影響面研究在彎橋支座脫空方面應(yīng)用

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1、影響面研究在彎橋支座脫空方面應(yīng)用　　【摘要】某鋼箱梁景觀人行橋平面線形為4段連續(xù)反向圓曲線，為了得到最不利荷載組合下的支座最大最小反力，筆者分別建立了單梁計(jì)算模型和板單元計(jì)算模型，經(jīng)過影響線加載分析與影響面加載分析的對(duì)比，提出了影響面分析在彎橋支座脫空分析中的必要性?！娟P(guān)鍵詞】彎橋；支座脫空；影響面分析；鋼箱梁人行橋在“美麗中國”的社會(huì)背景下，市政橋梁工程中景觀因素的重要性不斷提升。為了達(dá)到某種景觀效果，在不影響結(jié)構(gòu)安全，不增加太多造價(jià)的前提下，橋梁在結(jié)構(gòu)形式上可以做出適當(dāng)讓步，于是產(chǎn)生各種與特定景觀效果相匹配的新穎結(jié)構(gòu)。鋼箱梁景觀人行橋位

2、于某市動(dòng)植物園內(nèi)，全橋共5聯(lián)，跨徑布置為3×20m+3×20m+3×20m+3×18m+4×18m，橋梁平面線形為4段連續(xù)反向圓曲線，最小圓曲線半徑為82.011m，橋梁全寬為3m?？紤]景觀效果，連續(xù)墩和分連墩均采用兩根縱橋向反向彎折的鋼管混凝土柱，每根鋼管混凝土柱頂部設(shè)置蓋梁，蓋梁上設(shè)置雙支座。4結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中，選取一聯(lián)（7號(hào)墩，8號(hào)墩，9號(hào)墩，10號(hào)墩）作為研究對(duì)象，為了得到最不利荷載組合下的支座最大最小反力，筆者分別建立了兩種計(jì)算模型。1計(jì)算模型簡(jiǎn)述及計(jì)算結(jié)果1.1單梁模型單梁模型共離散成57個(gè)梁?jiǎn)卧?0個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中有12個(gè)節(jié)點(diǎn)是支

3、座節(jié)點(diǎn)，模型中支座編號(hào)順序是從左到右，由曲線內(nèi)側(cè)到曲線外側(cè)，共計(jì)12個(gè)支座。人群荷載采用5kN/m2，程序以車道荷載方式施加在主梁的截面重心軸連線上，寬度按照3m計(jì)算，荷載集度q=5×3=15kN/m2，通過影響線分析獲得最大最小反力，人群荷載反力分析結(jié)果見表1，其中”模型”列中序號(hào)1為本模型計(jì)算結(jié)果。1.2板單元模型板單元模型共離散成7047個(gè)單元，6886個(gè)節(jié)點(diǎn)，模型中支座編號(hào)順序是從左到右，由曲線內(nèi)側(cè)到曲線外側(cè)，共計(jì)12個(gè)支座。人群荷載采用5kN/m2，程序以車道面方式施加在箱梁頂板全寬范圍內(nèi)，通過影響面分析獲得最大最小反力，人群荷載

4、反力分析結(jié)果見表1，其中”模型”列中序號(hào)2為本模型計(jì)算結(jié)果。表1支座最小反力匯總表模型7號(hào)墩8號(hào)墩9號(hào)墩10號(hào)墩曲線內(nèi)側(cè)曲線外側(cè)小樁號(hào)大樁號(hào)小樁號(hào)大樁號(hào)曲線內(nèi)側(cè)曲線外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)4（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）10-1.2-55.0-68.7-77.6-92.7-85.0-85.5-61.3-62.4-0.1-1.42-31.7-20.6-59.3-61.7-83.2-82.7-83.1-82.7-59.3-61.5-31.7-20.62兩種模型計(jì)算結(jié)果

5、分析通過計(jì)算結(jié)果比對(duì)，發(fā)現(xiàn)分聯(lián)墩處的最小反力差別很大，為了找出原因，分別在兩個(gè)模型中使用移動(dòng)荷載追蹤器獲得人群荷載最小反力工況時(shí)的加載模式圖，模型1中7號(hào)墩曲線外側(cè)支座人群最小反力影響線及加載圖見圖1，模型2中7號(hào)墩曲線外側(cè)支座人群最小反力影響面及加載圖見圖2。圖1人群最小反力影響線及加載圖圖2人群最小反力影響面及加載圖從兩種加載模式分析圖中可以看出，模型1的影響線加載圖只是考慮了在橋面中心線上的荷載影響，沒有考慮荷載橫橋向的不均勻布置，而模型2的影響面分析則考慮了人群在橋面上的任意布置，因此，模型2更符合實(shí)際的人群布置情況。3結(jié)論4對(duì)于窄

6、橋情況，通常采用單梁模型進(jìn)行整體分析，但是對(duì)于平面彎曲的專用人行橋，人群荷載在橋面縱向和橫向都存在不確定性，而人群的橫向布置情況決定支座的最大最小反力，最小反力又是判斷支座是否脫空的依據(jù)，因此，此種情況下應(yīng)用影響面分析更能準(zhǔn)確的判斷支座是否脫空，而應(yīng)用影響線分析則使計(jì)算結(jié)果偏于不安全。參考文獻(xiàn)：[1]范立礎(chǔ).橋梁工程（上冊(cè)）[M].人民交通出版社[2]楊昀.彎橋與高墩.人民交通出版社[3]劉美蘭.midasCivil在橋梁結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用（一）.人民交通出版社4