新型全无缝桥梁台后结构受力机理研究

台后结构（包括搭板和无缝接线路面）是新型全无缝桥梁的关键部位，其受力机理是该类桥梁推广应用中迫切需要解决的问题。本项目以半整体式全无缝桥梁的台后结构作为重点，系统分析(1)台后不均匀工后沉降对整个全无缝桥梁的影响机理；(2)无缝接线路面的受力机理及裂缝控制。研究拟采用仿真分析、室内参数试验和验证试验、实桥检验等手段，确定关键参数的求取方法和合理取值范围：以实桥为工程背景，采用1:1的纵向条带主梁-搭板-无缝接线路面模型试验，测出各关键部分的拉/压-应力-变形关系以及模态参数，其中无缝接线路面各层间的模态参数通过低周循环试验配合现场监测得出；调整搭板下垫层的高度，通过加载试验测出沉降差状态下的梁端/搭板/接线路面三者界面的应力变化及裂缝发展；建立半理论半经验的台后结构非线性有限元分析模型。最终提出新型全无缝桥梁台后结构设计控制要点，为新型全无缝桥梁在我国的推广提供强有力的支持。

路桥全无缝桥梁是湖南大学提出的新型无缝化桥梁结构，具有独立知识产权。本项目在原有研究的基础上，以台后搭板、接线路面的受力机理作为研究对象，采用理论研究先行，足尺模型试验修正，实桥验证的方法，系统分析工后沉降、接线路面裂缝控制等必然因素的影响，提出了半整体式全无缝桥梁结构体系台后结构优化设计及其控制要点，重要结果和关键数据如下：..子课题一：无缝接线路面的受力机理及裂缝控制.（1）确定加筋混凝土接线路面板为带地梁和带等距离预锯缝的形式：将梁体传来的变形控制在地梁与搭板之间的接线路面吸纳，从而减小接线路面长度，减小裂缝的离散性；提高了强震下整个结构体系的延性，能非常有效地保护主桥部分在强震下不会被拉裂；对台后的土压力影响非常小，可简化桥台的设计和施工。（2）提出了无缝接线路面的最优复合式路面结构：4cm厚沥青混凝土层+24cm厚连续配筋混凝土面层+沥青隔离层+基层。（3）研究出了温度作用下接线路面的变形、配筋、裂缝宽度计算方法，保证在有效吸收梁体温度变形的同时，接线路面钢筋应力和裂缝宽度均能控制在规范要求范围内。..子课题二：台后不均匀工后沉降对整个全无缝桥梁体系的影响机理.（1）已运营无缝实桥的走访结果表明：绝大多数台后结构完整、稳定，工后沉降主要表现为搭板区域下不均匀沉降和接线路面沉降两种情况；（2）对于主梁而言，搭板区域的工后沉降主要增加了梁端桥面板的纵向受力，而接线路面区域沉降的影响可以忽略；（3）对于台后结构而言，不均匀沉降增加了搭板与接线路面板联接区段的应力和一定长度范围内接线路面的裂缝宽度及变形，影响长度随沉降量的增加而增长。搭板区域的工后沉降还增加了搭板内的应力； （4）台后沉降不利于搭板和接线路面板的受力及完整性。应避免在台后填土较高或者台后沉降较大的软土地基等地区修建无缝桥，并保证和提高台后搭板与接线路面区段基层的纵、横向压实度均匀；（5）台后不均匀沉降影响下，在搭板与无缝接线路面联接区域下设置枕梁，对台后结构受力及行驶舒适性有利。.对多座半整体式全无缝桥梁进行了一年多的监测，台后部分均没有出现沉降，个别接线路面出现微裂缝，随着温度上升可以闭合，行驶状况非常好，达到了预期效果。.项目组按照合同中研究内容的要求，己经完成了规定任务，成果写入了待出版的《无缝桥梁设计与施工指南》和专著中。