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某提篮系杆拱桥成桥荷载试验研究

2021-04-01王玮

黑龙江交通科技 2021年3期
关键词:有限元桥梁结构

王 玮

(郑州工商学院,河南 郑州 451400)

1 工程概况

该提篮系杆拱桥位于城市支路,规划道路红线13 m,设计长度434.433 m。其中桥梁全长为98 m,横向布置为2.3 m(人行道)+2.0 m(分隔带)+8.0 m(机动车道)+2.0 m(分隔带)+2.3 m(人行道)=16.60 m,桥面车行道横坡度为2.0%,人行道横坡度为1.0%,人行道外侧设有护栏。桥梁设计汽车荷载等级:城-A级,人群荷载:5.0 KPa。

桥梁上部结构为钢管混凝土提篮系杆拱桥,属于刚性系梁刚性拱,采用柔性吊杆,计算跨径90 m,拱轴线为二次抛物线,矢跨比1/4.5,矢高20 m,拱肋平面由铅垂面内倾8。,拱肋截面为哑铃式钢管混凝土截面。由两个直径90 cm钢管和腹板组成,截面高度210 cm,将C50微膨胀混凝土填充于管内,钢管横撑直径为80 cm,壁厚为14 mm。主桥系梁采用钢筋混凝土预应力结构,系梁截面采用矩形截面,截面高度2.0 m,截面宽度1.5 m。基础为承台接桩基础,而桥台为一字式桥台。每片拱肋由16根吊杆组成,材料为61丝直径7 mm的镀锌高强钢丝索,吊杆间距5 m,PE护套桥面以上2 m高度外包裹不锈钢材质套管。桥面板采用实心板,板宽99 cm,厚25 mm,7根一字风撑组成风撑,并用外径为80 cm的钢管焊接为一体。主桥上部结构的系梁、中横梁以及端横梁都是采用支架现浇而成,钢管拱肋分段拼装。

2 全桥有限元模型建立及结构分析

为了解结构的静力性能,准确制定试验加载方案,首先对本桥进行了力学性能分析。本文采用有限元计算程序MIDAS/Civil2012建立空间有限元模型,并进行受力分析,该桥的有限元计算模型见图1。

图1 全桥Midas civil有限元模型示意图

3 桥梁静载试验

试验荷载采用正常使用极限荷载状态所产生的控制截面的设计弯矩进行确定,取设计活载效应最大值作为该桥试验荷载的控制值。……

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