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三向预应力箱梁横向框架分析研究

发表时间：2021/7/8 来源：《建筑实践》2021年第7期（上）作者：李伟

[导读] 以某90+160+90m3跨悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁大桥为工程为例，

        李伟
        中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市
        【摘要】：以某90+160+90m3跨悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁大桥为工程为例，按照横向框架计算模型，分析桥面板、腹板及底板的受力情况。
        【关键词】：桥面板，配筋
一、研究项目概况
        某特大桥采用3跨悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁，跨径为90+160+90m，边中跨比为0.56，根部梁高9.5，高跨比为1/16.8，跨中梁高3.5m，高跨比为1/45.7，梁高变化采用1.6次抛物线变化，桥型布置图如下：

图1 桥型布置图
该桥采用两幅桥，相互间距2m，单幅桥宽20.5m，为单箱双室截面，悬臂长4m，端部厚度20cm，根部厚度80cm，腹板厚度为50~80cm，顶板厚度一般位置均为35cm，0号块为70cm，顶板厚度为30~110cm，按1.6次抛物线渐变。箱梁采用纵、横、竖三向预应力结构，除根部局部加密区外，在一般位置处，横向预应力采用纵向间距为50cm的Φs15.2-5钢绞线，圆形波纹管，张拉控制应力为0.73fpk=1357.8MPa，一端张拉，另一端P锚，交错锚固，竖向预应力采用标准强度fpk=785MPa的JL32精轧螺纹钢及其配套锚具，张拉控制应力0.9fpk=706.5MPa，纵向间距50cm，50cm厚的单个腹板内放置一根，80cm厚的腹板内放置两根。

图2 跨中截面横竖向预应力筋布置
        二、横向框架计算分析模型
        悬臂板车辆布置的最边缘位置有效分布宽度按规范计算约为8.8m，但悬臂长度大于2.5m后，按规范方法悬臂板从端部45°扩散计算得到的有效分布宽度偏大，本文参考规范及有关文献，取1.3的安全系数，折算后的有效宽度为6.77m，总轴重为280kN；中板根部有效分布宽度为0.85m，总轴重为140kN；中板跨中有效分布宽度为5.3m，总轴重为280kN；中板从a'变到a的长度x0为1.53m。可得横向框架计算时的横向分布系数如下：

图3 横向按框架计算时的横向分布系数
三、横向框架计算分析结果
采用桥梁博士3.6版进行分析。结构作用主要考虑了自重、二期恒载、温度梯度作用、汽车。桥面板作为预应力混凝土A类构件设计，腹板及底板按钢筋混凝土构件设计。考虑到横向框架分析中因为温度梯度、竖向预应力等的作用，腹板及底板内会有一定的轴力，程序计算中一般按压弯构件进行，“桥博”中对压弯构件的承载能力用轴力代表。要提取的主要计算结果如下：