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混凝土箱梁桥开裂和下挠发展模拟分析 　　摘要：采用大型通用有限元软件ANSYS建立三维空间梁格模型，对样本箱型梁桥进行全过程的空间力学分析，得出主拉应力过大是箱梁桥底板裂缝产生的主要原因，并对底板裂缝产生后的箱梁受力情况进行了模拟，发现箱梁底板裂缝的产生为其它各种病害（腹板开裂、长期下挠）的出现创造了条件。 　　关键词：混凝土箱梁；开裂和下挠；空间梁格分析；力学特性 　　Abstract: adopting large general finite element software ANSYS to construct a three dimensional space grillage model box girder bridge of the sample for the space of the whole process of mechanics analysis, and concludes that the principal tensile stress is box girder bridge floor is the main cause of cracks, and the bottom of the box girder crack force are simulated, and found that the cracking of the bottom box girder for a variety of other diseases (webs craze, long-term provent down) create conditions there. 　　Keywords: concrete box bridge; Under the cracking and flexible; Space grillage analysis; Mechanical properties 　　 　　 　　中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号： 　　1 引言 　　箱型截面具有整体性好、抗扭刚度大以及顶底板均能提供较大的受力面积的特点，目前被大跨径的桥梁结构尤其是大跨径预应力连续梁桥所广泛采用。 　　但是，随着越来越多的混凝土箱梁桥的修建，这类桥梁也暴露出许多问题，目前在工程界最为关注的大跨径混凝土箱梁桥的病害为其易开裂和跨中长期下挠的问题。如1995年建成的湖北黄石大桥，主跨为五跨的预应力混凝土连续刚构，1998年桥梁检测时发现其最宽的裂缝已达0.4mm，并伴有持续的跨中下挠，最大挠度达到33.5cm；同时在2005年对广州洛溪大桥进行的检测时发现，该桥主桥的箱梁部分出现大量裂缝，最长的一条长2.15m，宽0.56mm；而主跨达到270m的虎门大桥辅航道桥，在建成7年后观测到的跨中下挠为260mm[1]。 　　由此可见，目前已修建的很多大跨径预应力混凝土箱梁桥都出现了开裂和跨中长期下挠的问题，而通常这些桥梁是由不同的施工队伍修建，处于不同的地域、不同的运营环境下，这反映出大跨径预应力混凝土箱梁桥在设计计算上很有可能存在先天缺陷。因此，对该类桥病害产???的过程进行力学分析就显得尤为重要。 　　2 样本桥梁及空间梁格法概述 　　2.1 样本桥梁概述 　　选择某三跨预应力连续梁桥作为样本桥梁进行研究，该桥跨径组合为68m+100m+68m，采用单箱单室箱型截面，箱梁材料采用C55混凝土，三向预应力设计。 　　2.2 三维空间梁格法概述 　　在采用三维空间梁格法来模拟箱梁桥时，首先将箱梁离散成顶板、底板和腹板等几块大的“板元”，然后将这些大的“板元”离散许多小的“板元”，最后用很多正交的十字梁格来模拟这许多小的“板元”，以此完成箱梁桥的三维空间梁格化，这样我们平常所采用的二维的空间梁格法就实现了扩充，变为三维的空间梁格法。 　　图2.1为三维空间梁格法建立的全桥模型图 　　 　　 　　 　　本文在计算中考虑实际的施工阶段进行计算。 　　3 静力计算结果 　　3.1 静载作用下桥梁反应分析 　　对样本桥梁选取腹板和顶板交合处A点、腹板中段B点、底板位于竖向预应力范围内三维C点和C点附近处于竖向预应力范围外的D点作为重点关注位置，如图3.1所示。 　　 　　 　　 　　本文重点研究样本桥梁在恒载、活载和预应力作用下的受力情况，活载按影响面进行加载。 　　 　　3.1.1活载作用下的应力情况 　　图3.2和图3.3为样本桥梁沿纵向各截面的A活载作用下的正应力包络图。 　　 　　 　　 　　3.1.2运营状态（考虑活载、恒载及纵向预应力）情况下的全桥正应力计算 　　图3.3为对象桥梁在考虑活载、恒载及纵向预应力时C正应力包络图。 　　本小节的