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金整童堕垫查２Ｑ １２生２旦箜！ 塑！塑ｈ 翌尘Ｑ 赶Ｑ ！望ｉｇ ｂ！垒Ｙ 璺趟！望望！巳Ｑ 堕￡尘： ２Ｑ １２堕Ｑ ： ！箱梁顶板开洞引起应力集中的对比分析张锋１， 徐建２（ １． 淮海工学院土木工程学院， 江苏连云港２２２０ ０ ５； ２． 江苏省交通科学研究院股份有限公司桥梁结构工程研究所， 南京２１ｌｌｌ２）摘要： 以宁连高速公路淮安大桥为例， 研究分析带孔工作的板单元有效宽度应力集中分布情况。 运用有限元软件实体模拟并对比分析复杂应力状态下在箱梁顶板开洞其周边单元主拉应力的变化， 对开凿洞口后的结构进行应力验算， 并给出处理建议。关键词： 复杂应力状态； 顶板； 开洞； 应力集中文章编号： １００９ —６４ ７ ７ （ ２０１２）０１—００４ ８—０６中图分类号： Ｕ ４ ４ ８． ２１＋ ３文献标识码： ＡＣ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｖ ｅ Ａ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓｆ ｏ ｒ Ｓ ｔｒ ｅ ｓｓ Ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔｒ ａ ｔｉｏ ｎ Ｃ ａ ｕ ｓｅ ｄｂ ｙＯ ｐ ｅ ｎ ｉｎ ｇｏ ｎＴ ｏ ｐＰ ｌａ ｔｅ ｓ ｏ ｆ Ｂ ｏ ｘ Ｇ ｉｒ ｄ ｅ ｒ ｓＺ Ｈ Ａ Ｎ ＧＦ ｅ ｎ ９ １． Ｘ ＵＪｉａ ｎ ２Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｂ ａ ｓｅ ｄｏ ｎ Ｈ ｕ ａ ｉ’ ａ ｎＢ ｒ ｉｄ ｇ ｅｏ ｎＮ ａ ｎ ｊｉｎ ｇ —Ｌ ｉａ ｎ ｙ ｕ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ Ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓｓｗ ａ ｙａ ｓ ａ ｎｅ ｘ ａ ｍ ｐ ｌｅ ， ｔｈ ｉｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒｓｔｕ ｄ ｉｅｓ ａ ｎ ｄａ ｎ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｓｃｅｎ ｔｒ ａ ｌｉｚ ｅｄ ｄ ｉｓｔｒ ｉｂ ｕ ｔｉｏ ｎｏ ｆ ｅｆ ｆ ｅｃｔｉｖ ｅ ｗ ｉｄ ｔｈ ｏ ｆｐ ｌａ ｔｅｕ ｎ ｉｔｓ ｉｎｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔｉｏ ｎｗ ｉｔｈｏ ｐ ｅ ｎ ｉｎ ｇ ｓ． Ｔ ｈ ｅｐ ａ ｐ ｅ ｒｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｅ ｓ ａ ｎ ｄｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｖ ｅ ｌｙ ａ ｎ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓｏ ｆｍ ａ ｉｎ ｔｅｎ ｓｉｌｅ ｓｔｒ ｅ ｓｓ ｏ ｆｐ ｅ ｒ ｉｐ ｈ ｅ ｒ ａ ｌｕ ｎ ｉｔｓ ｏ ｆｏ ｐ ｅ ｎ ｉｎ ｇ ｓｏ ｎｔｏ ｐ ｐ ｌａ ｔｅｓｏ ｆ ｂ ｏ ｘｇ ｉｒ ｄ ｅｒ ｓｕ ｎ ｄ ｅ ｒｃ ｏ ｍ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｅ ｄｓｔｒ ｅ ｓｓ ｓｔａ ｔｅ ｓｂ ｙｍ ｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆｆ ｉｎ ｉｔｅ ｅ ｌｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒ ｅｅ ｎ ｔｉｔｙ ， ｃ ａ ｒ ｒ ｉｅ ｓｏ ｕ ｔ ｃ ｈ ｅ ｃ ｋｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔａ ｔｉｏ ｎｆ ｏ ｒ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｆ ｔｅｒｏ ｐ ｅ ｎ ｉｎ ｇａ ｎ ｄｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓｅ ｓ ｓｕ ｇ ｇ ｅ ｓｔｉｏ ｎ ｓｏ ｆ ｔｒ ｅ ａ ｔｍ ｅ ｎ ｔ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： ｃ ｏ ｍ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｅ ｄｓｔｒ ｅ ｓｓｓｔａ ｔｅ ； ｔｏ ｐ ｐ ｌａ ｔｅ ； ｏ ｐ ｅ ｎ ｉｎ ｇ ； ｓｔｒ ｅ ｓｓｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔｒ ａ ｔｉｏ ｎ某桥在施工过程中， 由于施工中断时间较长， 顶板中通过连接器相连接的部分未张拉预应力钢丝（ 钢绞线）受到严重锈蚀， 故研究决定拟在顶板相应位置开凿孔洞， 取出锈蚀的预应力钢丝（ 钢绞线）重新安装。由于箱梁顶板、 横梁及底板纵横向钢束张拉完毕， 且外部相应节段的拉索索力也已全部施加， 因此箱梁顶板处于复杂应力状态。 由于应力集中， 若对顶板开凿洞口， 则整个顶板的应力将发生变化。 为了了解开洞前后洞口局部区域及整个顶板应力的变化， 判断顶板开洞方案是否可行， 且便于后续指导恢复施工， 须对复杂应力状态下箱梁顶板开洞前后应力进行对比分析。１工程概况某桥全长９ ４ ５ ｍ ， 主桥为双索面３塔４ 跨预应力混凝土斜拉桥， 跨径布置为７ ２ｍ ＋ １２ ０ｍ ＋ １２ ０ｍ ＋７ ２ ｍ ＝ ３ ８ ４ｍ ， 桥宽４ ３ ｍ 。 主梁采用Ｃ ５０ 混凝土， 单箱４ 室箱形截面。 桥塔处梁高５ ｍ ， 跨中及边墩处梁高３． ４ ｍ 。 主梁采用预应力结构， 设有纵、 横、 竖３收稿日期： ２０ １１—０ ８ —１１作者简介： 张锋（ １９ ７ ６一）， 男， 江苏省泰兴市人， 硕士， 讲师向预应力， 纵向预应力分为钢丝和钢绞线２种体系；横向预应力采用钢绞线， 布置在底板及横梁内； 竖向预应力采用ＪＬ ３２精轧螺纹钢筋， 布置在腹板及塔底横梁内。 主梁采用挂篮悬臂现浇法施工。 主塔横桥向间距（ ２索面间距）为４ １ ｍ ， 索、 塔布置在箱梁翼缘板边缘６ ． ５６ ｆ ｔ索区范围内。 主塔高２７ ． ６ ５ ｍ ， 塔上索距７ ． ５ ｍ ， 梁上索距３． ５ ｍ 。全桥主跨共１６个施工节段， 纵桥向③号梁段长度为３． ５ ｍ ， ③号梁段浇筑完毕后， 由于工程资金紧缺工程施工暂停， 顶板中通过连接器连接的部分未张拉预应力钢丝（ 钢绞线）受到严重锈蚀。 根据专家意见， 在顶板相应位置开凿孔洞， 取出未张拉的预应力钢丝（ 钢绞线）， 待恢复施工后重新安装。位于箱室中心位置的顶板洞口平面尺寸为５０ｅ ｍ （ 横桥向）× ５０ｃ ｍ （ 纵桥向）。 位于腹板上方的顶板洞口尺寸为１０ ０ ｅｍ （ 横桥向）× ８ ０ｅ ｍ （ 纵桥向）ｘ６ ０ｅｍ （ 竖向）， 靠近连接器位置； １０ ０ ｅ ｍ （ 横桥向）ｘ８ ０ｅ ｍ （ 纵桥向）Ｘ ４ ０ ｃｍ （ 竖向）， 远离连接器位置。箱梁顶板开洞横向分布如图１所示。万方数据