長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋拼接問題分析

陳康明，吳慶雄，陳寶春，黃漢輝

(福州大學(xué)土木工程學(xué)院， 福建福州350116)

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長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋拼接問題分析

陳康明，吳慶雄，陳寶春，黃漢輝

(福州大學(xué)土木工程學(xué)院， 福建福州350116)

為研究長(zhǎng)期荷載對(duì)拼寬長(zhǎng)聯(lián)橋變形的影響，以“新、舊橋梁的上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接”為原則進(jìn)行拓寬的三座長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象，建立三維桿系有限元模型，分析了長(zhǎng)期荷載對(duì)新、舊主梁縱、橫橋向的影響，并對(duì)混凝土收縮和徐變引起的長(zhǎng)聯(lián)橋梁結(jié)構(gòu)變形的實(shí)測(cè)結(jié)果與有限元結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明：《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》的計(jì)算方法能較準(zhǔn)確地計(jì)算混凝土收縮和徐變所引起的結(jié)構(gòu)變形；長(zhǎng)期荷載使沿縱橋向全部拼接后的主梁產(chǎn)生較大的橫橋向位移，引起的結(jié)構(gòu)變形最大值均出現(xiàn)在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置；由混凝土收縮引起的橫橋向位移占選取的長(zhǎng)期荷載產(chǎn)生的橫橋向位移的68.58%。混凝土收縮是影響拓寬長(zhǎng)聯(lián)橋橫橋向變形的最主要因素。

橋梁工程；長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；拓寬拼接；長(zhǎng)期荷載；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)

0　引　言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及公路交通量的迅速增加，對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求不斷提高。早期建設(shè)的高速公路大多數(shù)是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈，以四車道為主，其通行能力已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，因此，提高其通行能力成為當(dāng)前一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)[1]。與新建路線相比，對(duì)現(xiàn)有公路進(jìn)行改擴(kuò)建具有投資小、周期短、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，因此，更多高速公路采用拓寬改建的方式。

在橋梁拓寬中，大跨徑、特大跨徑橋梁不僅沉降控制難度比較大，而且很難保證新、舊橋橋面線形一致，拼接的技術(shù)難度比一般橋梁要高，在需要拼接的特殊情況下，也需要在新橋建成很長(zhǎng)時(shí)間以后選擇合適的時(shí)間進(jìn)行拼接改造，因此較少對(duì)大跨徑、特大跨徑橋梁進(jìn)行拓寬改造。對(duì)于中下跨徑橋梁，常用的橋梁拓寬方法有以下三種：①新、舊橋上部與下部結(jié)構(gòu)均不拼接；②新、舊橋上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接；③新、舊橋上部結(jié)構(gòu)連接、下部結(jié)構(gòu)不連接[2]。除第一種拓寬方法外，其余兩種拓寬方法都需要對(duì)新、舊橋梁的連接進(jìn)行處理，在新、舊混凝土收縮和徐變差異或新、舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降作用下，新、舊橋上部結(jié)構(gòu)連接處也會(huì)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，也有可能出現(xiàn)裂縫，從而影響橋梁美觀與行車舒適性。對(duì)于長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，新、舊混凝土收縮和徐變差異的影響更為突出。

目前，對(duì)于中小長(zhǎng)度橋梁的拓寬拼接研究方面，王曦婧[3]以陸慕大橋?yàn)楸尘暗难芯拷Y(jié)果表明，混凝土收縮、徐變和溫度變化等荷載對(duì)拓寬后箱梁主梁及拼接部位翼緣板縱橫向受力都有影響；徐志強(qiáng)[4]分析了新、舊主梁的混凝土收縮和徐變差異引起的拼寬T梁的內(nèi)力變化，結(jié)果表明，新、舊主梁的混凝土收縮和徐變的差異主要使拓寬橋梁產(chǎn)生平面變形，其對(duì)拼接構(gòu)造的影響最大；高巖等[5]分析了混凝土收縮、徐變對(duì)采用剛性連接的連續(xù)剛構(gòu)橋的影響，表明新、舊橋主梁的混凝土收縮和徐變差異使拼接構(gòu)造產(chǎn)生拉應(yīng)力，拼接時(shí)間越遲，新、舊主梁的內(nèi)力變化率越?。悔w煜等[6]分析研究了不同橋梁拓寬方式對(duì)結(jié)構(gòu)承載潛力的影響，從而確定橋梁最優(yōu)拓寬方式供橋梁拓寬改建時(shí)參考。Kwan等[7]對(duì)舊橋不中斷交通下施工拼接縫情況下新、舊橋主梁之間的變形差異進(jìn)行分析，表明新、舊橋主梁之間的變形差異會(huì)推遲接縫處混凝土強(qiáng)度的形成，并影響新、舊橋橋面板的整體性。對(duì)于長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的拓寬拼接研究方面，葉永城等[8]以一聯(lián)8 m×30 m的等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的拓寬拼接為例，說明影響長(zhǎng)聯(lián)連續(xù)梁橋拓寬的關(guān)鍵影響因素有拓建荷載標(biāo)準(zhǔn)、混凝土收縮和徐變、擴(kuò)建橋基礎(chǔ)沉降和結(jié)構(gòu)體系剛度等；劉桂紅[9]分析了采用剛性拼接方式拓寬的長(zhǎng)聯(lián)空心板橋，認(rèn)為新橋采用簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)時(shí)可減少新、舊橋的混凝土收縮和徐變差，而對(duì)于聯(lián)長(zhǎng)較長(zhǎng)的長(zhǎng)聯(lián)橋，新橋建成3年后方可拼接，否則不能確保拓寬后橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

綜上所述，學(xué)者們已對(duì)中小跨徑橋梁的拓寬拼接進(jìn)行了一定的研究。已有的研究成果表明，混凝土收縮、徐變和溫度變化等長(zhǎng)期荷載是影響長(zhǎng)聯(lián)橋梁拼接的主要因素，采用延時(shí)拼接的做法可以減少長(zhǎng)期荷載對(duì)拓寬拼接后的長(zhǎng)聯(lián)橋梁結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不利影響。但是長(zhǎng)期荷載對(duì)長(zhǎng)聯(lián)橋梁結(jié)構(gòu)的影響程度和影響關(guān)鍵部位均未見定性和定量的分析，各種長(zhǎng)期荷載中哪個(gè)影響因素占主導(dǎo)作用尚未清楚，且在已有的研究計(jì)算中均采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]中的條文來分析混凝土收縮和徐變對(duì)拼寬長(zhǎng)聯(lián)橋梁的影響，沒有對(duì)實(shí)橋混凝土收縮和徐變產(chǎn)生的變形進(jìn)行實(shí)測(cè)，而規(guī)范條文是否適用于長(zhǎng)聯(lián)橋梁也有待驗(yàn)證。

1　長(zhǎng)聯(lián)橋梁簡(jiǎn)介及有限元模型

1.1長(zhǎng)聯(lián)橋梁簡(jiǎn)介

表1　三座長(zhǎng)聯(lián)橋的聯(lián)跨組合Tab.1　The span distribution of three long-connected bridges

本文依托的三座長(zhǎng)聯(lián)橋拓寬拼接以“新、舊橋上部結(jié)構(gòu)連接、下部結(jié)構(gòu)不連接”為原則進(jìn)行拓寬拼接，其新橋與舊橋的主梁沿縱橋向采用現(xiàn)澆混凝土濕接縫與橫隔板進(jìn)行拼接。工程中的三座長(zhǎng)聯(lián)橋拓寬所采用的新橋的上部結(jié)構(gòu)形式與舊橋的相同，均為長(zhǎng)聯(lián)多跨裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，其聯(lián)跨組合如表1所示。

三座長(zhǎng)聯(lián)橋的新、舊橋主梁均為單箱單室等高度箱梁，主梁之間通過現(xiàn)澆濕接縫與橫隔板連接，新、舊橋間的現(xiàn)澆濕接縫采用C50補(bǔ)償性收縮混凝土。舊橋上部結(jié)構(gòu)由4片箱梁組成，梁高1.5 m，主梁采用400號(hào)混凝土，舊橋采用普通板式橡膠支座；新橋上部結(jié)構(gòu)由3片箱梁組成，梁高1.6 m，主梁采用C50混凝土，新橋采用HDR系列高阻尼隔震橡膠支座。拓寬后上部結(jié)構(gòu)的典型橫截面如圖1所示，其中，1#～4#為舊橋主梁，5#～7#為新橋主梁。新、舊主梁之間的現(xiàn)澆混凝土濕接縫的構(gòu)造如圖2所示。

1.2有限元模型

利用MIDAS/Civil有限元軟件，采用梁格法[11-12]分別建立新、舊橋主梁不拼接與新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接的長(zhǎng)聯(lián)橋的空間有限元模型。將主梁作為縱橋向單元，根據(jù)實(shí)際橫向剛度建立虛擬橫梁與主梁連接。虛擬橫梁只有剛度不計(jì)重量，由此實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土濕接縫的模擬。支座采用彈簧單元模擬其實(shí)際剛度[13-14]，主梁與支座連接方式為彈性連接中的剛接。

分別選取長(zhǎng)聯(lián)橋A、B、C中一聯(lián)12跨、17跨和18跨的主橋作為分析對(duì)象建立有限元模型。以長(zhǎng)聯(lián)橋A中一聯(lián)12跨的主橋?yàn)槔?，其有限元?jì)算模型如圖3所示，后續(xù)分析如無特殊說明，均以長(zhǎng)聯(lián)橋A中一聯(lián)12跨的主橋?yàn)槔?/p>

如若細(xì)加劃分，可以從三個(gè)方面來更立體地看待上述問題。從教師的角度而言，口語教學(xué)需要解決的問題是，如何激發(fā)并調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如何有效平衡同一個(gè)教學(xué)班級(jí)內(nèi)語言能力不同的學(xué)生對(duì)教學(xué)的預(yù)期及要求，課堂的口語練習(xí)方式老套、內(nèi)容陳舊，但同時(shí)教師們?cè)诟倪M(jìn)方面又缺乏相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備和訓(xùn)練，教師對(duì)自身語言能力的認(rèn)知不令人滿意。從學(xué)生的角度而言，學(xué)生對(duì)口語課堂活動(dòng)的參與度較低，語言表現(xiàn)力也不夠。從課堂的整體環(huán)境而言，沒有一個(gè)很好的啟發(fā)教學(xué)環(huán)境，班級(jí)人數(shù)較多，有限的教學(xué)資源，教學(xué)時(shí)間不充足。

圖1　拓寬后上部結(jié)構(gòu)的橫截面

圖2　新、舊箱梁之間的拼接縫構(gòu)造圖

由于本研究旨在研究長(zhǎng)聯(lián)橋新、舊主梁不拼接和沿縱橋向全部拼接時(shí)，在各項(xiàng)長(zhǎng)期荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)的平面變形，而結(jié)構(gòu)自重及預(yù)應(yīng)力荷載由拓寬拼接前各主梁承擔(dān)，汽車荷載和新橋不均勻沉降主要使主梁產(chǎn)生沿縱橋向的豎直面內(nèi)的曲率變形，因此，本研究?jī)H選取混凝土收縮、徐變、溫度梯度和整體升降溫4種長(zhǎng)期荷載來分析其對(duì)拓寬后長(zhǎng)聯(lián)橋的影響。有限元模型中的混凝土收縮和徐變等長(zhǎng)期荷載均按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》[15]和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]的相關(guān)規(guī)定取值。由于新、舊橋主梁拼接時(shí)舊橋已運(yùn)營(yíng)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，舊橋的混凝土收縮和徐變產(chǎn)生的變形已基本完成，因此，不考慮舊橋的混凝土收縮和徐變產(chǎn)生的變形，只考慮新橋及新、舊橋縱橋向接縫混凝土的收縮和徐變對(duì)拓寬后長(zhǎng)聯(lián)橋的影響，混凝土收縮和徐變的結(jié)束時(shí)間取成橋后10年。根據(jù)依托工程的環(huán)境溫度資料，取橋梁結(jié)構(gòu)整體升溫30 ℃和整體降溫-30 ℃。

2　實(shí)橋觀測(cè)與對(duì)比分析

2.1實(shí)橋觀測(cè)方案

在各長(zhǎng)聯(lián)橋梁進(jìn)行新、舊橋主梁的拼接縫施工前，進(jìn)行三座長(zhǎng)聯(lián)橋的實(shí)橋觀測(cè)，觀測(cè)其由混凝土收縮和徐變引起的結(jié)構(gòu)變形。觀測(cè)內(nèi)容主要包括：①新、舊橋主梁縱橋向位移；②新、舊橋主梁橫橋向位移；③橋址處大氣溫度。由于現(xiàn)有理論對(duì)計(jì)算溫度荷載產(chǎn)生的變形較為成熟，因此，通過橋址處實(shí)際大氣溫度的測(cè)量，可在有限元模型中計(jì)算得到在實(shí)際整體升降溫荷載作用下主梁的縱、橫橋向理論變形，將實(shí)測(cè)主梁縱、橫向總位移扣除有限元模型計(jì)算得到的溫度荷載作用下的理論縱、橫橋向位移，可得到在混凝土收縮和徐變作用下實(shí)橋主梁的結(jié)構(gòu)變形。

使用精密全站儀，對(duì)主梁觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。三座長(zhǎng)聯(lián)橋的縱、橫橋向位移測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置相同，測(cè)點(diǎn)在縱橋向和橫斷面的布置如圖4所示，各橋均布設(shè)4個(gè)測(cè)試斷面，每個(gè)測(cè)試斷面有4個(gè)測(cè)點(diǎn)，全橋共有16個(gè)測(cè)點(diǎn)。實(shí)橋中各觀測(cè)點(diǎn)采用L型單棱鏡，通過膨脹螺栓固定于主梁，如圖4(c)所示。

(a) 縱橋向測(cè)點(diǎn)布置斷面示意圖

(b) 測(cè)點(diǎn)橫斷面布置示意圖

2.2實(shí)測(cè)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析

以長(zhǎng)聯(lián)橋A中第37跨的測(cè)點(diǎn)2為例，縱橋向位移的實(shí)測(cè)值與有限元計(jì)算值對(duì)比如圖5所示，縱橋向位移增量如圖6所示?？梢钥闯?，在測(cè)試期間內(nèi)，由混凝土收縮和徐變引起的主梁縱橋向變形有限元計(jì)算值、實(shí)測(cè)值及其增量的趨勢(shì)一致，且在同一數(shù)量級(jí)上，實(shí)測(cè)值比有限元計(jì)算值略大。

通過有限元計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比分析，說明本文有限元模型中采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]中規(guī)定的混凝土收縮和徐變計(jì)算方法能較準(zhǔn)確地計(jì)算由混凝土收縮和徐變引起的長(zhǎng)聯(lián)橋梁縱橋向位移，也說明本文中有限元的分析結(jié)果可靠。

圖5主梁縱橋向位移實(shí)測(cè)值與有限元值的對(duì)比

Fig.5Comparison between measured and computed longitudinal incremental displacement of the beam

圖6主梁縱橋向位移實(shí)測(cè)增量與有限元增量的對(duì)比

Fig.6Comparison between measured and computed longitudinal displacement of the beam

3　長(zhǎng)期荷載對(duì)長(zhǎng)聯(lián)橋梁變形的影響分析

分別對(duì)比分析在新、舊橋主梁不拼接時(shí)和新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)由選取的4種長(zhǎng)期荷載引起的新、舊橋主梁在縱、橫橋向產(chǎn)生的變形。以結(jié)構(gòu)變形最大主梁處的縱、橫橋向變形的計(jì)算結(jié)果為代表，負(fù)值表示變形方向與所規(guī)定的正方向相反。圖7、圖9、圖11和圖12中橫坐標(biāo)為橋梁一聯(lián)起點(diǎn)的橋墩(臺(tái))至終點(diǎn)的橋墩(臺(tái))依序編號(hào)1，2，3，…。

3.1混凝土收縮對(duì)變形的影響

長(zhǎng)聯(lián)橋由混凝土收縮引起的新、舊橋主梁在縱、橫橋向變形如圖7所示。由圖7可知，新、舊橋主梁不拼接時(shí)，混凝土收縮只引起的新橋主梁較大的縱橋向變形和微小的橫橋向變形，縱、橫橋向變形最大值分別為53.88 mm和0.91 mm；新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)，混凝土收縮引起新、舊橋主梁縱、橫橋向均產(chǎn)生較大變形，縱、橫橋向變形最大值分別為37.70 mm和43.00 mm。新、舊橋主梁不拼接和全部拼接后主梁的最大縱、橫橋向變形均發(fā)生在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置。上述分析結(jié)果表明，新、舊橋沿縱橋向全部拼接后，縱橋向拼接縫的存在使得混凝土收縮引起新橋主梁縱橋向變形受到舊橋主梁的約束，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在橫橋向發(fā)生彎曲變形。有限元模型中新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)的橫橋向變形如圖8所示。

(a) 拓寬后新、舊主梁縱橋向變形

(b) 拓寬后新、舊主梁橫橋向變形

圖7混凝土收縮引起的主梁平面變形

Fig.7Plane deformation caused by concrete shrinkage

圖8　全部拼接時(shí)混凝土收縮引起主梁橫橋向變形圖

3.2混凝土徐變對(duì)變形的影響

長(zhǎng)聯(lián)橋由混凝土徐變引起的新、舊橋主梁在縱、橫橋向變形如圖9所示，有限元模型中新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)的橫橋向變形如圖10所示。由圖9可知，與混凝土收縮的影響相似，新、舊橋主梁不拼接時(shí)，混凝土徐變只引起新橋主梁縱向產(chǎn)生變形，最大縱橋向變形發(fā)生在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置，縱橋向變形最大值為1.80 mm；新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)，由于縱橋向拼接縫的存在使得混凝土徐變引起的新橋主梁縱橋向變形受到舊橋主梁的約束，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在橫橋向發(fā)生彎曲變形，最大縱、橫橋向變形均在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置，縱、橫橋向變形最大值分別為1.57 mm和12.60 mm。

(a) 拓寬后新、舊主梁縱橋向變形

(b) 拓寬后新、舊主梁橫橋向變形

圖9混凝土徐變引起的主梁平面變形

Fig.9Plane deformation caused by concrete creep

圖10　全部拼接時(shí)混凝土徐變引起主梁橫橋向變形圖

3.3溫度效應(yīng)對(duì)變形的影響

①整體升降溫對(duì)變形的影響

長(zhǎng)聯(lián)橋由整體升降溫引起的新、舊橋主梁在縱、橫橋向變形值如圖11所示。由圖11可看出，在整體升降溫荷載作用下新、舊主梁同步產(chǎn)生相同縱橋向位移，相互之間不存在相互制約，因此，新、舊橋主梁不拼接和全部拼接時(shí)，縱橋向變形最大值均為-52.13 mm，最大縱橋向變形均在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置。新、舊橋主梁不拼接和全部拼接時(shí)，整體升溫均引起新、舊橋主梁橫橋向變形，新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接后，隨著結(jié)構(gòu)的橫橋向?qū)挾仍龃?，由整體升降溫引起的結(jié)構(gòu)橫橋向變形增加，橫橋向變形最大值由不拼接時(shí)的-1.39 mm增大至-2.86 mm。

(a) 拓寬后新、舊主梁縱橋向變形

(b) 拓寬后新、舊主梁橫橋向變形

圖11整體升溫引起的主梁平面變形

Fig.11Plane deformation caused by the whole temperature rise (fall)

②溫度梯度對(duì)變形的影響

長(zhǎng)聯(lián)橋由溫度梯度引起的新、舊橋主梁在縱、橫橋向變形如圖12所示。由圖12可看出，新、舊橋主梁不拼接時(shí)，溫度梯度只引起新、舊橋主梁縱橋向變形，且由于舊橋主梁片數(shù)較多，溫度梯度使舊橋產(chǎn)生的縱橋向變形較新橋大，最大值縱橋向變形為3.00 mm；新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)，舊橋主梁縱橋向變形受到新橋主梁的約束，縱橋向變形減小至1.10 mm，且引起橫橋向彎曲變形，最大橫橋向變形值為4.24 mm。新、舊主梁拼接前后，最大縱橋向或橫橋向變形均位于橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩處。

(a) 拓寬后新、舊主梁縱橋向變形

(b) 拓寬后新、舊主梁橫橋向變形

圖12溫度梯度引起的主梁平面變形

Fig.12Plane deformation caused by temperature gradient

3.4各項(xiàng)長(zhǎng)期荷載對(duì)變形影響的對(duì)比分析

以長(zhǎng)聯(lián)橋A中一聯(lián)12跨主橋?yàn)槔?，新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接時(shí)，4種長(zhǎng)期荷載引起1#橋墩(臺(tái))位置上的橫橋向位移計(jì)算值如表2所示。表2中的比重γ=計(jì)算值i/合計(jì)Σ。其中，計(jì)算值i指單項(xiàng)長(zhǎng)期荷載引起拓寬后結(jié)構(gòu)的最大橫橋向變形值，合計(jì)Σ為選取的4種長(zhǎng)期荷載計(jì)算值之和。由表2可知，混凝土收縮引起拓寬長(zhǎng)聯(lián)橋的舊橋支座橫橋向位移值所占的比重γ最大，高達(dá)68.58%，說明混凝土收縮是影響拓寬長(zhǎng)聯(lián)橋橫橋向變形的最主要因素。

表2　各項(xiàng)長(zhǎng)期荷載引起拓寬后主梁支座的最大橫橋向位移Tab.2　The lateral displacement of the support caused by the long-term load after widening

4　結(jié)　語

①通過混凝土收縮和徐變引起的長(zhǎng)聯(lián)橋結(jié)構(gòu)變形的實(shí)測(cè)結(jié)果與有限元結(jié)果的對(duì)比分析表明，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的混凝土收縮和徐變計(jì)算方法能較準(zhǔn)確地計(jì)算混凝土收縮和徐變產(chǎn)生的長(zhǎng)聯(lián)橋梁縱橋向位移，也驗(yàn)證了本文的有限元分析結(jié)果的可靠性。

②當(dāng)新、舊橋主梁沿縱橋向全部拼接，在混凝土收縮和徐變、溫度梯度和整體升降溫4種長(zhǎng)期荷載作用下，長(zhǎng)聯(lián)橋?qū)a(chǎn)生橫橋向變形，最大值均出現(xiàn)在橋臺(tái)或一聯(lián)的過渡墩位置。

③混凝土收縮使舊橋支座產(chǎn)生的橫橋向位移占4種長(zhǎng)期荷載產(chǎn)生的橫橋向位移的68.58%，說明混凝土收縮是影響拓寬后長(zhǎng)聯(lián)橋橫橋向變形的最主要因素。

下一步需要針對(duì)拓寬拼接的長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)一步研究縮短其拼接時(shí)間的對(duì)策，并提出合理的拼接構(gòu)造措施。

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(責(zé)任編輯唐漢民裴潤(rùn)梅)

Research on splicing of long pre-stressed concrete continuous beam bridge

CHEN Kang-ming, WU Qing-xiong, CHEN Bao-chun, HUANG Han-hui

(College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China)

In order to study the effect of long-term loading on the deformation of widened long pre-stressed concrete continuous beam bridges, three long pre-stressed concrete continuous beam bridges that are widened by “connecting upper structures of new and old bridges, and not connecting their lower structures” are taken as research objects, and the effect of long-term loading on the longitudinal and transversal deformations of the girders was analyzed by establishing three-dimensional finite element (FE) models. The measured structural deformation of the bridges caused by concrete shrinkage and creep were compared with FE results. The results indicated that the analytical method can accurately calculate the deformation caused by concrete shrinkage and creep according to the design code for highway reinforced concrete and pre-stressed concrete bridges and culverts. The widened long pre-stressed concrete continuous beam bridge showed biggish deformation in the transverse direction, and the maximum values appeared in the abutments or the piers at the end of one continuous segment. The transversal deformation of the girders caused by the shrinkage of concrete was responsible for 68.58% of the total deformation due to long-term loading, and the major factor that affected the transverse deformation of the widened long pre-stressed concrete continuous beam bridges was the shrinkage of concrete.

bridge engineering; long and pre-stressed concrete continuous beam bridge; widening and splicing; long-term loading; field measurement

2016-05-11；

2016-06-18

教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”資助項(xiàng)目(NCET-13-0737)；河北省交通運(yùn)輸廳2011年度科技計(jì)劃項(xiàng)目(Y-2011023)

吳慶雄(1973—)，男，福建南靖人，福州大學(xué)研究員，工學(xué)博士，博士生導(dǎo)師；E-mail: wuqingx@fzu.edu.cn。

10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2016.1238

U442.5

A

1001-7445(2016)04-1238-08

引文格式：陳康明，吳慶雄，陳寶春，等.長(zhǎng)聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋拼接問題分析[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，41(4)：1238-1245.