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系杆拱桥钢管混凝土拱局部分析
  • 资料大小:350KB
  • 资料类型:.PDF
  • 资料等级:
  • 发布时间:2022-05-07
资料介绍

采用 ANSYSII.0和 MIDAS/CIVIL V7.4.I,建立了一个整体模型和三个局部模型,对一下承式单索面钢箱
叠合梁钢管砼系杆拱桥的钢管混凝土拱进行了局部分析。对比研究了主拱斜撑的两种截面型式对其内力的影
响,重点关心在最不利荷载工况下主拱钢管和斜撑钢管的应力大小。计算结果表明:钢管混凝土拱设计合理可
靠,为相似结构的设计与施工提供参考。
关键词 : 系杆拱桥 ;钢 管混凝 土拱 ;斜撑
中图分类号 :U448.225 文献标识码 :B
O 概述
某大桥主桥为下承式单索面钢箱叠合梁钢管
砼系杆拱桥,跨 径布置为 138m+138m =276m,桥
宽 29.5m。主跨拱肋是通过横撑 、斜撑和三根钢管
组成的组合式拱 圈,钢管 内填充 C50微膨胀混凝
土 ,三根钢管均为二次抛 物线 线形 ,主拱直径1.8
m,位于竖直平面内,矢跨 比为 1/4.44;两根副拱直
径 1.4m,其拱 轴 线 平 面 与 竖 直 平 面 的夹 角 为
5.296。,副拱平面内矢跨 比为 1/4。跨 中处中心线
横桥向水平距离 7.5m,竖向距离 6.Om。横撑及斜
撑初步设计时采用空心 圆钢管截 面型式,施工设
图 1 系杆拱 桥效 果图
1 模型 I概况
模型 I采用有限元软件 ANSYS11.0,主要模
拟钢管混凝土拱在最不利荷载组合 (恒载 +汽车
+温度 +风载(有车)+制动力 )下局部应力 的大
小和分布情况 。拱桥为对称结构 ,因此选 择了半
跨拱桥进 行建 模分 析 ,其 中 又选择 了五 个节 段
(图3中⑤、⑥、⑦、⑧、⑨节段)采用实体单元
(Solid45)和板单元(ShelM3)进行模拟 ,实体单元
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计时最终分别 采用方型和工字型钢管截面型式,
截面尺 寸 分 别 为 600mm ×600mm 和 300mm ×
600mm,壁厚均为 20mm。主梁采用整体箱型叠合
梁 ,梁高 3.5m,梁宽 29.5m。吊杆采用单 索面布
置,低应力 防腐索 体 ,吊杆材 料为高 强平行钢 丝
索 。系杆采用高强平行钢丝拉索。主桥 中墩处设
置纵向固定支 座 ,边墩处设 置纵 向滑动支座。主
桥中墩及边墩基础 采用直 径 280em~230em 的钻
孔灌注桩 。全桥效果 如图 l所示 ,梁单元模型如
图 2所示 ,建立 梁单 元模 型的主要 目的是为局部
模型提供外部荷载 。
图 2 系杆拱 桥 MIDAS梁单元模型
用来模拟主拱和副拱 钢管 中的混凝土 ,板单元用
来模拟主拱 和副拱钢 管 以及 斜撑 和横 撑。建模
时关键问题 是要保 证钢 管板单 元和与钢管壁 接
触的混凝土实体单元共 用节点 ,以此来模拟钢管
混凝土共 同工作 。考虑 到模型边界 条件施 加的
方 便 和 准 确 ,其 余 部 分 均 采 用 空 间 梁 单 元
(Beam188)进行模拟 ,Beam188可 以模 拟混凝土

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