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连续刚构桥梁底曲线形状对结构的影响

2017-03-13白蓉蓉++赵仙茹

科技创新导报 2016年26期
关键词:数值分析

白蓉蓉++赵仙茹

摘 要:为研究大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁底曲线形状对结构的影响,以某大跨度预应力混凝土连续刚构桥为工程实例,通过建立不同的数值模型,分析在自重及车道荷载作用下主梁关键截面的应力和位移的变化规律,从而总结出一些对工程上有价值的结论。

关键词:连续刚构桥 设计参数 数值分析 梁底曲线形状

中图分类号:U448.23 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)09(b)-0038-02

连续刚构桥以其独特的优势,在我国桥梁建设中被广泛采用,而影响其跨径、结构受力等情况的梁底曲线形状也备受关注。根据以往设计经验,梁底曲线常选取1.5~2.0次抛物线[1,2]。文献[3]认为,跨径较小的刚构桥采用1.8次抛物线,跨径较大的采用1.5次抛物线。

为了更好地研究不同梁底曲线形状与主梁结构自重、受力及位移间的关系,该文通过建立不同的数值模型来进行研究。

1 计算模型及结构设计参数分析

该文以某大跨度预应力混凝土连续刚构桥为原型,运用MIDAS/CIVIL软件在原始模型的基础上,保持其他设计参数不变,通过对梁底曲线幂次值取1.5次、2.0次、2.5次这3个具有代表性的数值模型进行比较,分析在自重及车道荷载作用下主梁关键截面的应力和位移的变化规律。

1.1 自重荷载作用下

从图1可以看出,在自重荷载的作用下,随着梁底曲线幂次的增加,主梁关键截面上缘和下缘的应力都有不同程度的减小。

从图2可以看出,在自重荷载的作用下,随着梁底曲线幂次的增加,主梁关键截面挠度值都有一定程度的减弱。

1.2 车道荷载作用下

从图3、图4可以看出,在车道荷载的作用下,随着梁底曲线幂次的增加,部分主梁关键截面上缘最大拉应力、下缘最大压应力的值都有所增加。

从图5可以看出,在車道荷载的作用下,随着梁底曲线幂次的增加,主梁关键截面处挠度值增加较为明显。

2 结论

该文在分析经验取值的基础上,结合工程实例建立了较为全面的数值模型,研究比较了不同梁底曲线形状在自重及车道荷载作用下主梁关键截面的应力和位移的变化规律,得出以下结论。

随着梁底曲线幂次的增大,主梁压应力减小,这也就说明了在设计连续刚构桥梁底曲线线型时,不必只选取经验值1.5和1.8,更大的梁底曲线幂次如2.5次也是可以尝试的。同时考虑到要充分发挥混凝土的受压性能,在大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁底曲线线型选择时应尽可能地避免拉应力出现,综上所述,梁底曲线幂次选择1.5~2.5为最佳。

参考文献

[1] 向中富.浅谈混凝土连续刚构桥[C]//中国公路学会桥梁和结构工程学会2003年全国桥梁学术会议论文集.2003.

[2] Podolny,Walter.ConstruetionandDesignofPrestressedConereteSegllantalBridges[M].NewYork:Wiley,1982.

[3] 胡雄伟.大跨连续刚构桥主梁设计参数的优化研究[D].昆明:昆明理工大学,2008.

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