基于拉压杆模型的节段箱梁接缝边缘配筋计算方法

为防止节段预制箱梁胶接缝边缘出现斜裂缝而引起的破坏,采用数值分析和拉压杆模型的方法开展研究,揭示此类斜裂缝的开裂机理,提出节段预制箱梁接缝边缘竖向配筋以及腹板中部水平配筋的计算方法。基于笔者以及Turmo等所做的试验建立节段预制箱梁纯弯段标准节段有限元模型,进行详细数值模拟分析,得到节段预制箱梁的应力场分布;以应变能最小为优化目标,对节段预制箱梁纯弯段进行拓扑优化分析,明确荷载传递路径。根据以上弹性应力分析和拓扑优化分析结果,建立节段预制箱梁纯弯段标准节段的拉压杆模型并进行验证,定量确定节段预制箱梁边缘的竖向拉力和腹板中部水平拉力的大小,提出节段预制箱梁胶接缝边缘竖向配筋以及腹板水平配筋的计算方法和公式。最后以南京长江四桥引桥标准节段箱梁为例,利用推荐的节段预制箱梁纯弯段标准节段拉压杆模型,对节段箱梁胶接缝边缘竖向配筋及腹板水平配筋进行校核,并给出相应的配筋建议。研究结果表明:利用提出的节段预制箱梁纯弯段标准节段拉压杆模型进行节段箱梁胶接缝边缘竖向配筋以及腹板水平配筋,设计更加合理且具有理论依据,进而验证了节段箱梁接缝边缘配筋计算方法的可行性。