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不同斜度斜拱桥空间受力比较分析

2020-07-13谢维超

建材发展导向 2020年5期

谢维超 黄 鹏

(中国市政工程中南设计研究总院有限公司,湖北 武汉 430014)

拱桥是一种极具美学形象的桥型,又是我国一种古老的最具传统特色的桥型,总是能给人以无限的遐想。它强劲的力度和优美的曲线造型、以及多跨拱桥的动感变化,一直受到人们的赏识和推崇。而随着我国交通运输事业的发展,为了达到顺适线型、行车平稳、节资节能之目的,斜交拱桥的采用必不可免。如今虽然斜交梁桥的理论研究已经日趋成熟并应用于实际,但对于斜交拱桥受力特征的研究仍十分缺乏。本文通过MIDAS 有限元分析软件比较不同斜交角及桥宽下斜交拱桥的受力特点,为斜拱桥的设计提供一些理论依据。

1 模型的建立与计算

本文以某斜拱桥为工程背景,该桥初步设计为上承式拱桥,拱圈为圆曲线线形,净跨径19m,净矢高3.8m。拱肋材料为C30 混凝土。

1.1 参数选取

为了突出比较斜交对拱桥的影响,将分别取拱桥正交、斜交15 度、斜交20 度、斜交30 度等四类情况进行实体建模比较分析,其中每类情况再分别取5m 和10m 两种桥宽进行计算,拱肋断面取较为简单的矩形断面,拱肋厚度恒定取为0.6m。

加载方式按上承式拱桥满载施加,即全桥竖向均布布载,均布力大小为2kN/m2。边界条件采用节点支承,将拱脚所有结点进行固结处理,由于实体单元每个节点只有三个平动自由度,因此是否约束节点转角自由度对计算没有任何影响。

1.2 模型建立

本文采用MIDAS 有限元分析软件进行实体建模,按斜交角θ 及桥宽的不同共建立8 个模型。……

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