基于旧规设计理念的在役空心板梁抗剪性能对比

摘要

为分析目前在役旧空心板梁支点剪力区的抗剪性能，保障桥梁的使用安全性及耐久性，考虑板梁截面形式、普通钢筋布置方式、预应力钢筋张拉布置方法、混凝土材料强度、荷载作用组合等影响因素，采用软件MIDAS CIVIL分别按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ 023—1985)、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62—2004)设计空心板梁模型S1、S2,在静力荷载和移动荷载下进行剪力分析；按缩尺比例1︰4,根据JTJ 023—1985、JTJ 062—2004要求分别设计制作试验梁T1、T2,采用分级加载方式加载至JTJ 062—2004正常使用极限状态和承载力极限状态设计荷载，直至试验梁破坏，对根据JT J023—1985、JTJ 062—2004设计的空心板梁在公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362—2018)车道荷载作用下进行抗剪性能研究，将有限元模型分析结果与缩尺模型加载试验结果进行对比。结果表明：1)在恒载作用下，空心板梁S1所受剪力普遍略小于S2,空心板梁S1、S2的最大剪应力随JTG 3362—2018道荷载组合效应的增大而大幅增大，分别增大26.8%、16.8%。2)试验梁T1、T2的试验现象类似，随荷载增大，加载点底板、纯弯段底板、剪压区先后出现裂缝，剪压区斜裂缝延伸为主裂缝，主裂缝附近出现次生裂缝，加载点横向裂缝延伸至腹板。3)试验梁T1的挠度比试验梁T2大。4)二者在加载初期，主拉应变和荷载大致呈线性关系，随荷载增大，中部主拉应变增速最快，底部次之，梁体中部剪压区首先出现裂缝，延伸至底部，顶部主拉应变变化较小；后期曲线斜率较大，荷载小幅增大时，应变增速过快，裂缝变化较大。5)试验梁T1和T2在加载至JTG 3362—2018设计承载能力极限状态时，试验梁T2的抗剪承载力安全系数不足；试验梁T1基本满足JTG 3362—2018的抗剪要求，但结构安全系数较小。6)试验梁T1和T2的挠度和应变校验系数满足要求，但在剪力区过早出现裂缝将直接影响桥梁使用耐久性，降低桥梁整体刚度。

关键词

桥梁工程 / 抗剪性能 / 在役空心板梁 / 对比试验