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彎扭剛度比與斜度對斜交橋影響分析.pdf

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74 低 溫 建 筑 技 術 2013年第 1期 (總第 175期 ) 彎 扭 剛 度 比與斜 度 對 斜 交橋 影 響分析 于廣龍 , 唐軍斌 , 李金龍 , 賈艷敏 (東北林業大學土木工程學院 . 哈爾濱 150040) 【摘 要】 荷載類型、荷載作用位置、斜度、彎扭剛度比等因素是影響斜交橋受力性能的因素,本文討論了在 一 期恒載作用下斜度 、彎扭 剛度 比這 兩個 固有 因素對 箱型截 面 的斜 交橋 內力 產生的影 響。采用 Midas/civil有 限 元分析軟件對 一工 程實例建立剪力柔 性梁格模型 ,系統 的分析 了不同斜度 和不同彎扭剛度 比對反力 、內力等 方面 的影響 ,并繪制 曲線 圖顯示斜度 和彎扭 剛度 比對斜交橋 受力性 能的影 響規律。 【關鍵詞】 斜梁橋;箱梁;彎扭剛度比;斜度;梁格法 【中圖分類號】 TU375.1 【文獻標識碼】 B 【文章編號】 1001— 6864(2013)01— 0074— 03 0 引言 斜橋是伴隨著高等級 公路 和城市立 交橋、高架橋 的建設而發展起來的。斜橋可以更好地適應地形地 物的限制 ,更合理地改善 了道路 的線形及 適應城市 的 街道條件。斜橋與正橋區別于其支承邊(或支座連 線)與橋梁 軸線 的法 線不平 行 ,其 所夾 的銳 角稱 為斜 交角???慮到斜交角 度的存在 ,可知斜橋 在外荷 載的 作用下 ,表 現出強烈 的彎扭耦合作用 。 箱形截面 因其 優 良的結 構性 能往 往成 為適 宜 的 橫截面選擇,主要優點是截面抗彎、抗扭剛度大,結構 在施工和使 用過 程 中都 具有 優 良的穩 定性 。但 其彎 扭剛度 比較小 ,一般在 0.5~5.0之間 。文 中應用一 工程實例建模 ,通過改變模 型 中的單一 變量 (斜度 、彎 扭 剛度 比)來 分析斜 度 、彎扭 剛度 比這兩 個 固有 因素 對箱 型截面 的斜交 橋跨 中彎矩 大小 、鈍角 處端支承扭 矩大小 、反力分布等方面 的影響規律。 1 模型建立 1.1 計算原理 采用 Midas/civil有限元分析軟件對工程 實例建立 剪力柔性 梁 格模 型。應用 的梁格 法基本 原 理是將 分 散在板式或箱梁 每一 區段 內的抗 扭 剛度和 抗彎 剛度 集 中于最鄰 近的等效梁格 內 ,將實 際結構 的縱 向剛度 集 中于縱 向梁格構件 內 ,而橫 向剛度則集 中于橫 向梁 格構件 內 。但 實體 模 型與 梁格 法建 立 的模型 還 有 著不 同 的受力 特點 ,只是一 種近 似 的模 擬 ,為了提高 其 精度 ,還 需注 意為 了與 原實體 模 型保 持 一致 ,在 箱 梁分割 為梁格 的時候必須保證縱梁的中性軸一致 。 1.2 斜交橋模型 工程實例 為一斜 交 15。(0號 臺斜交 30。)的三跨 預應力連續梁橋 ,跨徑布置為 (17.5+32+16)m,全 長 71.28m,采 用整 體 支 架 現澆 ,預應 力兩 端 張拉 施 工。 采用 Midas/civil有限元分析軟件對工程實例建立剪力 柔性 梁格模型 。橋梁截 面采用 單箱雙室 箱型 截面,經 計算此梁格模型彎扭剛度 比 k=1.6。采用 Midas梁格 法建模 時將 上 部 結構 按縱 向梁 格 和 橫 向梁 格劃 分 。 縱 向梁格按 主梁劃分 為三塊 ,需保 持縱梁 的 中性 軸在 同一高度??v向梁之間通過橫向梁格模擬橫 向連接 , 為得 到真 實 的 自重 和剛度 ,橫 隔梁 處 按 實 際 結構 建 模 ,其 它位置 按每 1.5m建 立相 當于頂 板 剛度 的虛 擬 橫梁 ,不計 自重 ,且橫梁與縱梁斜交 ,如 圖 1所 示。 圖l Midas梁格模型 為驗證 Midas 梁格法 建模 的可靠性 ,對 連續 橋梁 在一期荷載作 用下 的模 型數據 與實 測應 力值 進行 對 比 ,預埋應變儀在橋梁縱 向中的位置如圖 2所示 ,橫截 面位置取橋梁 中線箱梁下翼緣處應 變讀 數 ,計算 對 比 結果見表 1。 l750 圖2 實際工程預埋應變儀位置 表 1 實測應力值與模型數 據對比 MPa 1點處 2點處 3點處 4點處 5點處 6點處 7點處 由表 1實測應力值與模型數據對 比可知模型數據 大于實 測值 ,由此 可見 采用 Mida~civil建立 的有 限元
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