结构分析
胡根生, 沈凯祺, 王晓微, 王星驰, 乔杰
近年来,桥梁养护工程中发现部分预应力混凝土小箱梁桥在通车多年后,腹板出现了大量竖向裂缝,且经过维修加固处理后效果仍不明显。为探究运营过程中小箱梁腹板竖向裂缝的形成原因,以实际工程为例,重点从收缩、徐变非一致性和温度梯度效应两方面探究了梁截面纵向自应力对小箱梁腹板的影响,并利用Midas Fea软件对不同腹板厚度的小箱梁实际运营状态进行数值模拟,分析了在不同运营年限下腹板纵向应力的变化规律。研究发现,由于小箱梁截面厚度沿梁高变化较大,因此收缩、徐变以及温度梯度效应等对截面的非一致分布影响显著,均会引起腹板的纵向自拉应力,使腹板的压应力储备降低,增加开裂风险;由于制作或安装误差等原因导致的腹板实际厚度不足在一定程度上有利于增大腹板纵向压应力的储备,但随着运营年限的增加,腹板拉应力也会逐渐增大,且增长幅度随腹板厚度的削减明显增大;当腹板局部厚度削减20%时,待运营5年后,其腹板纵向拉应力已超过混凝土抗拉强度标准值,导致腹板出现竖向裂缝,这也与桥梁实际情况基本一致,验证了小箱梁截面纵向自应力是导致腹板竖向裂缝的重要原因之一。