混合单元法在大跨度异形拱桥有限元分析中的应用
2022-06-07陈冠
黑龙江交通科技 2022年4期
陈 冠
(湖南路桥建设集团有限责任公司,湖南 长沙 410015)
拱桥是一种古老的桥型,其受力简单明确、养护成本低廉、施工工艺成熟,在我国桥梁建设中占有重要地位[1,2]。随着我国桥梁建造技术及材料制造工艺的飞速提升,钢结构桥梁已经成为桥梁建设的主流,相比于传统材料拱桥,钢结构拱桥凭借更大的跨越能力、更小(薄)的截面尺寸,多变的结构形式,正取代传统的圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥成为拱桥中主要的桥型。其中异形拱因为造型美观、结构新颖,具有非常大的美学价值,在市政桥梁建设中备受欢迎。同时,计算机技术又推动了异形拱的计算理论的迅猛发展。
传统拱桥主要受压、弯不同,异形拱桥由于其典型的空间特性,在某些局部位置存在多种受力模式,受力机理极其复杂,异型截面拱肋整体-局部稳定性能、剪力滞效应、畸变效应以及应力状态都是有待回答的问题[3],为更精准的把握其受力规律,需要我们通过对结构受力进行进一步分析。
1 工程概况
宁波甬江中承式异形截面拱桥,桥跨布置为(100+450+100)m,桥面宽度为45.8 m,拱肋断面采用上、下肢(不等宽)结合的异形截面,上肢拱宽度为2.8 m,下肢拱宽度为3.5 m。边跨与中跨拱肋保持在同一个平面内,横向倾斜度1∶ 5,拱肋之间设置K形风撑及“一”字撑。拱肋分为上、下两肢,边跨下肢拱采用二次抛物线,净矢高为4.5 m;主跨下肢拱采用悬链线,矢跨比=1/5,拱轴系数为1.6;上肢拱采用两端圆曲线和中间二次抛物线组合,中间二次抛物线部分矢跨比为1/11.5[4]。……
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