(中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司，云南 昆明 650200）
摘 要：采用TDV建立钢-混结合连续梁有限元模型，对比分析钢-混结合连续梁在不同混凝土桥面板厚度情况下，混凝土桥面板和钢箱梁的受力情况，总结其变化规律，进而建议合理的混凝土桥面板厚度选用原则。结果表明：当桥面板厚度与梁高之比在1:15附近时，较为经济合理。
关键词：钢-混结合连续梁;桥面板厚度;对比分析
Comparative analysis of steel - concrete composited continuous box girder deck thickness
CHE Wen-qing
(Kunming Survey, Design and Research Institute Co. Ltd. of CREEC, Kunming 650200, China)
Abstract: The finite element model of steel-concrete composite continuous beam is established by TDV, and the stress of concrete bridge deck and steel box girder of steel-concrete composite continuous beam is analyzed with different thickness conditions of concrete deck. By summarizing the law of change, we propose a reasonable principle with thickness selection of concrete bridge decks. It is shown that it is economical and reasonable when the ratio of bridge deck thickness to beam height is about 1:15 as results.
Keywords：steel - concrete composited continuous box girder;deck thickness;Comparative analysis
1前言
钢-混结合梁具有建筑高度较小、自重轻、跨越能力强等特点[1]，而钢-混结合连续梁中支点处于负弯矩区，混凝土桥面板易受拉开裂，但通过设置双结合段、预应力钢束等技术措施可以改善其性能[2]。然而，混凝土桥面板厚度是不是越厚越好呢？其厚度对桥面板自身的受力和钢箱梁受力影响怎么样？本文依托某高速公路跨铁路桥采用的（65+100+65）m钢-混结合连续梁，分析在不同混凝土桥面板厚度情况下，混凝土桥面板和钢箱梁的受力情况，进而建议合理的混凝土桥面板厚度选用原则。
2工程概况
某高速公路上跨铁路桥主桥采用（65+100+65）m钢-混结合连续梁，其采用步履式顶推施工方法施工[3]。混凝土桥面板采用C50混凝土，宽度为16.24m，板厚0.3m。槽形钢箱梁由底板、顶板、加劲肋、横梁、腹板等组成[4]。混凝土桥面板与钢梁之间通过布置于钢梁顶面的剪力键连接[5]。下部结构采用花瓶式桥墩，桩基础。
设计中考虑结构自重、二期恒载、基础变位、收缩、徐变、温度等荷载作用[6]；按4个车道进行车道荷载[6]加载计算。计算中采用标准组合，系数均取1.0。
混凝土桥面板采用C50混凝土；钢筋采用HRB335和R235；钢箱梁钢材采用Q370qD和Q345qD；预应力束采用高强低松弛钢绞线fpk =1860MPa，弹性模量Ep =1.95×105 MPa。
3有限元模型的建立[]
本文计算中采用TDV建立有限元模型进行分析，全桥离散为231个节点，230个单元，每个单元长度均为1m。支座按铰支考虑，根据实际的施工阶段模拟边界约束条件，各施工阶段按一次顶推到位考虑。后浇混凝土按实际施工阶段进行模拟，钢箱梁与混凝土之间粘结按固结模拟。
4桥面板厚度对比分析
计算中采用后浇墩顶混凝土板的施工顺序，并对墩顶混凝土桥面板施加预应力，对不同厚度的混凝土桥面板进行对比分析。分别考虑桥面板厚度为25cm、30cm、35cm及40cm的情况下，混凝土桥面板和钢箱梁顶、底板的应力状况。
4.1 不同桥面板厚度计算结果
计算中，分别对桥面板厚度为25cm、30cm、35cm及40cm的情况进行计算，计算混凝土桥面板应力(Min-Mz)、混凝土桥面板应力(Max-Mz)、钢箱梁顶板应力(Min-Mz)、钢箱梁顶板应力(Max-Mz)、钢箱梁底板应力(Min-Mz)、钢箱梁底板应力(Max-Mz)，结果见表1。
4.2 分析
通过上表1和图2至图7可以看出，随着桥面板厚度的增加，桥面板混凝土的最大压应力和最大拉应力都在减小，朝向有利方向发展。但随着桥面板的厚度增加，由于桥面板参与受压，钢箱梁顶板压应力有所减小，但变化不明显；由于桥面板厚度增加自重也明显增加，进而导致钢箱梁顶板拉应力和底板拉应力和压应力均有明显变化，呈线性增加，当厚度超过30cm后，顶板拉应力达到了204.32 MPa和220.20 MPa，超过了钢材的容许应力196MPa。因此在选择桥面板厚度时应综合考虑桥面板和钢箱梁的应力情况，选取较为合理的厚度设置。
5结论
1、通过对厚度为25cm、30cm、35cm、40cm的桥面板进行计算分析，可知，随着桥面板厚度的增加，桥面板混凝土的最大压应力和最大拉应力都在减小，朝向有利方向发展。然而，随着桥面板厚度增加自重也明显增加，进而导致钢箱梁顶板拉应力和底板拉应力和压应力均有明显变化，呈线性增加。
2、本计算模型中，当桥面板厚度采用30cm时，混凝土的应力和钢箱梁的应力均较为经济合理。
3、通过分析研究得出桥面板厚度的选用原则为：当桥面板厚度与梁高之比在1:15附近时，较为经济合理。
参考文献
[1]谭燕秋, 马立荣. 钢-混凝土组合箱梁底板局部屈曲失稳分析[J]. 河北工程大学学报（自然科学版）, 2013, 30(2):9-11.
[2]郑和晖,巫兴发,黄跃,王敏.钢-混组合连续梁负弯矩区桥面板抗裂措施[J].中外公路,2014,34(05):152-155.
[3]赵人达, 张双洋. 桥梁顶推法施工研究现状及发展趋势[J]. 中国公路学报, 2016, 29(2):32-43.
[4]秦顺全; 陈理平, 张君武等. 长连续结构钢箱梁或组合箱梁施工方法: 中国, CN101368373 [P] 2009-02-18.
[5]邓军会.钢—混凝土组合箱梁桥的设计[J].技术与市场,2012,19(05):232
[6]JTG D60—2015，公路桥涵设计通用规范[S] . 2015
论文作者:车文庆
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/7
标签：桥面论文; 应力论文; 厚度论文; 混凝土论文; 顶板论文; 底板论文; 组合论文; 《城镇建设》2019年第11期论文;