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某三拱肋混凝土拱桥成桥状态静力分析
  • 资料大小:180KB
  • 资料类型:.PDF
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  • 发布时间:2021-10-09
资料介绍

摘 要 :以某三拱肋混凝土拱桥为实例 ,采用空间有限元分析程序 MIDAS/CIVIL建立三拱肋拱桥有限元计算模型 ,分析拱肋、系杆粱等 主要构件 的受力与 变形性 能。计算结果表 明:拱桥各 构件 的受 力与变 形基 本关 于跨 中对称 ,两侧 边拱肋基 本关 于 中跨拱肋 对称 ,但是 中间 拱肋 的变形明显要 大于边拱 肋;拱 肋、系梁 总体 处于受压状态 ;全桥 以 竖 向位移 为主 ,最 大竖向位 移发 生在拱顶 ,系梁竖向位移较 小。 关键词 :三拱肋拱桥;有限元法;静力分析 中图分类号 :U448.22 文献标识码 :A 文章编号 :1007—7359(2012)04-0125—02 0 前 言 三拱肋系杆拱 桥技术含量 比二拱肋 高 ,受力复杂 ,施 工体 系转换 多。施 工方 法为满堂支架现浇 系粱 、横梁及挑梁 ,架设桥 面板 ,现浇湿接头 ,然后架设拱肋 ,灌注拱肋混凝 土。当拱肋混 凝 土达 到设计强度后 ,安装并张拉吊杆 ,同步张拉系梁 。系杆拱 桥具有受力合理 、用材经济 、施工方便 、造 型美观等 突出优点在 我 国得 到迅速发展 。在桥宽较 大的情况 下,由于横梁 的高度受 限等原 因,不得不采用 3片拱肋 ,这 就使 得结构的纵 向受力 、横 向受力 以及结构 的稳定性都成为十分突 出的问题。本文以某三 拱肋混凝土拱桥实例 ,介绍该类桥在成桥状态 的受力特点 。 1 工程概况 本桥主桥结构形式为三拱肋下承式混凝 土系杆拱桥 ,主桥 横 向布置 为 :5m(人非共 板 )+1.5m(拱 肋 )+11.25m(机 动车道 ) 40.5m(护栏 )+5m(绿 化带及 拱肋 )+0.5m(护栏 )+l1.25m(机 动 车道 )+1.5m(拱肋 )+5m(人非共板 )-41.5m。主桥系梁拱 ,系梁 轴线为 R=9000m 的圆凸曲线 ,拱肋 曲线 方程为 Y=4fx/L2(L-x) 的二次抛物线,其中计算跨径 L=97m,矢跨比 1:5。系梁、拱肋均 采用整体现浇 ,横桥 向设置 3片拱肋 ,肋间距 15.Om。除了风撑 采用 C40混凝土 ,其他所有部位采用 C50混凝土。该桥 主桥桥 型布置图见图 1和图 2。 2 空间有限元计算模型 全桥 成 桥状 态静 力 分析 计 算采 用有 限元分 析 程序 MIDAS/CIVIL。本模型 中,其坐标原点 为右主跨起点处 的桥面 收稿 日期 :2012-05-29 作者简介 :沈杰(1988一)。男,江苏无锡人 ,合肥工业 大学土木 与水利工 程学院在读硕士 ,研 究方向 :桥 梁与隧道工程。 41500 睦o0o-I5Q9112505001250175050011250 oo-5o0QI I 一 一 ll15Go Il 『 *一 一 l 非 非 人 机 行 机 机 机 动道 鑫茎 动 动 车 查 车 道 道 道 l _l_I - _-- 丝 『 I 图 2 主桥横断面图 £墩 图 3 中心 ,沿桥纵 方向为 X轴 ,沿高度方 向为 Z轴 。桥 面横 向为 Y 轴 。对于每个单元的局部坐标 系来说 ,沿单元 i— j方向为 x、Y、 z 轴正向。混凝土拱肋及其横撑 、纵梁和横梁均采用梁单元模 拟 。全桥共划分为 300个梁 单元 、60个 只受拉桁架单元 ,节点 总数为 248个。 边界 条件 :以外侧 中拱 拱脚为基 准 ,分别沿桥梁纵 向与横 向采取一端铰接 、一端滑动支座处理 。 桥梁的恒载由程 序 自动加 载 ,桥梁所承受 的活载按城市一 A级汽 车荷 载确定全 桥对称 布置 ,系梁预应力采用钢束预应力 荷载来施 加 ,考 虑预应力损失 ,横梁 的预应 力采用梁单元 预应 力荷载来施加。吊杆的施工初张力通过对杆单元 的初拉力荷载 方法施加 ,计算模型如图 3所示 。 为了探讨该 三拱肋拱桥 的受 力性能 ,按恒载作用工况对桥 梁进行空间受力分析 ,通过对 中拱肋和两侧边拱肋的竖 向位 移 的比较 ,分析三拱肋下承式拱桥 的受力特点。

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