PC宽浅腹T梁计算方法与弯曲力学行为

针对预应力混凝土(PC)宽浅腹T梁设计和应用中存在的问题,建立了确定PC宽浅腹T梁截面基本特性的计算方法和20 m跨径PC宽浅腹T梁桥的工程模型。采用经试验验证的数值模拟方法对选定的PC宽浅腹T梁的弯曲力学行为开展研究,揭示PC宽浅腹T梁在不同设计参数下的力学响应与空心板的协同工作性能,以及不同日照角度作用下的变形受力机理,并获取其抗弯性能响应规律和日照作用下的温度效应反馈特点。研究结果表明:建立的计算方法能够对PC宽浅腹T梁截面的基本参数进行快速计算;提高钢筋强度可有效提升PC宽浅腹T梁在屈服阶段的抗弯刚度和抗弯承载力,但仅提高混凝土强度或仅提高张拉预应力对梁体的全过程抗弯刚度和抗弯承载力的影响较小;PC宽浅腹T梁具备与空心板梁协同工作的性能,可用于替换病害严重的空心板梁;在日照大温差作用下,PC宽浅腹T梁会在跨中产生较大的弯曲上挠,并对主梁接缝处产生较大的拉应力,须增强其横向连接刚度,推荐采用增设钢筋网来改善接缝处开裂问题;PC宽浅腹T梁腹板内的温差应力分布形式呈指数函数,腹板局部温度分布较PC高薄腹T梁更为均匀;提出的温差应力分布公式简洁方便,易于工程应用;提出的设计建议可为此类桥梁的全寿命建造与安全运营提供理论依据。