高墩刚构小箱梁墩梁固结受力性能研究

LOW TEMPERATURE ARCHITECTURE TECHNOLOGY

49

DOI：10.13905/j. cnki. dwjz. 2018. 08. 017

高墩刚构小箱梁墩梁固结受力性能研究

熊刚，冯希训，王艳宁

(天津市市政工程设计研究院，天津300392)

【摘要】高墩刚构小箱梁墩梁固结节点涉及盖梁截面变化和结构体系转换的过程，墩梁固结有利于提高桥 梁整体稳定性。针对某山区公路高墩刚构小箱梁桥,采用空间有限元软件Midas-Civil将墩梁固结过渡段模拟为短 柱，计算分析了过渡段在不同截面宽度条件下,顺桥向弯矩与应力变化规律。研

梁及过渡段截面宽度，有效改善该区域的受力性能。研究结

。

【关键词高墩;刚构;墩梁固结;小箱梁;受力特性【中图分类号】TU375J

【文献标志码】

究

，在小箱梁

供高墩刚构小箱梁墩梁固结设计参

A

【文章编号】1001-6864(2018)08-0049-03

RESEARCH ON MECHANICAL BEHAVIOR OF PIER BEAM CONSOLIDATION OF

SMALL BOX GIRDER WITH HIGH PIER

XIONG Gang, FENG Xixun,WANG Yanning

(Tianjin Municipal Engi. Design & Research Institute,Tianjin 300392,China)

Abstract： The consolidation node of high-rise rigid-concrete small box girder pier girders involves

the change of cover beam cross-section and structural system conversion. The consolidation of pier gird­ers is beneficial to improve the overall stability of the bridge. Aiming at one mountain-area rigid box girder bridge with high pier,the author applies the finite element analysis software Midas-Civil to simu­lating the pier-girder fixed joint transitional section asa short-column, then calculates and analyzes the bending moment and stress variation laws under the different widths of transitional sections in the bridge axial direction . The results show that , the local stress performance can be effectively improved when we increase the width of transitional section and the middle cross beam on the basis of standard drawing of box girder. The research conclusions can be applies to the other similar structural design with the pier-girder fixed joint.

Key words: high pier; rigid;pier-girder fixed joint;box girder;stress analysis

〇引言

化

和应性 ,

空

结构受力及

和

的

桥梁具有 ，公路

梁、小箱梁和T〇

的

性，

性

的桥梁结构

为

。

分析高墩刚构小箱梁墩梁固结过渡段在同截面宽 度条件下顺桥向弯矩与应力变化规律，得出小箱梁墩 梁固结过渡段的计建议。

1工程背景

将小箱梁

T〇

,

结构计

山

的结构体系<3>。山

段，不同墩

间墩高将

墩高

区公路

桥墩高度高[2]。计

高的桥墩与小箱梁 体系[3]。 [4],

变

力

刚构桥,

，为 于 变

T梁固结 ， 刚构

变 的T梁墩梁固结研究较

。应小

的 的

变

的小箱梁墩梁固结研究 刚构小箱梁同于

为在

箱梁结构 小箱梁施工过程中体系

梁间

墩梁固

转换，在桥墩盖梁与小箱梁

结过渡段。本文采用空间有限元 分析方法，探索

50

低温建筑技术第40卷

西部某山区公路受山区地形影响，某桥梁跨越山 涧深沟。桥梁跨径布置为3\"30m，左右中墩高度分别 为41.6m和33.3m，每个桥墩布置两根圆形墩柱，墩柱 直径分别为2.2m和2m，桥宽10m，横桥向由3片预制 小箱梁组成，小箱梁与桥墩盖梁采用先简支后连续刚 构结构体系。此种结构体系可以增加中间高墩墩顶的 约束，提高墩身的稳定性，从而增加全桥的稳定性[5-7]。 2

数值计算分析

2.1计算模型

本文米用空间有限兀软件Midas-Civil将中间两 个桥墩、盖梁与小箱梁 模

分析。模

型

3片小箱梁采用整体断面模拟，将过段、盖梁

采用柱模拟，采用 由度性支模拟

用

， 分析 墩梁 结 的受 性，

总体计算模型

2

。

墩梁结处的盖梁、过渡段及小箱梁横梁 构间为刚性连接。由墩梁结的 构为本文 ，为

结构受 性 ，

构

，

构 模型

3

。

2.2 体系 模拟

图4

体系转换前的局部节点模型

结构体系从支结构连续刚构，涉及施工过程 中的体系 [8]，

段 ：

墩柱，

预制小箱梁！

桥墩盖，预 埋墩梁固结

!

预

小箱梁

支体系)！

小箱梁预 与中墩顶 预

! -

墩梁结过段和小箱梁支横梁！

束(连续刚构体系)！

桥面

5

2.3计算

分析计算

组

路桥涵计通用规范》[9]进行，计算内容按现行《公路钢筋混凝土及预应 混凝土桥涵计规范》*10]进。

墩梁结过渡

段不截面宽度情况下的 抗裂性能进分析。

交通小梁箱通用中，连续端支 横梁宽度

仅为0.35m，若采用此宽度进墩梁结计，则墩梁

结

刚度与上、下

构

比较为薄弱。为研究墩梁结过段截面宽度 受的影响，立

过段截面宽度为0.35、0.60、0.85和1.0m的四种模

型进 比分析。3受力特性研究

3.1

变化规律

墩梁结过段四种截面宽度情况下，另 力极状态基本组，过段轴基本不变，为

8400kN，弯矩变化如图6所示。

60000

5133.9 5256.9

5000.0

4617.0 _______________*

(0004

0.o

S0000 000.. 0..3

o

S玻

V铷

2o

1o

0

0.35

0.60

0.85

1.00

固结宽度/mm

图％弯矩变化规律

从

6可以看出，过段顺桥向 的变规律明显。随着结段截面宽度的增大，

也随之增大。

中过段宽度由0.35m增大 0.60m ，

增

加较快，截面宽度超过0.60m后，弯矩增速放缓，趋

平稳。3.2

变化规律

墩梁结过段在四种截面宽度情况下，承载能

第4期熊刚等:高墩刚构小箱梁墩梁固结受力性能研究

51

力限

7

合，过渡段截面拉应力、压应力变明， 逐步增， 应力 度超0.6m

(2) 高

结

超

0.6m

的增 ，

的增大有

弯矩

压宽

R增速势放缓。

，且

速放缓。结

，应 结 应 结

不同跨径、的

通用

应力、承载力和

尺寸条件，综合考虑

结 ，以提高

抗裂性等因素，合理 。建议

的受力性。

图7应力变化规律

7可以看出， 应力和压应力

0.35m增 超过0.60m 3.3

的

高结 对 和浪费。

分析结果，本工程

取为0.85m，

结

，

的增，

由

。 。

结

明

参考文献

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的 ，

， ， 应力，有

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.一

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型 刚

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的

结刚 合下

结应力

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3.8MP\"，压应力 6.1MP\"，轴力 8400kT，弯矩 5134kT.m。 正常配置竖向受力钢筋，按偏心受压件算轴力 承载力可达26700kT;频遇合下裂缝 0.07mm，满足规范要求。4

结语(1) ，预制

结

文针对山区公路跨越山涧桥

采用了

结

进行了分析

。

高结果表，对高刚

为

交通大学,2013.

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范[ S].

[9]

[收稿日期]2018-06-04

[作者简介]熊刚（1977-)，男，四川泸州人，硕士研究生，高级工程

，

桥

作。

〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦<〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇〇♦〇

(上接第44页）

和Darboux框架推导出了玻纤增强柔性管在弯矩载荷 作用下玻纤的轴向应变公式。建立玻纤增强柔性管有 限元模型，加载弯矩载荷，由导出的玻纤轴向应变曲 线可以看出与公式一致。将理论公式结果和有限元结 果进行对比，误差在在可接受范围内，证明理论公式 的可靠性。

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[收稿日期]2018-05-18

[作者简介]刘畅(1987 -)，女，沈阳人，硕士，工程师。从事管道力学

性

。

Corona E，Kyriakides S. On the Collapse of Inelastic Tubes Under