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《大跨連續(xù)波形鋼腹板組合箱梁橋的橫隔板設(shè)置研究.pdf》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、2014年7月第7期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)135大跨連續(xù)波形鋼腹板組合箱梁橋的橫隔板設(shè)置研究蓋衛(wèi)明(深圳市市政設(shè)計研究院有限公司，廣東深圳518029)摘要：近幾年，波形鋼腹板箱梁橋作為國內(nèi)一種新型組合結(jié)構(gòu)橋梁形式，工程實踐逐漸向大跨度方向發(fā)展。隨著跨徑不斷增大，橫隔板等構(gòu)造措施對主梁振動特性的影響變得不可忽視。采用大型通用有限元軟件ANSYS建立了一座大跨度波形鋼腹板箱梁橋的三維有限元模型，研究了橫隔板布置位置對主梁豎彎、橫彎和扭轉(zhuǎn)振動模式基頻的影響。研究結(jié)果表明，合理的橫隔板布置方案可以有效改善大跨度連
2、續(xù)波形鋼腹板組合箱梁橋的動力特性，最優(yōu)的橫隔板布置位置是梁端和中支座偏中跨跨中12m處。關(guān)鍵詞：波形鋼腹板組合箱梁橋；三維有限元模型；動力特性；橫隔板中圖分類號：U441文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1009—7716(2014)07—0135—02和邊支點20號塊梁段采用混凝土腹板外，其他0引言梁段均采用波形鋼腹板，在0號塊外側(cè)11In梁波形鋼腹板組合箱梁橋是一種具有自重輕、段內(nèi)和20號塊外側(cè)4．8m梁段內(nèi)采用有內(nèi)襯混凝裝配施工便捷、耐久性好、全壽命期經(jīng)濟效益土的組合腹板。波形鋼腹板形狀采用1600型，高、節(jié)能
3、環(huán)保、美觀等眾多優(yōu)點【-21的新型組合結(jié)厚度為12mm～24mm。主梁采用C60混凝土，構(gòu)橋梁。近幾年，隨著國內(nèi)設(shè)計與施工技術(shù)的發(fā)鋼腹板采用Q345c鋼材。展，此類橋梁的建設(shè)已由較小跨徑的簡支梁橋逐漸發(fā)展到了較大跨度的連續(xù)梁橋以及部分斜拉橋。在傳統(tǒng)普通混凝土箱梁基礎(chǔ)上，用波形鋼腹板代替混凝土腹板后，箱梁截面剛度變小，特別是扭轉(zhuǎn)剛度可能削弱60％以上【”。為了提高波形圖1橋梁立面圖(單位：m)鋼腹板組合箱梁的抗扭性能，改善截面的畸變效應(yīng)，大跨度的波形鋼腹板組合箱梁需要設(shè)置一定2有限元模型‘?dāng)?shù)量的橫隔板[3】。
4、本文以一座跨徑布置為88m采用大型通用有限元軟件ANSYS建立上部結(jié)+156m+88m的連續(xù)波形鋼腹板組合箱梁橋為工構(gòu)三維板殼模型[41，上下混凝土頂?shù)装宀捎每梢猿瘫尘?，采用有限元分析方法，建立了其三維空考慮變厚度屬性的線性層結(jié)構(gòu)殼單元Shell99模間有限元模型，研究了不同的橫隔板布置位置對擬，鋼腹板、混凝土腹板與橫隔板采用彈性殼單其動力特性的影響，提出了合理的橫隔板設(shè)計建元SheH63模擬。頂?shù)装?、腹板與橫隔板分別建議。模，三者之間不共有節(jié)點，采用耦合相鄰最近節(jié)1工程概況點自由度的方式模擬剛性連接。主梁
5、模型共有單元22400個、節(jié)點56050個，局部有限元模型背景工程為一座三跨連續(xù)波形鋼腹板PC箱見圖2。梁橋，跨徑布置為88m+158m+88m，其立面見圖1，安全等級為一級。采用單箱單室截面，箱梁高度由根部的8．9m按2次拋物線過渡到跨中和邊墩墩頂處的3．8m，箱梁底板厚度也由根部的lm按2次拋物線過渡到跨中的0．3m。橋面寬度為16．25m，布置為0．5mf防撞欄)+11．75m(車行道1十4m(人行道)。全橋除中支點0號塊梁段收稿日期：2014—063—31基金項目：深圳市科技研發(fā)資金項目(JCYJ2
6、0120831163432230)作者簡介：蓋衛(wèi)明(1982一)，男，河北河間人，工程師，從事橋圖2主梁局部有限元模型梁設(shè)計工作。136橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2014年7月第7期3模態(tài)分析通過模態(tài)分析結(jié)果可以了解結(jié)構(gòu)各向質(zhì)量一剛度特性[51。本文首先建立了沒有橫隔板的主梁有限元模型，進行模態(tài)分析，提取前8階振型和頻率(too)，見表1。表1計算模型的前8階自振頻率和振型階次圖3橫隔板對組合箱梁豎彎、橫彎和扭轉(zhuǎn)基頻影響效應(yīng)的影響線動模式基頻的影響存在明顯的差異。從影響效果來看，添加橫隔板并不一定會提高結(jié)構(gòu)的振
7、型頻率，在某些區(qū)域會降低結(jié)構(gòu)的基頻，例如在邊跨距離梁段24～66m區(qū)間和中跨跨中兩側(cè)48Ill區(qū)間內(nèi)設(shè)置橫隔板會減小主梁豎彎基頻，在中跨跨中兩側(cè)46m區(qū)間內(nèi)設(shè)置橫隔板會減小主梁橫彎基頻，在邊跨距離梁端46～70m區(qū)間內(nèi)布置橫隔板會減小主梁扭轉(zhuǎn)基頻。從影響效應(yīng)峰值來看，從表1可以看出，前8階振型中，前3階低當(dāng)橫隔板設(shè)置在邊支座截面處時，最大可以提高階振型均為豎彎模式，第一階側(cè)彎振型出現(xiàn)在第主梁豎彎基頻5．5％；當(dāng)橫隔板設(shè)置在中跨距離中4階，第一階扭轉(zhuǎn)振型出現(xiàn)在第6階。通過振型支座12m處，對橫彎和扭轉(zhuǎn)基頻影響
8、效應(yīng)同時模式的次序，可知波形鋼腹板組合箱梁的振動模達到最大值，分別為3．4％和8．O％。可見合理的式與傳統(tǒng)混凝土腹板箱梁類似。從自振頻率的數(shù)設(shè)計橫隔板的位置能更有效地提高此大跨連續(xù)組值看，波形鋼腹板組合箱梁的豎彎、側(cè)彎及扭轉(zhuǎn)合箱梁的振動基頻，其中以對扭轉(zhuǎn)基頻的改善效振型的頻率值小于普通混凝土腹板箱梁的振型頻果最為明顯。率經(jīng)驗值，鑒于波形鋼腹板組合箱梁自重明顯減5結(jié)論輕，根據(jù)頻率、剛度、質(zhì)量之間的關(guān)系(∞。c、／尼
