摘要
近十余年来,由于桥梁的需求量和建设数量持续上升,使得桥梁的创新变得更加重要,因此,桥梁快速施工技术的研究和应用变得更加迫切。其中,预制装配式桥梁施工技术因其具有施工效率高、节能环保、工程质量可控、人工成本低等特性,已经成为当今桥梁建设的主流。然而,我国目前关于预制拼装桥梁的研究主要集中在上部结构以及桥墩,对于桥台预制化研究较少。于是本文提出了两种不同接缝形式的桥台拼装方式,开展了模型试验研究和有限元模型参数分析,主要工作和结论如下: (1)以某工程的肋板式桥台为背景,设计制作了 4 个混凝土桥台模型,分别开展了抗弯试验以及抗剪试验。试验现象表明,不同接缝构造的桥台模型的裂缝分布有着大致相同的特征,主要都出现了加载点与肋板连接线之间的斜裂缝,其中现浇桥台模型与法兰盘接缝构造桥台模型的破坏为弯剪破坏,而牛腿螺栓接缝构造的桥台模型的破坏为剪切破坏。 (2)根据试验结果,对比分析了两种不同接缝构造的预制拼装肋板式桥台的受力性能。结果表明在抗弯试验中,采用法兰盘接缝构造的预制拼装桥台的极限承载力为现浇桥台的 94%。而采用牛腿螺栓接缝构造的预制拼装桥台的极限承载力为现浇桥台的 60%;在抗剪试验中,采用4.8级M12普通螺栓法兰盘与采用8.8级M12高强螺栓法兰盘的抗剪承载力均满足规范要求,综合考虑后,本文推荐使用普通螺栓即可。在接缝构造中推荐使用普通螺栓法兰盘接缝,其性能可以“等同现浇”。 (3)对于法兰盘接缝构造的预制拼装肋板式桥台进行了有限元参数分析。结果表明,法兰盘的加劲肋厚度、螺栓个数、螺栓直径以及与插入混凝土的钢板长度均与预制拼装肋板式桥台的极限承载力成正比,综合考虑经济效益以及结构的承载能力,法兰盘连接预制拼装肋板式桥台的最优参数组合为:加劲肋厚度为 30mm、螺栓个数为 12 个、螺栓直径为 40mm、与混凝土连接的钢板长度为 50cm。当采用此参数时,法兰盘的性价比较为优异。 (4)提出一种预制拼装肋板式桥台模块化的方案,包括三种基本构件,组合出了四种基本方案,实际工程中所需的不同宽度桥台可通过这四种基本方案排列组合得出,应用范围较广。