飞机荷载桥梁装配式主梁横向新型连接方案及其静动力性能分析

摘要

针对既有装配式主梁铰缝连接强度弱、湿连接施工复杂等问题，充分考虑飞机荷载桥梁荷载集度大、空间受力显著等特点，提出一种剪力键和横向预应力筋混合连接的装配式主梁连接方案。该方案通过剪力键与键槽实现相邻主梁拼接，采用横向预应力筋为接缝界面提供压应力储备，具有结构整体性好、施工方便等优点。以某机场滑行道桥为对象，基于ABAQUS平台建立新型连接装配式主梁的非线性数值模型，开展静、动力学性能分析以验证方案的可靠性，揭示了剪力键位置、数量、高度及初始预应力对主梁力学行为和抗震性能的影响规律。结果表明：飞机静载作用下，该方案能够满足规范对于主梁挠度限值的要求且具有可观的安全储备。增设跨中剪力键及增加其数量可显著降低主梁跨中挠度和弯矩；相较于仅设置梁端剪力键，加设3道跨中剪力键可使静载下力学响应分别降低19.92%、23.35%，使地震下力学响应分别降低17.29%、40.12%。剪力键倾角和高度对主梁受力影响较小，增大横向预应力筋初始张拉力可有效提高主梁接缝界面的预压应力，静载、地震下的最大增幅分别为45.31%、46.51%。研究成果可为飞机荷载桥梁的主梁拼装提供重要的技术支撑，并可拓展应用于重载公路、铁路桥梁。

关键词

飞机荷载桥梁 / 装配式主梁 / 剪力键 / 横向预应力筋 / 静力性能 / 抗震性能

基金资助

中国民航机场建设集团有限公司科研项目（JSRDKYN20220202）; 北京市自然科学基金资助项目（8192035）