v形連續(xù)剛構梁拱組合橋內力分析

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1、振動與沖擊第28卷第2期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.28No.22009V形連續(xù)剛構梁拱組合橋內力分析12劉世忠,任萬敏(1.蘭州交通大學土木工程學院,蘭州730070;2.中鐵二院工程集團有限責任公司,成都610031)摘要:以一V形連續(xù)剛構梁拱組合橋為研究對象,介紹了V形橋墩連續(xù)剛構梁拱組合橋的設計構思,采用自編SMAD有限元計算程序,重點分析了墩身尺寸及邊界條件對整個結構的影響。通過優(yōu)化計算巧妙的解決了收縮、徐變次內力和預應力、溫度次內力對結構的不利影響;本橋系梁與拱肋的橫向剛度比為1926:1,通過在主梁主要收縮徐變完成后成拱以及對吊桿進行二次

2、調索的施工方法有效解決了剛性系桿柔性拱的橫向穩(wěn)定問題;三維地震反應結果表明橋梁上部各部位的地震力不是該橋的控制內力,說明本橋設計構造具有良好的抗震性能。內力分析方法與結論對同類型橋梁設計施工具有參考價值。關鍵詞:V形橋墩;梁拱組合;收縮徐變;拱的穩(wěn)定;地震反應中圖分類號:442.5文獻標識碼:A4.0m機非混合車道+2.0m分隔帶+16.0m機動車1工程概況道+2.0m分隔帶+4.0m機非混合車道+2.0m人行中衛(wèi)V形連續(xù)剛構梁拱組合橋位于寧夏回族自治道,總寬32m;4)計算行車速度:50km/h;5)地震烈區(qū)中西部,寧、甘、內蒙古三省區(qū)交界點處中衛(wèi)市新城度:地震峰值加速度0.2g,

3、按Ⅷ度設防。區(qū)主干道上的跨鐵路立交橋。橋梁全長261m,為滿足城市景觀要求,主橋采用(25+56+25)m,V形連續(xù)剛圖1中衛(wèi)V形連續(xù)剛構梁拱組合橋總體布置圖(單位:m)構梁拱組合體系,主梁圖3成橋效果圖采用等高度混凝土單箱五室連續(xù)箱梁,橋墩采2主橋的設計思想用V形剛構,橫向布置兩片鋼筋混凝土拱肋,主梁:主梁采用單箱五室整體截面,箱梁縱向采用居中置于兩側分隔帶等高度;橫向梁高為1.3m～1.62m。頂板厚30cm;底板內,拱肋間不設橫撐。厚25cm。邊腹板40cm,中腹板30cm,其中拱腳處中腹吊桿間距6.0m。主橋板厚為200cm。懸臂長為2.0m,懸臂根部厚度50cm,總體布置圖

4、見圖1,橫端部厚度20cm。主梁在端部及與V撐、加勁拱、吊桿連圖2主橋橫斷面圖(單位:m)斷面圖見圖2。成橋效接處設有橫梁,橫梁尺寸隨連接部位的不同而不同。果圖如圖3。吊桿:吊桿標準間距6m,采用新型PES(FD)平行高主要技術標準如下:強度預應力鋼絲束,冷鑄錨固體系。該索體采用雙層1)道路等級:Ⅱ級城市主干路;雙向六車道;2)HPDE防護,可有效解決應力開裂問題。錨固處設有可設計荷載:城市-A級;3)橋梁寬度:2.0m人行道+偏擺的球鉸裝置和減震裝置,以適應吊桿變形和減震。并設有防水裝置,以解決吊桿下端進水而引起腐蝕的問基金項目:國家自然科學基金項目(50378076);蘭州交通大

5、學“青藍”基題。通過上述措施提高吊桿的安全性和耐久性。金(QL-04-08A)拱肋:鋼筋混凝土矩形截面(寬×高)為1.8m×收稿日期:2008-03-31修改稿收到日期:2008-05-211.5m,兩側獨立設置。拱軸線為懸鏈線,拱軸系數(shù)m第一作者劉世忠男,博士,教授,1962年生=2.5,跨度L=45m,矢高f=12.5m。拱肋僅協(xié)助主第2期劉世忠等:V形連續(xù)剛構梁拱組合橋內力分析57梁承擔二期恒載和活載。在拱肋側面、頂面均設有起使梁與拱在受力方面的優(yōu)點得以充分發(fā)揮,大大削減裝飾效果的開槽構造。了跨中和支點部位的彎矩峰值,降低了梁高,減少了工下部結構設計為V形支撐墩:主墩采用三個帶

6、圓程造價?；〉菇堑?m×1.5m鋼筋混凝土矩形截面V形支撐,(2)V撐連續(xù)剛構梁拱組合橋具有造型活潑、美橋墩高12.8m?；A采用單排6根<2.0m鉆孔灌注觀、富有動感的特點,橋梁景觀效果較好,可與周圍環(huán)樁,樁長35m。鋼筋混凝土承臺厚2.5m,底面以下設境和諧的融為一體,豐富了人們的美覺享受,提升了城10cm厚的C15混凝土墊層和15cm厚的砂礫墊層。市的建筑藝術內涵。為減少承臺側土對基礎變形的影響,基坑采用粉細砂(3)本方案橋面寬度較寬,且在拱腳處設計剛度松散回填。較大的中橫梁與拱肋剛性連接,巧妙地解決了主梁橫本橋主橋向剛度和拱肋穩(wěn)定性問題。在充分考慮橋方案采用拱、V撐和梁固結的

7、結構體系,屬于多次位特點、通行要超靜定結構,其結構的受力比較復雜。同一般薄壁墩求、橋型與周邊剛構和連續(xù)梁相比,受力狀態(tài)發(fā)生了很大的變化;在結環(huán)境協(xié)調等因構自重、預應力、溫度荷載、活載、混凝土收縮、徐變等素后,確定采用共同作用下,V撐區(qū)域會產(chǎn)生較大的水平力和彎矩,當圖4三維有限元模型V形墩連續(xù)剛V撐豎直高度較小時,影響更為嚴重。這樣對結構基構梁拱組合方案。具有以下特點:礎、V撐和拱腳的設計帶來了較大困難。這也是本文(1)與同等跨度的連續(xù)梁和連續(xù)剛構相比,采用