v形連續(xù)剛構(gòu)梁拱組合橋內(nèi)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(gòu)梁拱組合橋內(nèi)力分析12劉世忠,任萬敏(1.蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,蘭州730070;2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,成都610031)摘要:以一V形連續(xù)剛構(gòu)梁拱組合橋?yàn)檠芯繉ο?介紹了V形橋墩連續(xù)剛構(gòu)梁拱組合橋的設(shè)計(jì)構(gòu)思,采用自編SMAD有限元計(jì)算程序,重點(diǎn)分析了墩身尺寸及邊界條件對整個結(jié)構(gòu)的影響。通過優(yōu)化計(jì)算巧妙的解決了收縮、徐變次內(nèi)力和預(yù)應(yīng)力、溫度次內(nèi)力對結(jié)構(gòu)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(jìn)行二次

2、調(diào)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(yīng)結(jié)果表明橋梁上部各部位的地震力不是該橋的控制內(nèi)力,說明本橋設(shè)計(jì)構(gòu)造具有良好的抗震性能。內(nèi)力分析方法與結(jié)論對同類型橋梁設(shè)計(jì)施工具有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:V形橋墩;梁拱組合;收縮徐變;拱的穩(wěn)定;地震反應(yīng)中圖分類號:442.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A4.0m機(jī)非混合車道+2.0m分隔帶+16.0m機(jī)動車1工程概況道+2.0m分隔帶+4.0m機(jī)非混合車道+2.0m人行中衛(wèi)V形連續(xù)剛構(gòu)梁拱組合橋位于寧夏回族自治道,總寬32m;4)計(jì)算行車速度:50km/h;5)地震烈區(qū)中西部,寧、甘、內(nèi)蒙古三省區(qū)交界點(diǎn)處中衛(wèi)市新城度:地震峰值加速度0.2g,

3、按Ⅷ度設(shè)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(gòu)梁拱組合橋總體布置圖(單位:m)構(gòu)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(shè)計(jì)思想用V形剛構(gòu),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(cè)分隔帶等高度;橫向梁高為1.3m～1.62m。頂板厚30cm;底板內(nèi),拱肋間不設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)間距6m,采用新型PES(FD)平行高主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:強(qiáng)度預(yù)應(yīng)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(hù),可有效解決應(yīng)力開裂問題。錨固處設(shè)有可設(shè)計(jì)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(yīng)吊桿變形和減震。并設(shè)有防水裝置,以解決吊桿下端進(jìn)水而引起腐蝕的問基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50378076);蘭州交通大

5、學(xué)“青藍(lán)”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(cè)獨(dú)立設(shè)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(gòu)梁拱組合橋內(nèi)力分析57梁承擔(dān)二期恒載和活載。在拱肋側(cè)面、頂面均設(shè)有起使梁與拱在受力方面的優(yōu)點(diǎn)得以充分發(fā)揮,大大削減裝飾效果的開槽構(gòu)造。了跨中和支點(diǎn)部位的彎矩峰值,降低了梁高,減少了工下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為V形支撐墩:主墩采用三個帶

6、圓程造價(jià)?；〉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(gòu)梁拱組合橋具有造型活潑、美橋墩高12.8m?；A(chǔ)采用單排6根<2.0m鉆孔灌注觀、富有動感的特點(diǎn),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(shè)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(shù)內(nèi)涵。為減少承臺側(cè)土對基礎(chǔ)變形的影響,基坑采用粉細(xì)砂(3)本方案橋面寬度較寬,且在拱腳處設(shè)計(jì)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(jié)的

7、結(jié)構(gòu)體系,屬于多次位特點(diǎn)、通行要超靜定結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)的受力比較復(fù)雜。同一般薄壁墩求、橋型與周邊剛構(gòu)和連續(xù)梁相比,受力狀態(tài)發(fā)生了很大的變化;在結(jié)環(huán)境協(xié)調(diào)等因構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)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(dāng)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(shí),影響更為嚴(yán)重。這樣對結(jié)構(gòu)基構(gòu)梁拱組合方案。具有以下特點(diǎn):礎(chǔ)、V撐和拱腳的設(shè)計(jì)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(gòu)相比,采用