v形斜腿連續(xù)剛構(gòu)人行天橋結(jié)構(gòu)研究

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1、V形斜腿連續(xù)剛構(gòu)人行天橋結(jié)構(gòu)研究　　摘要：本文以廣東省某省道上的一個(gè)人行天橋?yàn)槔?，?duì)V形斜腿連續(xù)剛構(gòu)橋這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力分析，并對(duì)橋梁的受力較為復(fù)雜的局部進(jìn)行了細(xì)部分析，最后對(duì)此種結(jié)構(gòu)形式的橋梁的受力特點(diǎn)進(jìn)行的總結(jié)和歸納。關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu) 人行天橋 結(jié)構(gòu)分析 細(xì)部分析中圖分類(lèi)號(hào)：U291.6+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介省道某線(xiàn)的一座人行天橋主橋采用的構(gòu)型為兩跨鋼筋混凝土V形斜腿連續(xù)剛構(gòu)橋。主橋全長(zhǎng)46米，采用單箱單室的斜腹板箱形截面，箱梁頂部寬度為3.00米，底部寬度為2.00米，梁高為1.00米，主梁截面如圖1所示。主梁曲線(xiàn)段底面的圓弧曲線(xiàn)半徑為1

2、25米。在在主橋的中間設(shè)置一個(gè)V型墩，墩身斜腿與垂直方向的夾角為23度，每側(cè)斜腿的厚度為0.80米，寬度為2.00米。在主梁與斜腿相交的位置采用圓弧倒角。主橋箱梁與V形墩均采用C30的混凝土支架現(xiàn)澆施工。人行天橋主橋的簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。圖1主梁截面示意圖圖2人行天橋主橋簡(jiǎn)圖二計(jì)算模型6計(jì)算軟件采用邁達(dá)斯（MIDAS）/Civil2010。主梁的曲線(xiàn)段按等截面梁輸入，根據(jù)“公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范”（JTGD62-2004）的規(guī)定，連續(xù)梁中間支承處的橫隔梁偏于安全地不予以考慮；兩邊的直線(xiàn)段根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)按變截面梁來(lái)進(jìn)行輸入；V形墩的兩個(gè)斜腿按等截面梁輸入，在斜腿與主梁連接的位置設(shè)置剛臂來(lái)

3、模擬斜腿與主梁形心軸的實(shí)際連接情況；主梁兩邊的的支座模擬為鉸接，只約束支座位置主梁Y方向和Z方向的平移自由度，而釋放其X方向的自由度，同時(shí)釋放其各方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；對(duì)于V形墩兩個(gè)斜腿與樁承臺(tái)連接的位置，將其模擬為固結(jié)，約束斜腿單元在該位置節(jié)點(diǎn)的三個(gè)方向的平移自由度和三個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)自由度。主橋全橋的模型一共73個(gè)節(jié)點(diǎn)，70個(gè)單元；其中主梁共54個(gè)單元，V形墩兩個(gè)斜腿共16個(gè)單元。結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)圖如圖3所示。圖3主橋結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)圖根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，主橋的主梁和V形墩的材料都采用C30級(jí)的混凝土，材料的各參數(shù)值都按規(guī)范的規(guī)定取得。按照規(guī)范的規(guī)定，在計(jì)算中考慮混凝土收縮、徐變的影響，混凝土的收縮應(yīng)變和徐變系數(shù)

4、的計(jì)算都根據(jù)“公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范”（JTGD62-2004）附錄F的規(guī)定來(lái)進(jìn)行，對(duì)收縮和徐變影響計(jì)算的延續(xù)期，根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，按10年即3650天來(lái)進(jìn)行計(jì)算。6在計(jì)算中，根據(jù)實(shí)際的施工過(guò)程，劃分為兩個(gè)施工階段和一個(gè)使用階段，第一個(gè)施工階段為V形橋墩施工，第二個(gè)施工階段為主梁的施工，一二期恒載在相應(yīng)的施工階段施加；而各種可變荷載則均在使用階段施加。主橋的兩端有一個(gè)1.5米的懸臂段，在懸臂的末端設(shè)置牛腿，以支承螺旋樓梯。故此，螺旋樓梯對(duì)主梁的豎向作用力也需要考慮為主梁的荷載，。在計(jì)算中，將螺旋樓梯的豎向作用力分為兩個(gè)部分，第一部分樓梯的一二期恒載所引起的支承反力，通過(guò)對(duì)螺旋樓

5、梯的計(jì)算可以得到此部分的作用力為80KN，方向向下，此部分的作用力在計(jì)算中作為二期恒載考慮；第二部分為樓梯上作用的可變荷載所引起的支承反力，此部分作用力的最大值為100KN，方向向下，此部分的作用力在計(jì)算中作為可變荷載來(lái)考慮。樓梯對(duì)主梁的作用力都是模擬為集中力，施加在主梁兩邊最邊緣的節(jié)點(diǎn)位置。三內(nèi)力計(jì)算結(jié)果6在使用階段，考慮混凝土的收縮徐變，計(jì)算的時(shí)間為10年；并分別施加各種可變作用，包括人群荷載、均勻溫度作用（結(jié)構(gòu)整體升溫25度和降溫25度）、梯度溫度作用（主梁的豎向日照正溫差和反溫差）、主梁兩邊支座和中間V形墩的不均勻沉降（沉降最大差值取1.0cm）、樓梯上的可變作用在主梁上產(chǎn)生的豎向作用

6、力這幾個(gè)部分。將這些可變作用引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與施工階段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行組合，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ0取1.0，各項(xiàng)作用的分項(xiàng)系數(shù)以及可變作用的組合系數(shù)均按“公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范”（JTGD60-2004）取得。對(duì)所有的荷載組合結(jié)果再進(jìn)行組合，就得到了結(jié)構(gòu)在永久作用和可變作用的作用之下的內(nèi)力包絡(luò)圖。結(jié)構(gòu)的彎矩包絡(luò)圖見(jiàn)圖4。對(duì)于主梁，最大正彎矩發(fā)生在邊跨跨中，彎矩值為2223KN*m；最大負(fù)彎矩值發(fā)生在主梁與斜腿相交的位置，彎矩值為-2876KN*m。對(duì)于V形墩，斜腿頂部的最大彎矩為1202KN*m，斜腿內(nèi)側(cè)受拉；斜腿底部的最大彎矩為749KN*m，斜腿外側(cè)受拉。圖4使用階段結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖結(jié)構(gòu)的軸力圖見(jiàn)圖

7、5。主梁在兩個(gè)斜腿中間的部分總是承受拉力，最大拉力為736KN，最小拉力也有298KN，主梁其他部分的軸力都比較小，可以不予考慮；V形墩斜腿的最大軸向壓力，頂部為1152KN，底部為1440KN，最小軸向壓力為頂部530KN，底部770KN。圖11使用階段結(jié)構(gòu)軸力包絡(luò)圖結(jié)構(gòu)的剪力包絡(luò)圖見(jiàn)圖6。最大剪力發(fā)生在主梁與斜腿連接的位置，剪力值為702KN，邊跨支座位置主梁的最大剪力為554KN；斜腿最大剪