新、旧桥梁基础差异沉降作用下结构受力分析.docVIP

新、旧桥梁基础差异沉降作用下结构受力分析 　　【摘要】本文针对新、旧桥梁基础差异沉降作用下结构受力分析的研究，具有一定的理论和实际价值。 　　【关键词】桥梁基础；差异沉降；受力分析；空心板；小箱梁 　　1 新、旧桥梁基础沉降差值的确定 　　1.1 新、旧桥梁基础沉降差容许值的概念 　　新、旧桥，解决横向联合，考虑混凝土收缩与车辆荷载效应的计算和分析，对旧桥上部结构蠕变新旧桥梁基础差，接头部分，根据实证分析，刚度和旧桥上部结构加固是强大的，影响其他旧桥内力的影响很小；但对于横向接缝板，由于截面尺寸小，刚度较弱，这些影响的附加内力将向控制。 　　新老桥梁的基础，被称为新、旧桥基础差异沉降容许值[△]。 　　1.2 确定方法与建议值 　　研究新、旧桥梁基础之间沉降差是假定拓宽后旧桥的基础不再沉降，新桥基础发生沉降，新桥基础沉降值即为两者之间沉降差△。新桥基础沉降导致上部结构各片主梁的沉降，采用的各片主梁的沉降计算模式为如图1、图2所示的线性变化假定模式。 　　图1为20 m先张法简支空心板的差异沉降简图，编号为1号至l2号梁、l3号至20号梁分别对应为旧桥和新加宽桥的主梁；旧桥原边梁，即l2号梁位沉降值为零，△值在新拓宽的20号梁（外边梁）处，则12号梁与20号梁之间的主梁沉降值按直线变化。 　　图2为3 X 30 m简支变连续小箱梁的差异沉降简图，编号为1号至4号梁、5号至7号梁分别对应为旧桥和新加宽桥的主梁；旧桥原边梁，即4号梁位沉降值为零，△值在新拓宽的7号梁（外边梁）处，则4号梁与7号梁之间的主梁沉降值按直线变化。 　　2、 20 m先张法简支空心板受力分析 　　2.1 计算理论及方法 　　根据结构构造和受力等情况，采用有限元通用程序ALGOR FEAS模拟实际结构，结构离散图如图3所示，由480个三维梁单元、480个板壳单元、80个弹性边界元组成，共1200个节点。 　　2.2 沉降模式 　　加宽部分的工后沉降量按照横桥向从0到5mm的线性规律变化，各板梁的支点沉降量按照表l取用。 　　2.3 计算结果 　　2.3.1 板粱的竖向位移 　　新桥板梁支点处发生沉降后，将会带动新、旧桥板梁其余位置发生相应的位移，由有限元模型分析结果可知，l2、l3号板梁的挠度值最大，相应地引起的内力也最大，故下面仅给出l2、l3号板梁的挠度值，见图4所示。 　　l2号梁和I3号梁是新旧桥衔接处，由图4可见：12号梁靠近l3号梁支座的端部产生的挠度值为0.6 mm，而l3号梁靠近l2号梁支座处产生的位移为0.76 mm。这样导致在同一支座，两个梁发生了不同的沉降值，其差值为0.16 mm。从而导致l2号梁板和l3号梁板会产生附加力，使得结构产生裂缝，不利于结构安全。 　　2.3.2 板梁的纵向弯矩 　　由有限元模型分析结果可知，由于新桥基础沉降而引起12、l3号板梁的内力也最大，故下面仅给出l2、13号板梁内力（纵向弯矩）值，见图5所示。 　　由图5可见：差异沉降作用下，在新、旧桥的板梁内部产生了一定的附加内力，并且在沉降点附近1.5 m范围引起的内力值较大，这是因为在l2号梁和l3号梁搭接的支座处，因差异沉降产生了较大附加力，使得此处弯矩加大。 . 　　2.3.3 横接板的横桥向弯矩和竖向剪力 　　由有限元模型分析结果可知，由于新桥基础沉降而引起的12、13号板梁相接位置处横接板内力也最大，故下面仅给出l2、l3号板梁相接位置处横接板内力（横桥向弯矩和竖向剪力）值，见图6所示。图中数值为纵向每延米宽板截面上的弯矩和剪力。 　　由图6可见：新、旧桥基础之间的差异沉降，在横接板内部产生了一定的附加内力，虽然内力绝对值不大，但由于受横接板截面尺寸和配筋的客观条件所限，对横接板的受力影响已经是控制性的。基于此，在后面的计算中将把差异沉降引起的附加内力值与恒载、汽车荷载等作用效应相组合，对横接板的构造和配筋进行验算。33×30 m简支变连续小箱梁受力分析 　　3.1 计算理论及方法 　　根据结构构造和受力等情况。采用有限元通用程序ALGOR FEAS模拟实际结构，结构离散图如图7所示，由720个三维梁单元、2200个板壳单元、360个刚性联接单元、42个弹性边界元组成，共3010个节点。 　　3.2 沉降模式 　　加宽部分的工后沉降量按照横桥向从0到5 mm的线性规律变化，各梁的支点沉降量按照表2取用。 　　3.3 计算结果 　　新桥梁支点处发生沉降后，将会带动新、旧桥梁其余位置发生相应的位移，由有限元模型分析结果可知，4、5号梁的挠度值最大，相应地引起的内力也最大，故下面仅给出4、5号梁的挠度值，见图8所示。 　　同理，由图8可见：5号梁各个截面位置的沉降量（挠度值）基本相同（1