基于板单元的钢-混凝土组合斜拉桥桥面板配筋优化设计

单索面钢-混凝土组合箱形截面斜拉桥由于存在索力传递效应、箱形截面扭转畸变、剪力滞效应等使其空间受力特征显著,所以如采用“传统1D杆系模型+横向框架模型”的设计理论,将会忽略桥面板面内水平剪应力,导致工程实践中桥面板斜向开裂病害发生。JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》提出设计应关注箱形截面的空间应力体系。基于新规范提出的基于平面应力的板单元结构设计方法,并将其应用于上海市昆阳路闵浦三桥斜拉桥混凝土桥面板的承载力配筋设计中。结果表明,基于平面应力的板单元结构设计方法与完整空间效应下的混凝土桥面板受力特征相吻合,能够准确识别结构重点关注的桥面板位置,并有效防止桥面板斜向开裂等病害的发生,从而可以指导钢-混凝土组合断面桥梁的混凝土桥面板配筋设计。

箱梁结构完整验算应力和空间网格模型

现行规范所规定的验算应力仅是针对一根薄腹窄梁的,并不能反映现代复杂桥梁结构的真实受力情况。设计方法中的验算应力不完整造成了现行规范体系的计算结果存有漏洞和缺失,使得有些常见开裂病害无法从现有设计计算框架中找到答案。列出了一个箱梁结构需要关注的完整的验算应力以及对应的裂缝形式,并且提出完整验算应力的表达方式。空间网格模型能够完整地反映所有的验算应力,是最为全面实用的精细化模型。通过比较空间网格模型和实体模型的计算结果,说明了空间网格模型能反映包括剪力滞效应、薄壁效应和局部效应在内的荷载效应。通过空间网格模型计算得到的混凝土桥梁结构的完整验算应力,可以更完整把握结构受力特征、了解结构中可能出现问题的地方,也可以更确切地分析出现问题的原因以及为解决相应问题提供依据。