连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析.pdf

学兔兔 2016 年第 1期 西南公路 连续刚构桥 V 形墩的极限承载能力分析 周小烨 （重庆市市政设计研究院　重庆市　 400069 ） 【摘　要】依托某双幅大跨度 V 形墩预应力混凝土连续刚构桥工程，运用有限元软件 ANSYS 建立了 V 形墩的关键节点三维实体非线性模型，分别对其截面、斜腿钢筋应力及裂缝分布在承载能力极限状态与正 常使用极限状态下的承载能力进行定量分析，同时参照现场实测数据，对 V 形墩承载能力进行修正。得出结 论：在承载能力极限状态下， V 形墩处于大偏压破坏，允许 K 值约为 9 ；在正常使用极限状态下， V 形墩刚 构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数， K 值约为 6 ；钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允 许的活载超载系数约为 6 ；考虑 V 形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异，得出修正后 V 形墩的允许 K 值为 4.8 ，减小幅度达 20% 。 【关键词】V 形墩；连续刚构桥；极限承载能力；有限元法；超载系数；非线性分析 【中图分类号】U441 【文献标识码】 A 点三维实体非线性模型，定量分析了 V 形墩刚构桥 0 　引　言 的极限承载能力，同时依据桥梁施工整个过程的实 V 形墩连续刚构桥具有计算跨径较短、上部结 测数据，将有限元理论结果加以修正，得出 V 形墩 构高度较低、跨中支点部位弯矩较小等优点，故 刚构桥的实际极限承载能力。 广泛运用于我国桥梁的建设 [1-2] 。但是， V 形墩作 1　工程概况 为该类型桥梁的关键部位，受力情况极为复杂， 其极限承载能力分析及评估至关重要。因正常使 某双幅大跨度 V 形墩预应力混凝土连续刚构桥 用状态与理论分析存在一定程度的差异，导致桥 （ 80+130+80） m ，梁体全长为 290m ，单幅桥面宽 梁实际与理论两者的承载能力差距较大，因此有 度 为 23.5m 。 其 中 箱 梁 高 度 为 2~2.4m ， 腹 板 厚 必要对此类型桥梁 V 形墩的实际承载力进行详细 0.8~1.2m ，梁体顶、底板厚度均为 0.5m 。主桥墩设 分析。 计为 V 形墩结构，斜腿设计为单箱双室预应力钢筋 目前，国内研究者主要采用理论分析、室内试 混凝土箱形结构。 V 撑斜腿内中部设置隔板，斜腿 验、理论结合试验的方法对桥梁结构的极限承载能 顶底部连接箱梁、 V 撑支座部位设置一定长度的实 力进行分析 [3-4] 。其中理论分析方法应用最为广泛， 体过渡段。此外，将预应力钢束沿 V 形墩两斜肢截 而使用该方法分析的极限承载能力并未依据桥梁实 面顶、底板中心部位进行布置，其中一端锚固于承 测数据加以修正，故分析结果较为片面。本文依托 台顶部以下 3.6m 处，另一端于梁墩相交位置进行张 某双幅大跨度 V 形墩预应力混凝土连续刚构桥工 拉，以改善 V 形墩的应力状态，从而提升其耐久性 程，运用有限元软件 ANSYS 建立了 V 形墩的关键节 能。该桥整体布置如图 1所示。 【收稿日期】2015-11-10