顶板横向预应力钢束对箱梁横向计算结果的影响

1、本文档下载自 文库下载网 ，内容可能不完整，您可以点击以下网址继续阅读或下载：顶板横向预应力钢束对箱梁横向计算结果的影响顶板横向预应力钢束对箱梁横向计算结果的影响铁 道 工 程 学 报Qct 2007第 10 期 ( 总 109) JOURNALOFRAILWAYENGINEERINGSOCIETYNO.10(Ser.109)2007年 10月文章编号 :1006-2106(2007)10-0050-03顶板横向预应力钢束对箱梁横向计算结果的影响黄鹤莅(武汉大学, 武汉 430072)摘要: 研究目的 : 研究顶板横向预应力钢束对箱梁横向计算结果的影响,给箱梁结构设计提供借鉴和帮助。研究方法

2、: 以达成线唐家渡涪江双线特大桥和襄渝线三汇镇渠江三线特大桥预应力混凝土连 续箱梁为例,采用 MIDAS进行箱梁横向分析计算。研究结果 : 通过实例分析计算得出 ,当顶板设置横向预应力钢束时 , 、腹板顶部弯矩均明显减小 底板弯矩稍有增大 ; 梁体应力方面 :顶板处于受压状态 , 。研究结论 : 受限制时 ,则不必设置顶板横向预应力钢束。关键词 : 箱梁; 横向计算 ; 顶板;中图分 类号 :U441:EffectofngTendoninTopDeckonLateralCalculationResultofBoxBeamHUANGHe-li(WuhanUniversity,Wuhan,Hube

3、i430072,China)Abstract:Researchpurposes:Thispaperanalyzestheeffectofthelateralprestressingtend onintopdeckonthelateralcalculationresultofboxbeam.Itprovidescertainreferenceandh elptostructuredesignofboxbeam.Researchmethods:TakingtheTangjiadu-FujiangDouble-trackRailwayBridgeinDazhou-ChengduRailw hen-Q

4、ujiangTrilineRailwaySuperMajorBridgeinXiangfan-ChongqingRailwayforexample,t hispaperresearchesthelateralanalysisandcalculationofboxbeambyusingMIDAS.Researchresults:Throughanalysisoftheexamples,thispaperprovidestheresultsthatwhenthelateralprestressingtendonissetintopdeck,themomentsoftopdeckandthetopo

5、fwebwoul dreduceobviously,whilethemomentofbottomslabwouldincreaseslightly,thetopdeckwould beincompressionandthetensionstressofbottomslapwouldincreaseslightly.Researchconclusions:Thispaperconcludesthatitisbeneficialtosetthelateralprestress ingtendonrationallyintopdeck.Butifthelateralwidthofthetopdeck

6、isnottoowideandtheh eightofthetopdeckisnotrestricted,thelateralprestressingtendonintopdeckneednotbes et.Keywords:boxbeam;lateralanalysis;topdeck;lateralprestressingtendon 1 问题的提出 顶板设置横向预应力钢束时 , 为了避开纵向预应力钢束 ,横向预应力钢束所设置的位置通常不 是太好 , 收稿日期 :2007-06-13 作 者 简 介 : 黄 鹤 莅 ,1973 年 出 生 , 女 , 工程师 , 在读硕士 研究生。而且纵向

7、间距比较大 , 使得顶板横向预应力钢束的作用无法充分发挥。因此 , 在梁部设计中 , 需开展顶板横向预应力钢束的设置对箱梁横向计算的影响研究。笔者结合达成线唐家渡涪江 双线特大桥和襄渝线三汇镇第 10 期黄鹤莅 : 谈顶板横向预应力钢束对箱梁横向计算结果的影响51渠江三线特大桥预应力混凝土连续箱梁的施工设计 , 阐述顶板横向预应力钢束对箱梁横向计 算的影响效应 , 以供大家参考。2 实例一2.1 计算参数达成线唐家渡涪江双线特大桥 (40 64 40)m 预应力混凝土连续箱梁中支点截面 , 箱梁顶板宽 9.9m,箱底宽 6.4m,顶板厚 35cm,腹板厚 70cm,底板厚 80cm,如图 1

8、所示。梁体顶板横向预应力 钢束采用 3-7图 3 仅有横向预应力钢束荷载作用下的弯矩图 用BM15-3和P型BM15-3扁锚锚固。采用金属波纹管 ,钢绞线的松弛系数为 0.025, 钢筋与管 道壁之间的摩擦系数 为0.23, 每米管道对其设计位置的偏差系数 k为 0.0025 。横向预应力 钢束的布置 , 如图 2 所示。图 4 仅有横向预应力钢束荷载作用下的应力图由图 3、图 4可见,在仅有横向预应力钢束荷载作用下 , 顶板产生较大压应力 , 对顶板跨中截面 和悬臂根部截面均产生有利荷载 ,使顶板截面受力有明显改善 ; 横向预应力钢束荷载对腹板、 底板产生的影响较小。图 1 梁体截面图 （

9、单位 :cm）梁体弯矩针对各计算荷载按照不同的方式进行荷载组合 , 按考虑横向预应力钢束和不考虑横向预应力 钢束分别进行箱梁横向计算 , 梁体弯矩的计算结果详见表 1。表 1 梁体弯矩表项目不考虑横向预应力钢束图 2 横向预应力钢束布置图 （ 单位 :cm）考虑横向 预应力钢束比较顶板242(62)82(47)弯 矩 /(kN?m)腹板( 顶部)腹板(底部)8452114130底板207239采用 MIDAS进行箱梁横向计算。 计算荷载中 , 桥面恒载包括线路设备及道砟荷载、 桥面铺装荷 载、电缆槽荷载、挡砟墙荷载、双侧人行道支架荷载、 L型挡砟块荷载等 ; 桥面活载包括单线 列车活载、双线列

10、车活载、人行活载 ; 温度荷载包括整体升温 20、整体降温 20、日照模 式和寒潮模式。 2.2 计算结果分析 横向预应力钢束产生的梁体效应首先分析仅有横向预应力钢束荷载作用下的梁体效应情况。 经计算, 梁体的弯矩图如图 3所示, 梁体的应力图如图 4 所示。后者小 195%(小 32%)后者小 62%后者大 14%后者大 15%注:顶板栏括号外数值为顶板悬臂根部处数值 ; 括号内数 值为顶板跨中处数值。由表 1可见, 考虑横向预应力钢束后 , 顶板、腹板顶部弯矩均明显减小 ,腹板底部、底板弯矩均 稍有增大。 梁体应力针对各计算荷载按照不同的方式进行荷载组合 , 按考虑横向预应力钢束和不考虑横

11、向预应力 钢束分别进行箱梁横向计算 , 梁体拉应力的计算结果详见表 2。52表 2 梁体拉应力表项目顶板3451(2974)铁 道 工 程 学 报2007年10月拉应力 /kPa腹板( 顶部)10861280力钢束和不考虑横向预应力钢束分别进行箱梁横向计算 , 梁体弯矩的计算结果详见表 3底板19182203表 3 梁体弯矩表项目不考虑横向预应力钢束考虑横向预应力钢束比较顶板96(63)50(51)虑横向预应力钢不考 束考虑横向预应力钢束比较弯矩(kN?m)腹板( 顶部)腹板(底部)65483532底板2030无拉应力出现 后者大 18%后者大 15%注:顶板栏括号外数值为顶板悬臂根部处数值

12、; 括号内数值为顶板跨中处数值。由表 2可见,考虑横向预应力钢束后 ,顶板处于受压状态 ,不出现拉应力 ,腹板底部、底板拉应 力均稍有增大。后者小 92%(小 24%)后者小 35%后者小 9%后者大 50%注:顶板栏括号外数值为顶板悬臂根部处数值 ; 括号内数值为顶板跨中处数值。3 实例二3.1 计算参数襄渝线三汇镇渠江三线特大桥 (40 64 40)m单线预应力混凝土连续箱梁跨中截面 , 箱梁顶板宽 4.9m, 箱底宽 3.2m,顶板厚 30cm,腹板厚 30cm,由表 3 可见, 考虑横向预应力钢束后 , 顶板悬臂根部处弯矩明显减小 ,; 腹板顶 ;底板弯 矩,2 种情况的梁体顶板、腹板

13、、底板弯。在实际设计中 , 梁体顶板、腹板、底板厚度均由构 造尺寸控制 , 各部位均采用构造配筋 , 使得顶板横向预应力钢束的作用无法充分发挥。如果此 时在顶板设置横向预应力钢束 , 还将增加梁体造价、施工难度和施工工期。板厚 39cm,如图 5 所示 实际设计中 , 板横向预应力钢束 ,2-7采用 MIDAS进行箱梁横向计算。计算荷载中 ,除列车活载仅采用单线列车活载外 , 其余各项设 计荷载均与实例一相同。4 结论综上所述 , 考虑横向预应力钢束后 ,顶板、腹板顶部弯矩明显减小 ,底板弯矩稍有增大。 由于梁 体顶板受力通常较大 , 而横向预应力钢束起到改善梁体顶板受力的作用 ,使顶板配筋减少或减 小顶板结构高度。 因此, 合理设置顶板横向预应力钢束是非常有利的。 但是如果顶板横向宽度 不 大 , 而 且 顶 板 结 构 高 度 不 受限制时 , 则不必设置 顶板横向预应力钢束 , 否则非但不能减少顶板配筋 , 反而增加施工难度 ,延长工期。参考文献 :1 TB10002.12005, 铁路桥涵设计基本规范 S.2TB10002.32005, 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝图 5 梁体截面图 （ 单位 :cm）土结构设计规范 S.3