成單板受力的情況，威脅橋梁的結構和行車安全。針對存在單板受力病害的空心板梁橋，基于摩擦抗剪原理，本文提出了在梁高中心位置設置橫向預應力的加固方法，以恢復開裂混凝土鉸縫的剪力傳遞能力，進而改善空心板梁橋的橫向分布，達到加固目的。基于數(shù)值試驗，本文的主要研

2、究內容如下：
　　首先，利用有限元軟件ANSYS建立空心板梁橋的有限元模型，以接觸單元模擬鉸縫混凝土的開裂面，計算分析荷載作用下橫向預應力、板間摩擦系數(shù)、板梁豎向撓度三者之間的相互關系。同時，給出空心板梁橋鉸縫在不同受壓高度時的橫向分布影響線，并與鉸接板法計算結果和鉸縫完好時的有限元計算結果進行對比分析。
　　其次，以雙孔空心板梁為代表，詳細分析了橫向預應力作用下，接觸單元的應力分布規(guī)律，探討橋寬、橋長、預應力束數(shù)和大小、車

3、輛荷載對鉸縫應力分布規(guī)律的影響。結果顯示，梁高方向，受空心板梁空腔和恒載作用影響，鉸縫壓應力主要分布于鉸縫頂部20cm范圍內；橋長方向，相同鉸縫的受壓范圍基本不隨預應力的增大而變化。車輛荷載作用下，當預應力足夠時，開裂界面間相對滑移值趨于零，板梁處于共同受力狀態(tài)。
　　最后，以我國13m標準跨徑空心板梁橋為例，給出加固設計和計算過程。先分析預應力的有效作用范圍，結合橋梁跨度確定預應力布置方式，以車輛荷載作用下接觸單元的最大相對滑移