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高公路扩建工程中斜桥正做的预应力混凝士连续梁在进行横向直接拼究设计时,存在新、旧桥墩台错孔布置的问题,新旧桥梁以斜交方式进行横向拼接,新、旧桥梁的主梁结构之间内力相互影响。本文依托高速公路扩建工程中中等跨径的等截面预应力混凝十连续箱梁和连续刚构桥为研究背景,在新旧桥横向以不同斜交角度进行直接拼接的情况下,对旧桥主梁与拼接部位的受力状态进行了系统的分析研究。研究中考虑了新桥混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降、温度作用以及车辆活载作用等若干影响因素,重点对拓宽后旧桥主梁与拼接部位的受力特性展开研究。
研究结果表明:新桥混凝土收缩徐变对旧桥产生了偏心压力作用,同时新桥也会受到较大的偏心拉力作用。旧桥拼接部位铰缝处会产生较大的纵向剪力值,但剪应力没有超标。旧桥主梁会产生平面内弯曲变形,中跨截面平面内变形较小,边跨截面平面内变形较大。这一性质对两种桥型均符合。
随着斜交角度增大,对于刚构桥,各分项因素中新桥混凝土收缩、徐变与活载作用对旧桥主梁内力改变影响较大。对于连续梁桥,各分项因素对旧桥主梁内力变化的作用将随着考察截面的不同而发生较大变化,不能一概而论,对于内支点部位,温度作用影响较为明显,对于中跨跨中部位,则表现为新桥混凝土收缩、徐变与活载作用更为明显。对于旧桥拼接部位悬臂根部内力,随着斜交角度增大新桥混凝土收缩、徐变与温度作用对其影响较小,基础不均匀沉降差与活载作用对拼接部位内力影响较为明显。
多种因素综合影响下,随着斜交角度增大,两种桥型均表现为旧桥主梁左边跨跨中截面正弯矩增大,中跨与右边跨跨中正弯矩减小,但在内支点截面负弯矩变化趋势不一致。对于拼接部位悬臂根部弯矩,两者均表现为内支点截面对应位置负弯矩增大较多,且随着斜交角度增大,旧桥横向拼接部位所能承受的基础变形差有所减小。
最后验算表明,随着斜交角度增大,美茭大道桥主梁与横向拼接位置的内力与应力状态均符合设计规范要求。对于新兴塘大桥,原桥的抗剪承载能力的富裕程度较小,随着斜交角度增大,其主梁与横向拼接部位在内支点截面均出现了不符合要求的内力状态,不适宜直接进行拼接。因此新、旧桥拓宽设计时,对旧桥初始抗力富余度应予以关注,对于富余度较小的桥梁,应考虑先加固后再进行拓宽。