陳允永 王雷

摘 要：針對(duì)懷遠(yuǎn)縣渦河二橋引橋加固改造工程的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算及支座更換頂升力的確定，建立了空間有限元計(jì)算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計(jì)算問(wèn)題中有關(guān)荷載縱橫向分布的復(fù)雜簡(jiǎn)化問(wèn)題，且計(jì)算結(jié)果可靠；計(jì)算結(jié)果表明，引橋上部結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下強(qiáng)度滿足要求，支座更換時(shí)的頂升力在交通封閉情況下穩(wěn)定、可靠，可供廣大技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：支座頂升；施工方案；有限元；材料參數(shù)；結(jié)構(gòu)計(jì)算

1.工程概述

安徽省懷遠(yuǎn)縣渦河二橋?yàn)閼堰h(yuǎn)縣境內(nèi)S307上一座跨越渦河的大橋，其孔跨布局為 ，引橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20m的鋼筋混凝土T梁，橋面總寬為18.5m，原設(shè)計(jì)荷載為汽—超20、掛—120，該橋運(yùn)營(yíng)期內(nèi)上部結(jié)構(gòu)梁體基本完好，但橋面鋪裝損壞嚴(yán)重，且90%以上支座變形嚴(yán)重，需對(duì)其橋面鋪裝進(jìn)行加固處理并更換支座。加固設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路-Ⅰ級(jí)，因此，需要對(duì)主橋在新的荷載（橋面鋪裝二期恒載及車(chē)道荷載）作用下結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行驗(yàn)算，并確定支座更換時(shí)的頂升力的大小。

2.計(jì)算模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)

本橋引橋上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁，分析軟件采用國(guó)內(nèi)通用的Midas Civil，計(jì)算采用精度較高的單跨空間有限元模型，其中，梁?jiǎn)卧獢?shù)量為176個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)量184個(gè)，如圖1所示。

結(jié)構(gòu)材料參數(shù)如表1～表2所示：

荷載工況如表3～表4所示。

荷載組合情況詳見(jiàn)《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》（JTG D62-2004）。

3.計(jì)算結(jié)果分析

結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)最不利荷載組合時(shí)1-4號(hào)梁彎矩圖如圖2～圖5所示：

可見(jiàn)，使用狀態(tài)下，1號(hào)梁彎矩相對(duì)最大，故對(duì)1梁進(jìn)行截面驗(yàn)算。1號(hào)梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果如表所示，限于篇幅，本文僅列出1號(hào)梁的跨中、支點(diǎn)及L/4截面分析結(jié)果。

驗(yàn)算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。

4.支座更換頂升施工時(shí)頂升力的確定

4.1 封閉交通期間頂升力的確定

計(jì)算成橋狀態(tài)下的各支座反力，考慮計(jì)算誤差并經(jīng)調(diào)整后作為封閉交通期間各支座頂升力，計(jì)算結(jié)果如圖6及表9所示：

4.2開(kāi)放交通期間頂升力的確定

計(jì)算短期荷載效應(yīng)組合下的各支座反力，考慮計(jì)算誤差并經(jīng)調(diào)整后作為作為開(kāi)放交通期間各支座頂升力，計(jì)算結(jié)果如圖7及表10所示：

由于開(kāi)放交通期間，各頂升力并非一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，建議更換支座期間對(duì)交通進(jìn)行封閉。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)懷遠(yuǎn)縣渦河二橋引橋加固改造工程的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算及支座更換頂升力的確定，建立了空間有限元計(jì)算模型，比起平面計(jì)算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計(jì)算問(wèn)題中有關(guān)荷載縱橫向分布的復(fù)雜簡(jiǎn)化問(wèn)題，且計(jì)算結(jié)果可靠，可供廣大技術(shù)人員參考。

參考文獻(xiàn)

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