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桥梁牛腿应力验算及结构裂缝处理加固

第一篇：桥梁牛腿应力验算及结构裂缝处理加固桥梁牛腿应力验算及结构裂缝处理加固[摘要]本文旨在就一工程实例，运用Midas设计软件进行牛腿部位应力验算，并对现阶段混凝土桥梁裂缝成因、处理加固方法进行简略总结，进而提出本实例的加固方案。[关键词]裂缝；应力验算；修补加固胜利桥位于青岛市北部，跨越青岛市非主要排洪河道李村河。全长286米，桥梁宽度20米，其中车行道宽16米，两侧人行道各宽2米，上部结构为三联十跨预应力混凝土连续箱梁，一，三联对称于河道中心线，下部结构为钢筋混凝土柱式墩台，基础为钻孔灌注桩基础。胜利桥作为青岛市的一扇北大门，对青岛的经济社会发展起到重要作用。1、主要设计技术标准1.设计荷载：城-A级，人群荷载3.8Kpa2.主要材料力学指标箱梁采用50#混凝土，15低松弛钢绞线；松弛率〈2.5％50#混凝土：Ra=28.5MpaEh=3.5104Mpa15钢绞线：Ry=1860MpaEy=1.9105Mpa锚具：张拉端为夹片锚具，固定端为压花锚具3.跨径布置：（28+30+28）米+(27+28+30+29)米+（28+30+28）米=286米。4.截面为单箱三室，两端各悬臂3米，总宽为20米，梁高1.6米。5.桥梁纵向为预应力混凝土，第一，三联纵向索道为20个孔道，每孔道1215,一端固定，一端张拉，张拉力为2343.6KN，第二联纵向索道为18个孔道，每孔道1215，两端张拉。锚下控制应力1395Mpa.。6.纵向预应力筋采用预埋铁皮套管成孔，套管内径8.5厘米；K小于0.003/米，小于0.35。7.横梁内采用横向预应力。8.支座采用板式橡胶支座和盆式橡胶支座。9.施工方法：满堂支架现浇法。2、用Midas设计软件进行牛腿验算（单元7，25）2.1建立模型几点假设和简化：1.按梁单元建立模型。2.梁截面按实际设计情况建立模型3.构造配筋按与混凝土模量的折算模量考虑，不另单独考虑4.梁支座通过约束支座处节点位移来实现。5.牛腿支座处按全横向均匀受压简化。6.加载采用车道荷载：C-A(150)2.2全桥模型及支座设置（如图①）图①全桥模型2.3牛腿细部构造模拟模型（含预应力筋）（如图②）图②牛腿细部模型2.4车道布置（如图③）图③车道布置图2.5不利截面的选取(1)支座边缘(2)计算求得（如图④）NyNyCosMNhyycos2cosmcosmsintg图④tg22hRNysin3ReH2h3Nycos2h3m2.6加载过程组合及验算数据2.6.1单向两车道偏载+恒载+预应力荷载单元25各截面(单位：Pa)最大应力:Sig_max=6.14087105Sig_min=9.10881105单元7各截面最大应力:Sig_max=2.6683010Sig_min=-2.6684610横截面应力：MAX=1.4309210MIN=-1.61250102.6.2双向四车道全载+恒载+预应力荷载单元25各截面最大应力:Sig_max=6.1408710Sig_min=-1.4495010横截面应力：MAX=1.4858210MIN=-9.108811055556666单元7各截面最大应力:Sig_max=2.6771110Sig_min=-2.6765110横截面应力：MAX=1.43602610MIN=-1.61761102.7结论：C50混凝土的标准抗拉强度为：3N/mm。由验算数据可见，非设计强度不够，故不致严重影响结构安全。3.1一般混凝土桥梁裂缝的产生主要有以下原因3.1.1荷载引起的裂缝：混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。荷载裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。3.1.2温度变化引起的裂缝：混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。3.1.3收缩引起的裂缝：在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。混凝土收