现役钢筋混凝土桥梁挠度计算方法.docx

    现役钢筋混凝土桥梁挠度计算方法    王震方，刘肖凡，黄杰（武汉工业学院土建学院,武汉 430023）Reference：以钢筋混凝土桥梁结构挠度为研究对象，研究不同的静力荷载情况下桥梁挠度的实际测量值和计算理论值结果表明在不同静力荷载的情况下钢筋混凝土桥梁的实际测量值小于理论值所以在安全范围内桥梁挠度的计算值一般可以作为评价桥梁安全的依据Keys：挠度；短期挠度值；长期挠度值；偏载Calculation Method of Active Deflection of Reinforced Concrete BridgeWANG Zhen?fang,LIU Xiao?fan,HUANG Jie(School of Civil Engineer and Architecture, Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)Abstract:Accord static load deflection of bridge,the actual measured values and calculated theoretical values were studied. The results show that different static load case of reinforced concrete bridge is less than the theoretical value of the actual measurement. Therefore, the bridge deflection in the security context of the calculated value of the general safety of the bridge can be used as a basis for evaluation.Key words:deflection;short?term deflection;long?term deflection;partial load：2012?01?13.基金项目:武汉市晨光计划项目（201050231047）.作者简介：王震方(1987?)，硕士生.E?mail:wzfz?2006@一座桥梁如果发生过大的变形，[来自www.lW5u.CoM]首先会给人一种不安全的感觉，它不但会导致行车困难，而且容易使桥面铺装层的辅助设备遭致损坏，严重者甚至危及桥梁的安全。

必须计算梁的变形（通常指竖向挠度），以确保结构具有足够的刚度1)桥梁挠度产生的原因有永久作用挠度和可变荷载挠度永久作用（包括结构自重、桥面铺装和附属设备的重力、预应力、混凝土徐变和收缩作用）是恒久存在的，其产生挠度与持续时间有关，可分为短期挠度和长期挠度2)永久作用挠度可以通过施工时预设的反向挠度（又称预拱度）来加以抵消，使竣工后的桥梁达到理想的线形桥梁的预拱度通常按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值二者之和采用，这就意味着在使用阶段常遇荷载情况下桥梁基本上接近设计高程对于一般小跨径的钢筋混凝土桥梁，当由结构自重和汽车荷载所计算的长期挠度不超过1/1 600时，可以不设预拱度对于位于竖曲线[来自www.lW5u.Com]上的桥梁，应视竖曲线的凸起（凹下）情况，适当增（或减）预拱度值，使竣工后线性与竖曲线接近一致3)可变荷载挠度虽然是临时出现的，但是随着可变荷载的移动，挠度大小逐渐达到最大值，一旦汽车驶离桥梁，挠度就告消失因此在桥梁设计中需要验算可变荷载挠度来体现结构的刚度特性1挠度计算方法《桥规》规定，对于钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥，用可变荷载频遇值计算的上部结构长期的跨中最大竖向挠度，不应超过l/600,为计算跨径；对于悬臂体系，悬臂端点的挠度不应该超过lo/300,lo为悬臂长度。

值得注意的是，全预应力混凝土构件的结构自重往往引起向上的挠度，也称上挠度这种挠度甚至会由于混凝土徐变的作用不断增加，其上挠度值随张拉龄期的不同有较大的差异这在跨度较大的装配式预应力T梁中表现得尤为明显因此，在设计和施工时必须慎重，严格控制各片梁的张拉龄期，结合荷载产生的向下挠度合理控制预加应力来避免产生过大的上拱度钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁长期挠度fc可按下式计算fc=ηθf（1）式中，fc为长期挠度值；ηθ为挠度长期增长系数，当采用C40以下混凝土时，取1.60；当采用C40～C80混凝土时，取为1.45～1.35，中间强度等级可以按直线内插取用计算预应力混凝土简支梁预加力反拱值时，取为2.0；f为按荷载短期效应组合计算的短期挠度值对于钢筋混凝土简支梁，荷载短期效应作用下的跨中截面挠度f 按下式近似计算式中，Ms为由荷载的短期效应组合计算的弯矩值；l为计算跨径；B为开裂构件等效截面的抗弯刚度；B0为全截面的抗弯刚度；Bcr为开裂假面的抗弯刚度；Mcr为开裂弯矩；γ为构件受拉区混凝土塑性影响系数；I0为全截面换算截面惯性矩；ftk为混凝土轴心抗拉强度标准值；S0为全截面换算截面重心轴以上（或以下）部分面积对重心轴的面积矩；W0为换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩。

对于预应力混凝土受弯构件，当计算短期弹性挠度时，对于不开裂的全应力和A类部分预应力构件，截面刚度采用B ,即0.95EI对于开裂的B类预应力构件，Mcr作用时，截面刚度采用B0=(Ms-Mcr)作用，截面刚度采用Bcr，EcIcr ,且Mcr=σpc+γftkW0σpc 表示扣除全部预应力损失，预应力钢筋和普通钢筋合力在构件抗裂边缘产生的混凝土预应力，其他符号含义同前2算例在荷载试验过程中，在保证荷载试验效率满足规范要求的条件下，经计算采用6辆200 kN单轴载重车加载，其各轴重情况，各工况加载车辆数目及布置如图1、图2、图3、图 4所示由桥梁的基本情况跨中截面主梁结构自重产生的最大弯矩MGK为1 225 kN?m ，汽车产生的最大弯矩（不计冲力）为980 kN?m ，人群产生的最大弯矩100 kN?m，代入公式（1）计算值（理论值）和实际测得C截面在各工况下其控制截面的挠度结果整理如表1Ⅲ1.654.570.36截面挠度横向分布是反映结构横向连接的一个重要指标，不同工况下各控制截面主要测点挠度的横向分布如图5所示根据以上结论得出桥梁的实际测量值要比理论值要小，理论值和实际值在跨中挠度最大，一般弯矩最大的地方挠度也最大。

在支座处的挠度最小3结论a.桥梁挠度计算值可以近似反映桥梁实测值的变化情况b.桥梁计算值（理论值）大于实测值，这样用于计算的时候可以保证桥梁的安全c.不同荷载分布的情况下桥梁的计算值不同，实测值也不同Reference\[1\]史治宇, 罗绍湘, 张令弥，等. 由试验模态数据检测结构破损的位置和大小\[J\]. 南京航空航天大学学报,1997, 29( 1): 71?78.\[2\]张吉刚. 基于模态应变能的梁桥损伤识别\[D\]. 成都: 西南交通大学, 2007.\[3\]徐金声，薛立红.预应力混凝土受弯构件长期反拱和挠度的合理估算方法\[J\].建筑结构，2011(1).\[4\]曾爱.假载法进行预拱度设置的方法\[J\].山西科技，2010(6).\[5\]丁敏，蒋秀根，剧锦三.体外预应力钢?混凝土组合梁长期挠度分析\[J\].工程力学，2010(9).\[6\]徐金声，陈永春，高红旗. 混合配筋预应力梁的截面长期应力分析\[J\]. 建筑结构学报，1985(5):16?28.\[7\]徐金声，高红旗. 钢筋砼构件的收缩应力与翘曲\[J\].建筑结构学报，1988(2) :32?44.\[8\]徐金声，薛立红，洪婉儿，等. 混合配筋预应力混凝土框架扁梁楼盖结构长期挠曲的变化规律\[J\]. 建筑结构学报，1997，18(3) :11?21.\[9\]董建伟，聂永明，叶林，等. 预应力转换梁的理论计算及测试分析\[J\] 建筑结构，2006，36 (S1) :(5?37) ?(5?40).  -全文完-。