桥梁支座更换计算分析

２０１７年０３月第０３期　ＤＯＩ：１０．１６７９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｓｄｑｙｆｈ．２０１７．０３．０３７　城市道桥与防洪　桥梁结构１３５　桥梁支座更换计算分析　侯摘娜　（西安市市政设施管理局桥梁监测中心，陕西西安７１００１６）　要：随着桥梁运营年限的增长，支座病害突出，支座的更换是桥梁重要的维护项目通过工程实例计算分析支座更换对主　，梁及盖梁的影响，有关经验可供相关专业人员参考。　关键词：单梁；梁格；横向分布系数　中图分类号：Ｕ４４３．３６　文献标志码：Ｂ　０引言　桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的　重要构件，可谓一座桥梁的咽喉所在，关系重大，　一旦出现病害，将影响到上下部结构的使用寿命和　交通安全。支座的更换关系到桥梁结构的安全【ｕ。为　了更好地了解支座更换过程中，千斤顶的顶升对　主梁以及盖梁的影响，对４×３０　ｍ一联的预制小　箱梁及盖梁进行建模，分析在支座更换过程中梁　体的受力情况和盖梁的局部受力情况。　目前使用最广泛的顶升方法是把超薄的液压　千斤顶安放在主梁与盖梁的狭小的空间内。顶升　设备的高度基本满足梁底净空要求，直接顶升梁　体，无需解除顶升时桥面附属构件的约束（在桥面　连续段无需凿除桥面铺装混凝土等）。利用百分表　观测梁体上升的速度，以保证桥跨各梁体受力均匀　同步提升。桥梁支座更换计算分析，首先要复核原　支座型号是否满足设计要求，并根据支座的设计承　载力确定顶升重量及千斤顶的型号和数量。由于梁　体顶升将造成负弯矩区拉应力加大，故要复核桥面　负弯矩区的拉应力是否超限，从而保证桥面混凝土　不会产生裂缝。同时也要计算千斤顶放在盖梁上　时，对桥墩及盖梁受力的影响。对盖梁的局部压应　力进行验算，确保局部压应力不会超限。通过一系　列仿真计算来分析千斤顶更换支座是否可行。　１工程实例　对４×３０　ｍ一联桥梁进行ＭＩＤＡＳ实体建模，　收稿日期：２０１６—１２—０６　作者简介：侯娜（１９８２一），女，河北唐山人，工程师，从事桥梁设　计及检测工作。　文章编号：１００９—７７１６（２０１７）０３—０１３５—０３　横向４片梁，桥宽１２．６　ｍ，总共２４　０１０个节点，１２　６８８　个实体单元，材料选用Ｃ５０混凝土，弹性模量为　３．４５×１０　ｋＮ／ｍ　，泊松比为０．２，容重为２５　ｋＮ／ｍ　，　具体模型见图１、图２。　图１　４ｘ　３０　Ｉｌｌ总体模型图　图２　４×３Ｏ　ｍ局部模型图　２梁计算分析　（１）梁体顶升脱离支座，受力情况分析　桥梁在自重状态下，梁体完全压在支座上，千　斤顶的顶升力等于支座所受的力，梁体就能脱离　支座。这种状态下，千斤顶相当桥梁支座，承受了　所有的力，桥梁总体受力和梁体在支座上受力基　本相同。对全桥支座反力进行计算，计算结果见表　１（每个墩上的支座进行编号，从小桩号到大桩号　分别是０｝｝　４＃墩，墩上的支座从左到右依次是　０＃～８＃支座）。　从表１中的数据可以看出，全桥最大支座反　力为９１８．８　ｋＮ，更换支座所选用的千斤顶应该是　１　２００～１　５００　ｋＮ的千斤顶。　（２）梁体顶升５　ｍｍ梁体受力情况分析　同步顶升高度为可拆除既有支座和安装新支　座所需的工作空间，约为１０　ｍｍ。因为要分步顶　升，首先对顶升５　ｍｌｌ＇ｌ的梁体进行受力分析，中跨　的负弯矩比边跨的负弯矩要大，顶升情况下拉应　力更容易超限。在模型中采用给２号墩支座处单　元加强制位移的方法模拟梁体顶升５　ｍｍ的情况，　经计算，桥梁负弯矩区域产生０．４０２　ＭＰａ的拉应　力，见图３。由于０．４０２　ＭＰａ＜１．８３　ＭＰａ（混凝土抗　拉强度设计值），所以在梁体顶升５　ｍｍ的情况桥　面混凝土不会产生裂缝。梁体顶升５　ｍｍ产生的支　座反力见表２，最大支反力为９３５．４　ｋＮ，和正常情　况下的支反力相比，多了ｌ７．４　ｋＮ，对桥墩的影响　不大。　（３）梁体顶升１０　ｍｌｎ梁体受力情况分析　在模型中采用给支座处单元加强制位移的方　法模拟梁体顶升１０　ｍｍ的情况，经计算，桥梁负弯　矩区域产生０．８０４　ＭＰａ的拉应力，见图４。由于　０．８０４　ＭＰａ＜１．８３　ＭＰａ（混凝土抗拉强度设计值），　所以在梁体顶升１０　ｍｍ的情况桥面混凝土不会产　图　生裂缝。梁体顶升１　最大支反力为９５２．９　相比，多了３４．９　ｋＮ，　图４梁应力图　表２顶升５　ｍｍ支座反力表　２０１７年０３月第Ｏ３期　城市道桥与防洪　桥梁结构１３７　３盖梁计算分析　采用ＦＥＡ软件对盖梁进行局部建模分析，材　料选用Ｃ３０混凝土，弹性模量为３．０×１０　ｋＮ／ｍ　，　泊松比为０．２，容重为２５　ｋＮ／ｍ。，具体模型见图５。　一础　■　Ｈ■■　●　。　．　｛。　●　＾　№　…蹲　】●＾■■＾　图６盖梁应力图　４结论　经计算，千斤顶顶升梁体５～１０　ｍｍ的高度，　在桥梁负弯矩区域产生０．４０２～Ｏ．８０４　ＭＰａ的拉应　力，其值小于Ｃ５０混凝土的抗拉强度设计值１．８３　ＭＰａ，　不会对梁体产生较大的损伤。盖梁在千斤顶最大　力作用下，局部产生６．５９　ＭＰａ的压应力，这远远小　于Ｃ３０混凝土的抗压强度值设计值ｌ４．３　ＭＰａ，所　以盖梁局部不会产生损伤。经计算分析得出采用　千斤顶更换支座是可行的。　参考文献：　图５盖梁模型图　千斤顶数量应与每个盖梁上的支座数量相　同，桥梁在自重状态下最大支座反力为９１８．８　ｋＮ，　选用１　２００～１　５００　ｋＮ的千斤顶，现计算在千斤顶　的最大力１５００ｋＮ作用下盖梁的受力情况，经计算　盖梁局部产生的最大压应力分别为６．５９　ＭＰａ，远远　小于Ｃ３０混凝土的抗压强度值设计值１４．３　ＭＰａ，　所以盖梁局部不会产生损伤，见图６。　［１】周明华，翟瑞兴．公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨［Ｊ】．现代交　通技术，２００５（３）：５２—５４．　七七七　七　々七　七　七｜　｜｜七七电七ｔ电七电｜电七七七七七七电七七七七电七七七七七七七七七七七七七七七七　七七七　七　七七电七七七电七七七七七七七七七七七七七七　七七七　七七七七七七七　国道３１８线康定折多山隧道公路工程可行性研究报告获批　四川省发展改革委近日批复了国道３１８线康定折多山隧道公路工程可行性研究报告。　获批立项的折多山隧道起于康定市折多塘村道班沟沟口，跨折多河、穿折多山，止于新都桥镇塘泥坝　村。隧道长８　１５５　ｍ，全线采用二级公路技术标准建设，设计时速６０　ｋｍ／ｈ，路基宽度１０　ｍ，工期５年。　国道３１８线甘孜州境内有６座海拔超４　０００　ｍ的大山。目前，高尔寺山隧道、剪子弯山隧道、脱洛拉卡　山隧道已建成通车，海子山隧道在建。折多山被称作“康巴第一关”，盘山公路九曲十八弯。折多山隧道建　成后，从四川进西藏将更快捷、安全。