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《17-連續(xù)多跨矮塔斜拉橋力學性能分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2012年1月鄭州大學學報(工學版)Jan．2012第33卷第1期JournalofZhengzhouUniversity(EngineeringScience)Vol.33No.1文章編號:1671－6833(2012)01－0032－04連續(xù)多跨矮塔斜拉橋力學性能分析121王艷，谷定宇，陳淮(1．鄭州大學土木工程學院，河南鄭州450001;2．河南徐輝建筑工程設(shè)計有限公司，河南鄭州450008)摘要:以開封黃河二橋主橋為研究對象，采用有限元程序Midas/civil對該橋進行了力學性能分析．計算結(jié)果表明
2、:由于該橋塔高與跨徑之比較大，斜拉索承擔較多的豎向荷載，能有效降低主梁支點截面的高度和內(nèi)力;主梁的內(nèi)力與變形表現(xiàn)為多跨連續(xù)梁的受力特點，主梁基本全截面受壓，軸力分布較為均勻，在橋塔根部支點處出現(xiàn)較大正彎矩，跨中出現(xiàn)負彎矩;主梁剛度較大，整體變形以向上為主，變形量較小;主塔只起到拉索轉(zhuǎn)向塊的作用，縱向受力較小，故各塔頂縱橋向位移較小，在中等跨徑范圍內(nèi)，可采用多跨矮塔斜拉橋方案解決普通多跨斜拉橋的剛度問題;每根塔柱兩側(cè)拉索的拉力由內(nèi)向外依次小幅增大，總體分布均勻，邊跨索索力最大，活載作用引起的拉索應力增幅較小;
3、橋梁結(jié)構(gòu)在非對稱活載作用下的受力更為不利;各構(gòu)件控制截面應力及變形均在橋梁設(shè)計規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，且具有足夠的安全儲備，橋梁結(jié)構(gòu)受力合理．關(guān)鍵詞:多跨矮塔斜拉橋;有限元法;力學性能中圖分類號:U448．27文獻標志碼:Adoi:10．3969．/j．issn．1671－6833．2012．01．008主塔高度與跨徑之比高達1/5，主塔高度相對較0引言高;該橋共7塔8跨，孔跨數(shù)較多，且各塔無邊錨矮塔斜拉橋具有塔矮、梁剛、索集中布置等特索固定．為了解該多跨矮塔斜拉橋在力學性能上點，使得其結(jié)構(gòu)剛度大、結(jié)構(gòu)受力合理．由
4、于矮塔的受力特點，采用有限元程序Midas/civil建立開斜拉橋橋型美觀，跨徑布置靈活，施工方便等優(yōu)封黃河二橋的空間有限元計算模型，對該橋進行點，在跨徑100～300m范圍內(nèi)具有較強的競爭力學性能分析，探討該類橋梁主要構(gòu)件的受力與［1－5］力．國外建造的多跨連續(xù)矮塔斜拉橋較少，僅變形特點，為同類橋梁的設(shè)計與施工提供參考．［6］有10余座，國內(nèi)更少．開封黃河二橋是一座7［7］塔8跨雙索面預應力混凝土多跨矮塔斜拉橋，主橋跨徑為85m+6×140m+85m，是目前國內(nèi)一聯(lián)孔跨總數(shù)最多、連續(xù)長度最大的矮塔斜拉橋．
5、該橋主梁采用單箱三室變高度預應力混凝土箱梁，梁高2．5～5m，三向預應力體系;主塔采用矩形混凝土截面，塔高36m，結(jié)構(gòu)高度28m，布置在護欄外側(cè)，與主梁固結(jié)，梁底支座支撐在墩上;斜圖1橋梁標準跨布置圖(單位:cm)拉索為豎琴式，塔上索距1m，梁上索距4m，每根Fig．1Standardspanlayoutarrangementofbridge塔柱上設(shè)11對斜拉索，塔頂通過鞍座，對稱錨固于梁體上．該橋的標準跨布置如圖1所示．1有限元模型建立開封黃河二橋的主塔高度與跨徑之比較大，孔跨數(shù)較多是該橋在結(jié)構(gòu)形式上的獨
6、特之處．一運用有限元程序Midas/civil建立開封黃河二般多跨矮塔斜拉橋橋塔高度與跨徑之比大致為橋主橋空間有限元計算模型，該橋由主梁、主塔、［1］1/7．4～1/14，均值為1/9．6，開封黃河二橋的斜拉索、橋墩等主要受力構(gòu)件組成，根據(jù)各構(gòu)件的收稿日期:2011－08－20;修訂日期:2011－10－29基金項目:河南省杰出人才計劃資助項目(084200510003)作者簡介:王艷(1980－)，女，河南清豐人，碩士，鄭州大學講師，主要從事橋梁結(jié)構(gòu)分析工作．第1期王艷，等:連續(xù)多跨矮塔斜拉橋力學性能分析
7、33受力特點，選擇合適的單元進行模擬．考慮到主梁截面較寬且為閉口箱型截面，抗扭剛度較大，選用常用的“單主梁”模型，即采用一根三維變截面梁單元模擬主梁;主塔與橋墩采用等截面梁單元模擬;拉索采用只受拉桁架單元離散，拉索初張力通過對桁架單元施加初張力來模擬;主梁與拉索之間采用剛臂連接，在程序中選用彈性連接中的剛圖4工況3下橋梁內(nèi)力與變形圖接模擬實現(xiàn);塔梁固結(jié)，梁墩邊界仿照連續(xù)梁橋的Fig．4Theinternalforceanddeformation支座進行處理，即在中間墩頂采用固定鉸支座，在ofbridgeun
8、derloadcase3其它墩頂采用滑動鉸支座．全橋有限元模型共計表13種工況下各橋塔頂部順橋向位移896個節(jié)點，804個單元，橋梁有限元模型如圖2Tab.1Thedisplacementsatthetopofpylons所示．橋梁結(jié)構(gòu)材料參數(shù)根據(jù)規(guī)范確定．inlongitudinaldirectionofbridgeunder3kindsofloadcasesmm工況1#塔2#塔3#塔4#塔5#塔6#塔7#塔工
