寬箱梁雙索面斜拉橋橫向預(yù)拱度設(shè)置

《寬箱梁雙索面斜拉橋橫向預(yù)拱度設(shè)置》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、寬箱梁雙索面斜拉橋橫向預(yù)拱度設(shè)置李才（山東省交通科學(xué)研究院,山東濟(jì)南250031）摘要：應(yīng)用有限元分析軟件Abaqus對(duì)影響鋼箱梁橫向撓度的多種變量進(jìn)行分析對(duì)比，得出了各變量的影響規(guī)律。結(jié)合實(shí)際工程，在箱梁施工時(shí)按計(jì)算預(yù)拱度設(shè)置橫向預(yù)拱度，成橋后的測(cè)量結(jié)果表明橫坡度達(dá)到設(shè)計(jì)值，表明本研究設(shè)置橫向預(yù)拱度的方法是正確的，可作為寬箱梁雙索面斜拉橋橫向預(yù)拱度計(jì)算的參考。關(guān)鍵詞：寬箱梁；斜拉橋；橫向預(yù)拱度；雙索面中圖分類(lèi)號(hào)：U448.213文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào)：1672-0032（20127）04-0000-00城市橋梁在橫橋向一般設(shè)置行車(chē)道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道、綠化帶等[1]，往往具有較大的寬

2、度。橋梁不僅具有通行功能，還要具備美化城市的功能[2-3]。近年來(lái)，橋梁的景觀功能越來(lái)越受到人們的重視。斜拉橋造型美觀且施工工藝成熟，越來(lái)越受到青睞[4]。寬箱梁雙索面斜拉橋拉索在箱梁的兩側(cè)，施工中如不設(shè)置橫向預(yù)拱度，很難保證成橋后的橋面橫坡度。橋面橫坡對(duì)橋面排水至關(guān)重要，如橫坡度太小會(huì)造成橋面積水，不僅影響車(chē)輛和行人通過(guò)，還會(huì)造成橋梁損傷，因此保證成橋后的橫向坡度非常重要[5]?，F(xiàn)有規(guī)范沒(méi)有對(duì)橫向預(yù)拱度的設(shè)置進(jìn)行規(guī)定，現(xiàn)實(shí)中也無(wú)成熟的計(jì)算方法[6]。本研究結(jié)合實(shí)際工程，利用有限元分析軟件Abaqus/CAE建立模型，計(jì)算出橫向預(yù)拱度，再分別以鋼箱梁的寬度、高度、腹板數(shù)量為變量，進(jìn)行靜力

3、分析。用理論計(jì)算方法對(duì)預(yù)拱度的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，并將計(jì)算結(jié)果用于指導(dǎo)主梁施工。1工程概況某兩跨布置的空間扭轉(zhuǎn)索面獨(dú)塔斜拉橋的主梁為扁平式鋼箱梁，跨徑布置為2×118m。全橋共設(shè)4×13根斜拉索。斜拉索一側(cè)錨固在塔上，一側(cè)錨固在鋼箱梁外側(cè)腹板。斜拉索順橋向間距7m，水平索距由主塔中心起為（23+12×7+11）m，主塔一側(cè)無(wú)索區(qū)長(zhǎng)度為23m，邊墩無(wú)索區(qū)長(zhǎng)度為11m。主塔為單塔柱，下塔柱為混凝土結(jié)構(gòu)，上塔柱為鋼箱結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)汽車(chē)荷載為城市-A，人群荷載為3.5kPa。設(shè)計(jì)橋面雙向橫坡度為1.5%，橋面鋪裝等厚，橫坡通過(guò)改變鋼箱梁高度實(shí)現(xiàn)。鋼箱梁全寬為45.32m，橫橋向兩根拉索之間的距離為35

4、.40m。鋼板頂板厚度為14mm，底板為16mm，邊腹板為35mm，中腹板為20mm，U型肋為10mm，加勁肋為10mm，橫隔板為16mm。大橋立面布置如圖1所示，鋼箱梁橫向布置如圖2所示(圖中長(zhǎng)度單位為cm)。圖1大橋立面布置圖圖2鋼箱梁橫向布置圖2橫向預(yù)拱度設(shè)置橫向預(yù)拱度是主鋼箱梁在拼裝施工時(shí)橫向的預(yù)拋高[7]。當(dāng)主梁寬度較大、支點(diǎn)在主梁兩側(cè)時(shí)，在自重和二期恒載作用下，橋梁中線產(chǎn)生的下?lián)喜蝗莺鲆昜7-8]，嚴(yán)重時(shí)將使橫坡度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，因此寬箱梁雙索面斜拉橋橫向預(yù)拱度設(shè)置十分必要。2.1模型選取斜拉索縱橋向的間距為7m，取一根拉索前后各3.5m作為分離單元。雙懸臂的重量與箱梁自重相比

5、非常小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)。為了得到各變量對(duì)橫向撓度的影響，各工況對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行局部調(diào)整：寬度分別為33.4、34.4、35.4、36.4、37.4m；梁高分別為2.3、2.4、2.5、2.6、2.7m；腹板數(shù)量分別為6、7、8、9、10。在計(jì)算時(shí)，取其一為自變量，其它變量固定為設(shè)計(jì)值。計(jì)算采用有限元分析軟件Abaqus/CAE。2.2荷載和約束將梁端的彎矩、軸力、剪力以外力的形式施加在相應(yīng)部位。二期恒載和結(jié)構(gòu)自重等效為均布荷載，斜拉索的支撐等效為邊界條件，在節(jié)段的兩端約束其豎向和順橋向位移，一端約束其橫橋向位移[9]。鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的質(zhì)量為88t?？v橋向相鄰兩根拉索之間有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，

6、縱橋向取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段作為計(jì)算單元[10-11]，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段自重均布載荷q1=7.103kN/m2。主橋鋼箱梁除分隔帶外，下層采用3.5cm澆注式瀝青混凝土，上層為3.5cm的SMA瀝青瑪蹄脂碎石混合料，鋪裝層自重均布載荷q2=0.171kN/m2；護(hù)欄為鋼防撞護(hù)欄，護(hù)欄自重均布載荷q3=0.03kN/m2。綜上，鋼箱梁的自重均布荷載q=q1+q2+q3=7.304kN/m2。2.3計(jì)算結(jié)果及分析利用有限元計(jì)算軟件Abaqus/CAE建立實(shí)體單元模型，Q345鋼的彈性模量取206GPa，密度取7.86×103kg/m3，泊松比取0.3。邊界條件為在鋼箱梁兩側(cè)的錨點(diǎn)處加相應(yīng)約束，施加結(jié)構(gòu)自重和

7、二期恒載[12]。計(jì)算模型如圖3所示。設(shè)計(jì)梁段在恒載作用下的橫向撓度如表1所示。圖3Abaqus/CAE模型表1恒載作用下橫向撓度測(cè)點(diǎn)編號(hào)12345678距中心線距離/m02.55.07.510.012.515.017.5撓度/mm13.56113.98114.12111.2218.0005.8992.1220.000從圖5可以看出，橫向最大撓度為14.121mm，發(fā)生在距箱梁中心線5.0m處，箱梁中心線處的撓度為13.561mm。