適用于大中型橋梁的單伸縮縫橋梁結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、橋臺處伸縮縫的易損難修復(fù)是困擾橋梁界的一個難題。新型半整體式全無縫橋梁可以在中小橋梁中很好地解決這一問題，為了將這一技術(shù)推廣至大中型橋梁中，本文提出了單縫橋梁結(jié)構(gòu)體系。單縫橋梁是一種保留了橋梁跨中的伸縮縫，通過半整體式橋臺、帶鋸縫的連續(xù)配筋接線路面、地梁等方式取消了橋臺伸縮縫的結(jié)構(gòu)體系。為了驗證單縫橋梁的安全性、可行性和適用性，本文對單縫橋梁進行了系統(tǒng)的理論和參數(shù)分析、試驗研究及實橋監(jiān)測。主要研究成果如下:
　　(1)帶鋸縫的連續(xù)

2、配筋接線路面是吸納主梁溫度變形的重要構(gòu)件。溫降時，接線路面受到主梁收縮變形產(chǎn)生的拉力以及接線路面與基層間的摩阻力共同作用，處于偏心受拉狀態(tài)。本文根據(jù)單縫橋梁的受力特點及接線路面與基層的接觸關(guān)系，將接線路面相鄰裂縫間的節(jié)段分為全摩阻力節(jié)段和部分摩阻力節(jié)段;采用粘結(jié)—滑移理論，建立了帶鋸縫的接線路面溫降受拉時的計算模型及平衡微分方程組;通過求解方程組，得到接線路面的鋼筋應(yīng)力、混凝土平均應(yīng)力、混凝土應(yīng)力沿截面高度的分布以及裂縫寬度的計算公式，

3、并編制相應(yīng)的程序進行計算。
　　(2)根據(jù)單縫橋梁受力變形的特點，建立了單縫橋梁整體結(jié)構(gòu)溫度作用下計算簡化模型;利用溫度中心兩側(cè)水平力相等的條件，推導(dǎo)了單縫橋梁結(jié)構(gòu)受力的計算公式;編制了相應(yīng)的計算程序，并對相關(guān)參數(shù)進行了敏感性分析，結(jié)果表明，支座與主梁接觸面的摩阻系數(shù)對單縫橋梁受力有較大的影響，應(yīng)盡量選用摩阻系數(shù)較小的支座;選擇合適的配筋率能減小鋼筋應(yīng)力，分散裂縫;過長或過短的接線路面均不合適，20m-30m的接線路面適用于300

4、m左右的單縫橋梁;接線路面與基層的摩阻系數(shù)是影響單縫橋梁整體性能的重要因素，需選擇合適的基層材料;單縫橋梁對臺后填土的適應(yīng)性較強，回填料的選擇范圍更廣;主梁的一部分溫度變形通過伸縮縫釋放，因此主梁長度對單縫橋梁結(jié)構(gòu)整體受力影響較小，經(jīng)驗證，280m長的梁橋采用單縫橋梁形式是可行的;溫度作用，尤其是溫降作用，對單縫橋梁受力影響較大，溫降值越大，單縫橋梁受力越不利，因此宜選擇較低溫或晚上合龍。
　　(3)為研究溫降時單縫橋梁帶鋸縫的連

5、續(xù)配筋接線路面伸長—拉應(yīng)力—裂縫的關(guān)系，進行了總長28m的接線路面模型試驗，張拉端的最大位移是4.363mm，用以模擬1座300m長的單縫橋梁溫降44℃時接線路面的變形。試驗中測量了張拉端與錨固端的位移、力，部分位置的混凝土應(yīng)變、裂縫寬度，并與理論計算值進行比較:鋸縫間依序出現(xiàn)寬窄不一的裂縫，相鄰鋸縫間未出現(xiàn)新裂縫，并且錨固端的受力和位移均較小，張拉力順暢地由張拉端向錨固端傳遞，并被接線路面吸納;應(yīng)變、平均裂縫寬度的計算值略大于實測值，

6、計算值能偏安全地反映接線路面的受力及裂縫產(chǎn)生、開展的狀況。
　　(4)對影響接線路面混凝土應(yīng)力沿截面高度分布的參數(shù)進行了分析:接線路面推薦采用分段式配筋方式，近臺段宜采用稍大的配筋率，且鋼筋宜靠近上表面布置，遠臺段可適當減少配筋率，鋼筋可居中布置;鋸縫間距對裂縫的開展有較大的影響;接線路面越厚，混凝土應(yīng)力沿截面高度的差異性越大。
　　(5)臺后工后不均勻沉降導(dǎo)致的搭板破壞是制約整體（半整體）式橋梁推廣使用的主要問題。為研究臺

7、后發(fā)生不均勻沉降后搭板的受力狀況，本文通過分析單縫橋梁搭板兩端的構(gòu)造特點、臺后不均勻沉降的主要形態(tài)，將汽車荷載作用下的搭板簡化為兩端簡支、部分脫空的彈性地基梁進行計算，并對相關(guān)參數(shù)進行分析，結(jié)論如下:搭板宜采用雙層配筋方式，防止負彎矩區(qū)開裂;需確保搭板鋼筋與地梁鋼筋的有效連接，且控制搭板下土體脫空長度;推薦采用級配良好的卵石或碎石等作為地基材料。
　　(6)根據(jù)以上研究成果，設(shè)計了清遠市大燕坑橋，該橋位于清遠市清三公路上，是我國第