在役装配式梁桥横向分布计算方法及参数影响研究

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桥梁横向分布经典理论用于分析新建桥梁的计算结果体系比较精确,但对于正在服役且有一定使用年限的旧桥而言,难免在外界环境侵蚀作用下会产生某些病害,而且重载交通疲劳荷载对服役桥梁结构性能也有着不可忽视的影响,这些病害影响包括梁体刚度退化、横向连接构造物的结构刚度损伤以及长期荷载作用下箱梁结构畸变导致的受力复杂化。考虑这些因素对在役桥梁横向分布的影响,对既有经典横向分布理论加以修正,可以更加精确评估在役装配式梁桥的结构性能,对于既有经典理论的拓展延伸具有一定的参考价值,对于在役装配式桥梁加固工程的内力分析的精度同样有所提高,具有工程现实意义。考虑这些细节构造参数对横向分布计算方法进行研究之后,为进一步研究在役桥梁横向分布的规律特征,从桥梁结构较明显的构造特征入手,选取对桥梁结构横向分布影响较为敏感的参数,包括跨径,宽跨比,横隔梁数量,桥面铺装等,研究这些参数的变化对桥梁横向分布的影响,可以为理论的进一步完善提供参考,扩大横向分布理论的适用性,为进一步研究奠定基础。  首先,文章选取适用于横隔梁数量较多的窄桥的经典方法:刚性横梁法。在此基础上考虑主梁裂缝引起刚度损伤情况下,认为跨中下挠由主梁完好时的挠度和损失刚度引起的附加挠度两部分组成,对刚性横梁法进行修正,计算出单位移动荷载下各号梁的影响线竖标值,与经典理论刚性横梁法计算结果相比结果显示其精度更高。接着,在宽跨比适用范围更广的刚接梁法基础上,分别考虑横向连接构造湿接缝刚度损伤以及小箱梁角点畸变变位的影响,对传统方法系数矩阵参数进行修正,重新定义并推导系数矩阵变位参数,完成对理论的修正研究,与此同时建立有限元实体模型对理论计算结果加以对比验证,结果表明:修正后的理论计算结果与有限元仿真结果更为接近。最后,文章选取装配式梁桥几个主要结构参数,包括跨径,主梁片数,横隔梁数量和桥面铺装厚度,每个参数取三组数据,共建立12个有限元梁格模型,研究各参数对于横向分布规律的影响,为上述研究理论的完善提供参考,为进一步研究在役桥梁受力规律提供借鉴价值。  上述研究表明,对于在役装配式梁桥,考虑主梁刚度,横向连接构造刚度的损伤以及小箱梁结构的畸变效应的修正理论计算方法更接近在役桥梁实际受力状况,具有一定的理论价值及工程实用意义;另一方面,随着桥梁跨径,宽跨比,横隔梁以及桥面铺装厚度等结构参数的变化,横向分布呈现一定规律性。结合两方面研究分析,既拓宽了理论的应用范围,又为正确评价在役装配式梁桥提供工程借鉴价值。
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