大悬臂连续箱梁拓宽桥连接构件的受力特性

摘要

为研究大悬臂连续箱梁拓宽桥连接构件的受力特性，以女姑口特大桥改造工程为研究背景，采用有限元软件Midas Civil和Abaqus分别对全桥和局部进行精细化数值模拟，分析横向拓宽桥整体模型在部分受力、恒载组合、运营状态3种工况下的受力情况及拓宽前后桥梁所受弯矩变化，分析局部构件模型在运营状态下所受应力。对箱梁和横肋进行实桥应变监测，对比分析实测应力与有限元模型分析应力。运营状态为最不利工况，在此工况下，左、右幅箱梁的应力极值均位于第2跨与第15跨跨中区域。取出现最大应力和最大竖向位移的第15跨建立局部精细化模型，加载后分析横肋、榫卯、套箍在运营状态工况下的应力，横肋顺桥向、横桥向压应力对称分布，顺桥向应力从两端向中部区域递减，端部最大压应力为-5.40 MPa,最大拉应力为0.42 MPa,横桥向应力从中部向两端递减，中部最大压应力为-5.50 MPa,最大拉应力为0.39 MPa。运营状态工况下，榫卯连接钢筋的应力极值出现在靠近横肋侧壁中部区域，5^#榫卯承受最大应力21.56 MPa;套箍应力对称分布，顺桥向两侧竖向钢筋中部区域出现应力极值，4^#套箍承受最大应力71.43 MPa, 10^#套箍承受最小应力35.65 MPa。拓宽后的桥梁结构整体刚度增大，荷载传递路径变化，原主梁在运营状态工况下的弯矩分布明显改变，正弯矩区最大弯矩普遍减小，负弯矩区最大弯矩的绝对值小幅增大。第15跨左箱梁的顶板和底板纵向实测应力与有限元模型应力相近，横肋底面实测应力与有限元模型应力在L/4、L/2、3L/4处相差较大。

关键词

大悬臂连续箱梁 / 拓宽桥 / 连接构件 / 有限元模拟 / 实桥测试