對(duì)象選取與荷載施加
計(jì)算選用有限元軟件 ABAQUS6.14進(jìn)行。鑒于引發(fā)疲勞的正交異性橋面板輪載應(yīng)力大、影響范圍小,可選取2組吊索(2組斜拉索)之間長(zhǎng)度12m的鋼箱梁段作為對(duì)象。邊界條件為約束鋼箱梁兩端,一端約束節(jié)點(diǎn)3個(gè)方向平動(dòng)自由度,另一端僅約束節(jié)點(diǎn)豎向位移。產(chǎn)生疲勞裂紋的主要原因?yàn)閼?yīng)力幅,其計(jì)算荷載采用《公路鋼橋規(guī)》中的疲勞車輛荷載模型 。考慮橋面鋪裝的擴(kuò)散效應(yīng),取輪載作用尺寸為0.3m×0.7m單元?jiǎng)澐?
背景工程1的單元?jiǎng)澐?
其鋼箱梁節(jié)段除關(guān)注部位外均采用板殼單元,關(guān)注部位(包括2道橫隔板,2個(gè) U肋區(qū)間)采用實(shí)體有限元子模型。板殼單元區(qū)域網(wǎng)格尺寸為0.425m;實(shí)體單元區(qū)域平行板面網(wǎng)格尺寸為0.05m,重點(diǎn)關(guān)注部位平行板面網(wǎng)格細(xì)化到0.001m,橫隔板沿板厚度方向劃為4層。這種網(wǎng)格劃分,有限元結(jié)果已收斂。
背景工程2的單元?jiǎng)澐?
其鋼箱梁節(jié)段除關(guān)注部位外均采用板殼單元。鑒于16~19U肋與橫隔板交叉連接部位出現(xiàn)疲勞裂紋較多(U肋編號(hào)見(jiàn)圖3,由超車道向慢車道依次編號(hào)),且疲勞裂紋多出現(xiàn)在10mm厚的非吊索處橫隔板上,16~19U肋與兩相鄰橫隔板交叉連接所包含部位(包括2道10mm橫隔板,4個(gè) U肋區(qū)間)確定為關(guān)注部位,采用實(shí)體單元,其范圍長(zhǎng)5m,寬2.4m。板殼單元區(qū)域網(wǎng)格尺寸為0.3m。
下面針對(duì)工程背景2,僅研究第1類病害的產(chǎn)生原因與補(bǔ)強(qiáng)方案。針對(duì)背景工程2第1類疲勞病害,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和定性分析,擬定下列6種補(bǔ)強(qiáng)方案進(jìn)行比較,以選擇最優(yōu)方案。方案 A:弧形切口優(yōu)化,優(yōu)化半徑為35mm;方案B:弧形切口優(yōu)化 雙面補(bǔ)強(qiáng)鋼板,鋼板上部距離頂板65mm,厚度10mm;方案C:弧形切口優(yōu)化 雙面補(bǔ)強(qiáng)鋼板,鋼板上部距離頂板85mm,厚度10mm;方案D:直接雙面加補(bǔ)強(qiáng)鋼板,鋼板上部距離頂板85mm,厚度10mm,補(bǔ)強(qiáng)鋼板兩側(cè)邊緣到U肋的距離由方案C的30mm變更為10mm;方案E:將方案B的補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚度改為4mm;方案F:將方案B的補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚度改為2mm。補(bǔ)強(qiáng)鋼板與橫隔板之間采用高強(qiáng)螺栓連接,螺栓之間的容許間距均滿足《公路鋼橋規(guī)》中不小于3d0的要求(d0為螺栓孔直徑),且順內(nèi)力方向或沿螺栓對(duì)角線方向至邊緣的最小距離不小于1.5d0。經(jīng)檢驗(yàn),摩擦面抗滑移系數(shù)均滿足規(guī)范要求,能有效保證接觸良好且無(wú)滑移。
該橋經(jīng)過(guò)9年左右的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)了4類疲勞病害:橫隔板弧形切口處母材開(kāi)裂,左幅箱梁(南行方向)82處,右幅箱梁(北行方向)39處,主要集中于重車道,位于車道輪跡線下方;縱隔板豎向加勁肋與橋面板的水平焊縫處開(kāi)裂,全橋共12處。該病害由構(gòu)造不合理造成,較合理的構(gòu)造是將縱隔板豎向加勁肋上端切除(切除4~8cm長(zhǎng)),使豎向加勁肋不與橋面板接觸; U肋與橫隔板連接焊縫處開(kāi)裂,全橋共計(jì)5處。其中,下端圍焊焊趾處4處,豎向裂紋1處(發(fā)源于下端圍焊焊趾);U肋間橋面板與橫隔板焊接處開(kāi)裂,全橋共計(jì)3處。后兩類病害數(shù)量少,發(fā)展慢,且與焊接質(zhì)量有關(guān),采取開(kāi)坡口補(bǔ)焊或打磨重熔法處理即可。
橫隔板間距對(duì)畸變效應(yīng)的影響。 首先,以單軸對(duì)稱矩形截面薄壁桿件為研究對(duì)象,假設(shè)其在反對(duì)稱荷載作用下翹曲位移和切向位移的分布函數(shù),考慮剪切變形的影響,利用最小勢(shì)能原理建立單位均布...
橫隔板是為保持截面形狀、增強(qiáng)橫向剛度而在梁之間設(shè)置的構(gòu)件”。它對(duì)橋梁上分布的活荷載起作用?,F(xiàn)澆混凝土橫隔板通常用于預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁。位于橋梁端部的橫隔板稱為端隔板,位于中部的橫隔板稱為中隔板。
橫隔板是為保持截面形狀、增強(qiáng)橫向剛度而在梁之間設(shè)置的構(gòu)件”。它對(duì)橋梁上分布的活荷載起作用。現(xiàn)澆混凝土橫隔板通常用于預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁。位于橋梁端部的橫隔板稱為端隔板,位于中部的橫隔板稱為中隔板。橫...
1.1 新建背景工程(背景工程 )
某新建獨(dú)塔斜拉橋雙向八車道,主梁采用 PK斷面鋼箱梁,其標(biāo)準(zhǔn)斷面高 ,寬 ,頂3.58m 40.54m板厚 ,底板厚 ,橫隔板厚 ,加強(qiáng)16mm 14mm 12mm橫隔板厚 ,中縱腹板厚 ,邊縱腹板厚16mm 14mm,橫隔板間距為 。正交異性橋面系的縱14mm 3m向 U 肋斷面尺寸為 ,中300mm×280mm×8mm心距為 。 肋、橫隔板、頂板兩兩相交的焊600mm U縫喉高 。
1.2 服役背景工程(背景工程2)
某懸索橋雙幅十車道,主跨鋼箱梁高3.5m,單幅寬20.468m(不含風(fēng)嘴);標(biāo)準(zhǔn)斷面的頂板厚16mm,底板厚14mm,邊腹板厚16mm,實(shí)腹式縱隔板厚16mm。正交異性橋面系的縱向 U肋斷面尺寸為300mm×280mm×10mm中心距 為600mm。橫隔板間距為3.0m,非吊點(diǎn)處橫隔板厚10mm(全橋單幅90道),吊點(diǎn)處橫隔板厚12mm(全橋單幅共27道)。U肋、橫隔板、頂板兩兩相交的焊縫喉高6mm。橫隔板與U肋交界處的弧形切口。
該橋于2006年建成通車。通車后交通量大,雙幅達(dá)9.18×10veh·d(以2013年8月6日~15日連續(xù)10d觀測(cè)結(jié)果為樣本);超載超限車輛相對(duì)較多,許多車單軸重超過(guò)25.5t,樣本周期內(nèi)右幅橋(北行方向)實(shí)測(cè)最大車重為132.7t。重車道和快車道均存在超載現(xiàn)象(車道位置見(jiàn)圖3),其中重車道2超載現(xiàn)象最為明顯,6.3%的車輛超載。
正交異性橋面板鋼箱梁在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛,但疲勞問(wèn)題突出。其常見(jiàn)病害有6種頂板與縱肋焊縫位置開(kāi)裂; 縱肋接頭位置焊縫開(kāi)裂;肋間橋面板與橫隔板焊縫開(kāi)裂; 腹板垂直加勁肋與面板連接焊縫開(kāi)裂; U 肋與橫隔板連接焊縫處開(kāi)裂; 遠(yuǎn)離 U 肋焊縫下端的弧形切口起弧點(diǎn)附近區(qū)域橫隔板母材開(kāi)裂。隨著疲勞研究的不斷深入、制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,疲勞細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)與規(guī)范規(guī)定得到了不斷改進(jìn)。如:閉口縱肋與面板的焊接由 “貼面焊接”逐漸改進(jìn)為熔透深度達(dá)到縱肋壁厚的75%或80%的焊接;取消縱肋與面板連接焊縫通過(guò)橫肋時(shí)的過(guò)焊孔;改進(jìn)閉口縱肋連接嵌補(bǔ)段的鋼襯墊板的平整契合度;取消主梁腹板豎向加勁肋與頂板的連接等;頂板厚由(如虎門大橋 )增加到 14mm (如西堠門大橋),甚至16mm(如嘉紹大橋)或18mm(港珠澳大橋) 。上述方案使得產(chǎn)生前5種疲勞裂紋的概率大大減小,有的甚至完全消除。第6種疲勞病害位置(即與 U 肋鄰近的弧形切口處)橫隔板母材輪載應(yīng)力為壓應(yīng)力界傳統(tǒng)認(rèn)知認(rèn)為:壓-壓循環(huán)不會(huì)引起疲勞,也無(wú)需疲勞驗(yàn)算形(或稱次應(yīng)力)所致 。但橫隔板厚度薄、面外變形應(yīng)力幅小,橫隔板弧形切口處母材疲勞不考慮膜壓應(yīng)力幅影響,僅為面外反復(fù)變形所致的結(jié)論難以令人信服。相關(guān)規(guī)范打折(如6折)計(jì)算,而壓-壓循環(huán)時(shí)可不驗(yàn)算疲勞 ”也存在邏輯上的不足。與“循環(huán)荷載下壓應(yīng)力較大,拉應(yīng)力接近0與不出現(xiàn)拉應(yīng)力2種情形的疲勞性能不應(yīng)存在突變”的常識(shí)相悖。疲勞驗(yàn)算壓應(yīng)力幅打折(如6折)考慮應(yīng)可拓展應(yīng)用到壓-壓循環(huán)。
事實(shí)上,機(jī)械工程領(lǐng)域已對(duì)金屬材料進(jìn)行了壓-壓循環(huán)的疲勞試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了壓-壓疲勞現(xiàn)象和壓-壓對(duì)疲勞壽命的影響規(guī)律,并認(rèn)為,壓縮塑性區(qū)(微?。┑男纬墒钱a(chǎn)生壓-壓疲勞的必要條件 [9]。這或許從另一角度說(shuō)明,壓-壓循環(huán)疲勞驗(yàn)算,壓應(yīng)力幅打折具有合理性。新頒布的《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD64—2015)(以下簡(jiǎn)稱 《公路鋼橋規(guī)》)的正交異性橋面板疲勞驗(yàn)算采用損傷效應(yīng)系數(shù)、交通流量系數(shù)、設(shè)計(jì)壽命影響系數(shù)等,其取值未見(jiàn)嚴(yán)格論證,是否合理或在合理區(qū)間值得檢驗(yàn)。前5種病害處治相對(duì)簡(jiǎn)單和成熟,一般采用開(kāi)坡口補(bǔ)焊或者打磨重熔或者切除連接,嚴(yán)重者再進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)或改進(jìn)鋪裝層。第6種病害即橫隔板弧形缺口疲勞裂紋,則可采用“弧形切口優(yōu)化”(裂紋較短者)或者“止裂孔 弧形切口優(yōu)化 補(bǔ)強(qiáng)鋼板”的加固方式(裂紋較長(zhǎng)者)補(bǔ)強(qiáng)。“弧形切口優(yōu)化”或者弧形切口形狀對(duì)疲勞的影響研究較多,本文不再詳述,將直接給出優(yōu)化后的弧形切口形式,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。提出了在正交異性鋼橋橋面上添加第2塊鋼板的加固技術(shù),以提高其抗疲勞性能。然而,補(bǔ)強(qiáng)鋼板平面尺寸與厚度的變化對(duì)加固效果及附近區(qū)域應(yīng)力影響未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。
本文擬結(jié)合 2 個(gè)背景工程(包括服役近 10 年的某橋),通過(guò)輪載應(yīng)力分析和不同規(guī)范驗(yàn)算比較,研究新頒布的《公路鋼橋規(guī)》正交異性橋面板疲勞驗(yàn)算相關(guān)系數(shù)取值的合理性;通過(guò)服役背景工程的疲勞細(xì)節(jié)、交通載荷、病害特征、輪載應(yīng)力結(jié)果等信息匯集,揭示橫隔板弧形切口處母材疲勞開(kāi)裂機(jī)理;通過(guò)分析補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚度、其邊緣距頂板和 U 肋的距離等對(duì)加固附近區(qū)域應(yīng)力的影響規(guī)律,以及2種弧形切口形狀輪載應(yīng)力結(jié)果的對(duì)比,確定合理的補(bǔ)強(qiáng)細(xì)節(jié)尺寸。
車輪荷載每次沿橫向移動(dòng)100mm,即可得5個(gè)橫向加載工況;縱向工況1~7以150mm為間距進(jìn)行車輛后移,縱向工況7~14以300mm為間距進(jìn)行車輛后移,共14個(gè)縱向加載工況。以左后輪為參考輪,加載方式示意見(jiàn)圖10,其余輪載位置按實(shí)際輪距和軸距布置,以確定最不利加載位置,并按照《公路鋼橋規(guī)》,考慮車輪在車道上的橫向位置概率。
4.1 橫隔板弧形切口處母材輪載應(yīng)力與抗疲勞特性
改進(jìn)補(bǔ)強(qiáng)方案
(1)最不利應(yīng)力結(jié)果
計(jì)算表明:橫向2、縱向5為最不利加載工況;各加固方案弧形切口處應(yīng)力值均明顯降低,方案E加固效果最佳。按照疲勞壽命與應(yīng)力幅的立方成反比的關(guān)系,方案 A的疲勞壽命延長(zhǎng)至原來(lái)的4.96倍,方案 E的疲勞壽命延長(zhǎng)至原來(lái)的17.12倍。在優(yōu)化弧形切口方案中,隨切口圓弧與U肋交點(diǎn)的切線與 U肋腹板的夾角減小,母材輪載膜壓應(yīng)力幅值有所降低,此處限于篇幅,不予贅述。方案B的基于《公路鋼橋規(guī)》的驗(yàn)算結(jié)果。由上可見(jiàn):背景工程1和背景工程2補(bǔ)強(qiáng)方案B的《公路鋼橋規(guī)》疲勞驗(yàn)算結(jié)論與鐵路規(guī)范驗(yàn)算結(jié)論完全不同;背景工程2的《公路鋼橋規(guī)》疲勞計(jì)算壽命遠(yuǎn)小于實(shí)際壽命,且實(shí)際交通載荷遠(yuǎn)大于規(guī)范疲勞荷載;背景工程1的構(gòu)造細(xì)節(jié)為目前通用等。據(jù)此,筆者初步推斷:《公路鋼橋規(guī)》的損傷效應(yīng)系數(shù)取值或許偏大,這將使設(shè)計(jì)的材料耗費(fèi)增加,其取值值得商榷。
(2)橫隔板弧形切口處母材的應(yīng)力改善規(guī)律與受力模式
加固方案 B,C分別采用距離頂板65,85mm的補(bǔ)強(qiáng)鋼板,弧形切口處最大壓應(yīng)力分別為-80.2MPa和-78.4 MPa僅相差1.8MPa可知采用2種距頂板不同高度的補(bǔ)強(qiáng)鋼板對(duì)弧形切口處的應(yīng)力影響很小。
加補(bǔ)強(qiáng)鋼板后弧形切口處出現(xiàn)了2個(gè)應(yīng)力集中區(qū)(圖13中的位置a和位置b),且均為受壓區(qū)。位置a位于弧形切口與補(bǔ)強(qiáng)鋼板邊緣交界處,位置b位于弧形切口起弧點(diǎn)附近。圖14表明:加固方案B,C中(補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚10mm)位置a的最大壓應(yīng)力比位置b大40MPa左右;加固方案E(補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚4mm)中位置a和位置b的應(yīng)力基本接近;加固方案F(補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚2mm)中位置a的最大壓應(yīng)力比位置b小18.5MPa??芍S補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚度減小,位置a的應(yīng)力逐漸減小,位置b的應(yīng)力逐漸增大;加固方案E(補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚4mm)中位置a主壓應(yīng)力為-67.2MPa,位置b主壓應(yīng)力為-63.3MPa,兩位置應(yīng)力基本接近,弧形切口處應(yīng)力峰值最小,為最優(yōu)加固方案。
為進(jìn)一步了解弧形切口處的受力模式,將橫隔板近荷載端表面稱為近端面,遠(yuǎn)荷載端表面稱為遠(yuǎn)端面。對(duì)各方案,荷載分別作用于縱向位置5(中后軸縱向?qū)ΨQ橫隔板加載)和縱向位置13(中軸位于兩橫隔板正中間)時(shí)弧形切口處3個(gè)面(中面、近端面、遠(yuǎn)端面)的受力做比較。
計(jì)算表明:當(dāng)中后軸縱向?qū)ΨQ橫隔板加載時(shí),原設(shè)計(jì)與方案 A(弧形切口優(yōu)化后)3個(gè)面的應(yīng)力差值基本為0,方案B~D(加補(bǔ)強(qiáng)鋼板后)在弧形切口與補(bǔ)強(qiáng)鋼板邊緣交界處20mm范圍內(nèi),由于板厚突變,原橫隔板母材的表面與中心面存在一定應(yīng)力差值,其中方案B原板表面應(yīng)力比中心面大20MPa左右,方案E表面應(yīng)力比中心面大10MPa左右;當(dāng)中軸位于兩橫隔板正中間時(shí),原設(shè)計(jì)與方案 A(弧形切口優(yōu)化后)3個(gè)面的應(yīng)力差值均在5MPa以內(nèi),方案B~D(加補(bǔ)強(qiáng)鋼板后)在弧形切口與補(bǔ)強(qiáng)鋼板邊緣交界處30mm范圍內(nèi)原橫隔板母材的兩表面存在一定應(yīng)力差值,方案B近端面與遠(yuǎn)端面應(yīng)力差值為19.6MPa,為主應(yīng)力值的53.7%,方案E近端面與遠(yuǎn)端面應(yīng)力差值為9.55MPa,為主壓應(yīng)力值的33.3%。
由以上分析可知:方案 A較原設(shè)計(jì)有較大應(yīng)力改善,疲勞壽命可由原來(lái)的9年延長(zhǎng)至80年;補(bǔ)強(qiáng)鋼板高度在一定范圍變化對(duì)弧形切口周邊應(yīng)力影響不大;補(bǔ)強(qiáng)鋼板厚度宜取為 4mm,為原板厚的1/2.5~1/2(過(guò)厚,可能在補(bǔ)強(qiáng)板邊緣處母材上形成新的疲勞敏感點(diǎn));原設(shè)計(jì)與方案 A弧形切口處因面外變形引起的應(yīng)力均很小;加補(bǔ)強(qiáng)鋼板后在弧形切口與補(bǔ)強(qiáng)鋼板邊緣交界處因面外變形引起的應(yīng)力相對(duì)較大,且隨鋼板厚度減小而減小;板厚突變處,即使是關(guān)于橫隔板中面的對(duì)稱載荷,沿板厚方向也有較大的面內(nèi)應(yīng)力差。
4.3 背景工程2各方案橫隔板與橋面板連接處輪載應(yīng)力與抗疲勞特性
4.3.1 橫隔板與橋面板連接處的橫隔板焊趾位置橫向2、縱向1為各方案橫隔板與橋面板連接處橫隔板焊趾出現(xiàn)最大主拉應(yīng)力的加載工況;橫向3、縱向1則為出現(xiàn)最大主壓應(yīng)力與最大Mises應(yīng)力的加載工況。采用距焊趾0.4d和1.0d的應(yīng)力線性外推,即可得出各方案橫隔板上焊趾處的熱點(diǎn)應(yīng)力值,見(jiàn)圖20。原設(shè)計(jì)遠(yuǎn)端面上熱點(diǎn)應(yīng)力為7.2MPa,近端面上為6.9MPa,切口形狀不變的方案D遠(yuǎn)端面上熱點(diǎn)應(yīng)力為8.4MPa,近端面上為7.9MPa,邊緣尚有一定距離的雙面加補(bǔ)強(qiáng)鋼板對(duì)該處應(yīng)力幾乎沒(méi)有影響;方案B與方案C該處應(yīng)力基本相等、方案E和方案F較方案B相應(yīng)應(yīng)力變化很小等也印證了這一結(jié)論;僅弧形切口優(yōu)化(增大半徑)的方案 A遠(yuǎn)端面上焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力為18.0MPa,近端面上為17.6MPa,較原設(shè)計(jì)增加了1倍以上,弧形切口半徑增大,橫隔板削弱,顯著導(dǎo)致了相應(yīng)應(yīng)力增大。原設(shè)計(jì)和6種加固方案橫隔板與橋面板連接處橫隔板上熱點(diǎn)應(yīng)力都在20MPa以下,均滿足AASHTO:2010中的C級(jí)疲勞等級(jí)和中國(guó)規(guī)范要求。
4.3.2 橫隔板與橋面板連接處的橋面板焊趾位置橫向2、縱向1(既橫隔板正上方)為各方案橫隔
板與橋面板連接處橋面板受力最不利加載工況。橫隔板與橋面板連接處橋面板焊趾位置按上述方法線性外推所得頂面受拉應(yīng)力(熱點(diǎn)應(yīng)力)、底面受壓應(yīng)力、各方案頂?shù)酌孀畈焕麘?yīng)力見(jiàn)圖21。由圖21可見(jiàn),各方案橫隔板與橋面板連接處橋面板頂面主拉應(yīng)力基本沒(méi)變,底面主壓應(yīng)力有一定程度增加,但應(yīng)力值都很小。均滿足 AASHTO:2010中的 C級(jí)疲勞等級(jí)和中國(guó)規(guī)范要求。
(1)《公路鋼橋規(guī)》疲勞驗(yàn)算損傷效應(yīng)系數(shù)取值或許偏大,將過(guò)多地增加不必要的材料耗費(fèi),其取值值得商榷。當(dāng)然,來(lái)自歐洲規(guī)范(Eurocode3)規(guī)定的合理性尚有待更多實(shí)際橋梁正交異性橋面板橫隔板疲勞統(tǒng)計(jì)結(jié)果的驗(yàn)證。
(2)橫隔板弧形切口處母材的輪載應(yīng)力主要為膜壓應(yīng)力;“輪載壓應(yīng)力幅耗費(fèi)壓-壓循環(huán)的橫隔板母材疲勞壽命,面外反復(fù)變形最終導(dǎo)致其疲勞開(kāi)裂”的推論與“橫隔板與U肋焊接或者其熱加工在弧形切口遠(yuǎn)離 U肋的起弧點(diǎn)附近引起了較大的殘余拉應(yīng)力,從而使得輪載應(yīng)力的壓-壓循環(huán),變?yōu)閷?shí)際的拉-壓循環(huán)而引起疲勞破壞”推論,哪種更符合實(shí)際有待進(jìn)一步研究。
(3)弧形切口形狀對(duì)橫隔板與U肋連接處及橫隔板母材輪載應(yīng)力及其峰值影響較大;服役背景工程橫隔板弧形切口半徑10mm太小,需適度增大(如35mm),且其與U肋交點(diǎn)的切線與U肋腹板的夾角宜盡可能小。
(4)在服役背景工程中,橫隔板母材裂紋較短者(優(yōu)化后,裂紋自然切除)可采用“弧形切口優(yōu)化”的處治方案;較長(zhǎng)者可采用“止裂孔 弧形切口優(yōu)化 雙面補(bǔ)強(qiáng)鋼板”的處治方案。
(5)補(bǔ)強(qiáng)鋼板對(duì)補(bǔ)強(qiáng)以外稍遠(yuǎn)部位(如板厚2~3倍以上)的應(yīng)力影響可忽略。補(bǔ)強(qiáng)鋼板尺寸可全橋統(tǒng)一:其邊緣距頂板可取65mm(應(yīng)覆蓋裂紋全長(zhǎng)),距 U肋宜取30mm(原板厚的3倍,若太近,會(huì)導(dǎo)致橫隔板與 U肋連接焊縫處應(yīng)力增大);厚度宜取為4mm(原板厚1/2.5~1/2,若過(guò)厚,將在補(bǔ)強(qiáng)鋼板邊緣處母材上形成新的疲勞敏感點(diǎn))。 2100433B
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橋梁結(jié)構(gòu)中,端橫隔梁和中橫隔梁的計(jì)算 請(qǐng)問(wèn)在橋梁結(jié)構(gòu)中,端橫隔梁和中橫隔梁分別應(yīng)如何計(jì)算? 提問(wèn)者: 匿名最佳答案如果要進(jìn)行橋梁橫隔板的配筋設(shè)計(jì)首先要明確一點(diǎn),橫隔板的作用 是什么?其實(shí), 橫隔板不是主要受力部分, 主要受力部分還是在主梁上, 橫隔板只是起到一 個(gè)橫向連接的作用, 不致使單片主梁獨(dú)自受力, 那樣每一跨上的幾片梁就不能成為一個(gè)整體 了,歸根結(jié)底其作用就是讓每一跨上的幾片梁都同時(shí)分擔(dān)橋上的車輛荷載。 例如,一跨有 5 片 T 梁,做橫隔板的計(jì)算的時(shí)候就得分 5 種情況,當(dāng)汽車荷載作用在 1 號(hào) 梁上時(shí), 2,3,4,5 號(hào)梁各承擔(dān)多少荷載,然后畫出影響線,以此類推,分別畫出汽車荷 載作用在 2,3,4,5 號(hào)梁上時(shí)的影響線,然后進(jìn)行荷載組合,取出最不利荷載因素,然后 再進(jìn)行計(jì)算, 計(jì)算時(shí)要注意橫隔板的跨中是兩片主梁之間那部分的跨中, 跨中是正彎矩, 還 要進(jìn)行負(fù)彎矩設(shè)計(jì),就是每
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A5規(guī)范化施工曲線橋濕縫接、橫隔板 公路橋 40米 T梁曲線橋架設(shè),經(jīng)常因?yàn)闃蛄呵€半徑過(guò)小,橫坡過(guò)大, 或者因架設(shè)、施 工橋面系時(shí)不規(guī)范等情況造成施工完后的橋梁線形不圓順、 出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等情況。 中鐵五局九江 繞城 A5項(xiàng)目部根據(jù)以往施工橋梁的經(jīng)驗(yàn)和本項(xiàng)目橋梁特點(diǎn),修建的星子白鹿洞高架上部結(jié) 構(gòu)橋面系施工已經(jīng)過(guò)半,目前橋梁架設(shè)精良,曲線圓順,濕接縫、橫隔板施工平順牢固。具 體施工方法主要控制在: 1)預(yù)制梁體時(shí)曲線段邊梁翼緣板平彎位置設(shè)置。 2)預(yù)制梁體時(shí)橫 坡及梁高調(diào)整。 3)架設(shè)時(shí)控制好墊石標(biāo)高臨時(shí)支座標(biāo)高。 4)橫隔板、翼緣板施工模板牢固。 一、施工工藝 1、翼板平彎位置設(shè)置 曲線段梁 T 梁由于分為外弧和內(nèi)弧,所以邊梁翼緣板懸臂長(zhǎng)度不一樣。 T 梁預(yù)制除翼緣 板懸臂長(zhǎng)度不同外, 其余尺寸均相同, 只需要調(diào)整兩側(cè)翼緣板懸臂長(zhǎng)度, 邊梁曲線形翼緣板 施工應(yīng)精細(xì),其懸臂長(zhǎng)度變化可采取分段直
【學(xué)員問(wèn)題】連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁橫隔板厚度要求?
【解答】通常的做法是,在0號(hào)梁段對(duì)應(yīng)于主墩墩柱位置布置橫隔板,其厚度與橋墩兩壁的厚度一致;另外還在邊跨支承處布置端橫隔板,其厚度可根據(jù)邊跨跨徑的大小,在0.8~2m之間取值。其余梁段不設(shè)橫隔板。
近年有的連續(xù)剛構(gòu)橋曾發(fā)生底板崩裂的事故。當(dāng)箱梁較寬時(shí),為了減小底板鋼束徑向力的不利影響,有的設(shè)計(jì)在主梁跨中布置橫隔板。
當(dāng)邊跨跨徑較大,箱梁較窄時(shí),為了提高梁端支承的抗扭能力,必要時(shí)可將端橫隔板延伸至箱外(至腹板的外側(cè)),梁端支承相應(yīng)移至腹板之外。
所有橫隔板都應(yīng)設(shè)孔洞,以保證箱內(nèi)通道全橋貫通。孔洞大小,應(yīng)方便管養(yǎng)人員及小型機(jī)具通過(guò)。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
短樁橫隔板支撐是建筑行業(yè)術(shù)語(yǔ)。打入小短木樁或鋼樁,部分打入土中,部分露出地面,釘上水平擋土板,在背面填土、夯實(shí)。
適于開(kāi)挖寬度大的基坑,當(dāng)部分地段下部放坡不夠時(shí)使用。
《建筑工程管理與實(shí)務(wù)》2100433B
【學(xué)員問(wèn)題】薄壁扁平鋼箱梁橫隔板構(gòu)造組成?
【解答】在鋼箱梁橋中,由于活載的偏心加載作用以及輪載直接作用在箱梁的頂板上,使得箱梁斷面發(fā)生畸變和橫向彎曲變形,為了減少鋼箱梁的這種變形,增加整體剛度,防止過(guò)大的局部應(yīng)力,需要在箱梁的支點(diǎn)處和跨間設(shè)置橫隔板。
橫隔板分為中間橫隔板和支點(diǎn)橫隔板,支點(diǎn)橫隔板除了上述作用外,還將承受支座處的局部荷載,起到分散支座反力的作用。
1、中間橫隔板
中間橫隔板被腹板斷開(kāi),每個(gè)箱室一塊隔板,與頂?shù)装寮案拱搴附?。橫隔板縱向間距一般2m左右,與縱隔板豎向加勁肋交替布置。每塊橫隔板中間都設(shè)有進(jìn)人洞,進(jìn)人洞的洞口邊緣設(shè)有一塊加勁板,寬度100-200mm左右。
2、支點(diǎn)橫隔板
支點(diǎn)處的橫隔板比中間橫隔板厚,具體厚度及橫隔板數(shù)量由計(jì)算確定,一般2-3塊,間距400-800mm左右。支點(diǎn)橫隔板橫向在兩塊斜腹板之間連續(xù),將直腹板斷開(kāi)并焊接在支點(diǎn)橫隔板上。支點(diǎn)橫隔板與頂?shù)装骞餐M成支點(diǎn)橫梁,進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算時(shí)頂?shù)装逵行挾扔伞兜罉蚴痉綍?shū)》確定。支點(diǎn)橫隔板上一般不設(shè)進(jìn)人洞,但須設(shè)置水平加勁肋及豎向加勁肋以防止彎曲失穩(wěn)與剪切失穩(wěn)。
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