公路混凝土小箱梁桥湿接缝受损受力特性研究

公路混凝土小 箱梁桥湿接缝受损受力特性研究

袁治

天全县交通运输发展服务中心

摘要

横向分布系数反映荷载对各梁的横向分布情况，同一加载下，桥梁横向连接性能的变化会使各梁的横向分布及其响应产生变化^[1]。由此，可以通过在同一加载情况下，各梁横向分布系数的变化对箱梁湿接缝的工作性能状况进行检测评估。现行的《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01-2015)，主要通过横向增大系数大体反映桥梁的横向连接状况，对箱梁湿接缝是否有损伤，以及它的损伤位置和损伤程度不能做出有效的判断。本文基于荷载试验，使用Midas/civil梁格法建模，用湿接缝与箱梁连接方式的变化模拟湿接缝损伤程度的变化，对常见小箱梁简支桥进行湿接缝损伤模拟分析。

关键词：湿接缝，横向分布系数，梁格法

一、引言

小箱梁桥横向连接的失效会降低桥梁结构的整体性，影响荷载的横向分布规律，导致受力梁挠度增大，非受力梁挠度变小，使得受力梁与非受力梁之间不能很好的协同工作，受力梁容易出现破坏。针对这种情况，应该形成一套横向连接失效的有效判别方法，充分挖掘箱梁结构的承载能力，为箱梁结构的维修和加固提供合理的措施。

二、湿接缝损伤模拟方法

设计时为使桥梁具有一定安全储备，一般采用湿接缝铰接，但考虑到与桥面铺装一起协同工作，这样梁与梁之间就相当于是刚性连接。因此，为于简便，用湿接缝的刚接模拟湿接缝的无损状态（湿接缝铰接，与桥面铺装协同作用）；用湿接缝的铰接模拟湿接缝的有损状态（湿接缝开裂、脱落，或是湿接缝处的桥面铺装有损伤）；用湿接缝的两端铰接模拟湿接缝的失效状态（湿接缝严重开裂或脱落，并且湿接缝处的桥面铺装也受损严重）。

三、有限元分析

1.荷载试验加载

参照《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015），经计算分析，采用4辆载重车进行等效加载，每辆车的总重约为420kN；在公路-Ⅰ级荷载作用下，偏载时1#梁和中载时2#梁内力最大，确定1号边梁和2号中梁作为静载试验控制构件。加载方式以跨中截面为控制截面，偏载荷载效率为1.03，中载荷载效率为1.04，介于0.95-1.05之间，满足规程要求。利用Midas/civil梁格法建模，对常见的30m 跨径4片小箱梁简支梁桥做损伤模拟分析，其横截面图和建模图分别见图1，图2。

图
1.横截面图

（

a）中载 （b）偏载

图2.建模图

2.损伤模拟分析

工况一：1#湿接缝损伤模拟分析

对1#湿接缝进行损伤模拟分析，横向分布折线图见图3。

图3 1#湿接缝损伤横向分布系数折线

工况二：2#湿接缝损伤模拟分析

对2#湿接缝进行损伤模拟分析，横向分布折线图见图4。

图4 2#湿接缝损伤横向分布系数折线图

1#湿接缝受到不同损伤时，中载加载1#梁与2#梁之间的折线斜率也发生明显增大，损伤程度越大，斜率增幅越大；中载加载能很直观的反映1#湿接缝的损伤状况。2#湿接缝受到不同损伤时，2#梁与3#梁之间的折线斜率也发生明显增大，损伤程度越大，斜率增幅越大；偏载加载能很直观的反映2#湿接缝的损伤状况。

四、结论

1.不同工况下，应变横向分布系数和挠度横向分布系数基本一致，所以在实际工作中可采取测挠度值来获取横向分布系数。

2.结合偏载和中载，横向分布系数折线图能够很好的识别湿接缝的损伤位置和损伤程度，湿接缝损伤程度越大，折线斜率增大越大。

参考文献

[1]谷丹丹，李静辉．基于静载试验T梁湿接缝损伤识别研究[J]．低温建筑技术，2015，6(34)：92-94．