宽箱深桥横向作用模型分析

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1、宽箱深桥横向作用模型分析苏交科集团股份有限公司南京市210017【摘要】对于那些具有较大宽跨比的箱梁，其往往具有比较复杂的应力横向分布，木文以实际施工桥梁工程为例，选用MidasFEA程序，对实体有限元模型予以构建，并依据预应力宽箱梁在受力方面所具有的相应特点，通过计算分析得出各种效应的横向应力的分布状况，进而从中获取各种效应所具有的横向分布规律，以此为相关桥梁设计者提供理论依据。【关键词】宽箱梁；横向作用模型；实体有限元伴随当今社会经济及各种技术的迅猛发展，基于城市区域内的交通量则呈现出日渐增大的趋势，一些城市的高架桥通常选用的是具有比较大宽跨比的预应

2、力现浇箱梁，而这些箱梁具有比较大宽跨比，其横向应力在具体的分布方面也呈现出十分复杂状况。木文以某一联4x30m等截面现浇预应力混凝土连续箱梁为例进行分析，选用MidasFEA程序，对实体有限元模型予以构建，并依据预应力宽箱梁在受力方面所具有的相应特点，对温度效应、横向预应力及自重进行计算分析，从中得出各种效应的横向应力的分布状况，进而从中获取各种效应所具有的横向分布规律，以此为相关桥梁设计者提供理论依据。一、工程概况箱梁上部结构一联为4×30m,等宽且等高的现浇预应力混凝土连续箱粱。该工程上部箱梁采用的是单箱五室，其顶板宽度为32m,而底板的

3、宽度则为23m,箱梁的高度为2m。对于主梁而言，其所选用的乃是C50混凝土，而混凝土腹板的厚度则依据实际施工需要维持在55~95cm之间。横向预应力束所运用的乃是低松弛高强度预应力钢绞线，而纵向预应力束也采用同种钢绞线，每根钢绞线的直径均为15.23mm,其公称面积则为A=135mm2,在强度方面则为fpk=l850Mpa,所具有的弹性模量则为E=1.90×102MPa,而钢束所具有的张拉控制应力乃为0.72fpko二、构建模型运用MidasFEA程序对全桥的三维模型进行构建，该工程共有106829个混凝土单元，共计538个钢筋单元。对于实体

4、单元而言，则需依据《公路桥涵设计通用规范》及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，将诸如车辆、温度荷载、预应力束、二期恒载及自重等所造成的影响计入其中。1•单荷载作用下的横向应力分析（1）自重（含二期恒载）。对于自重横向应力而言，其产生区间为-5.3Mpa（压）~5.4Mpa（拉），将约束处所存在的盈利集中部位予以剔除，贝所具有的横向应力则维持在-32Mpa（压）~+2Mpa（拉）区间内。而对于跨中截面处所具有的横向盈利则维持在＜L・3Mpa（压）~+1.3Mpa（拉）区间内。（2）横向预应力。预应力所生成的横向应力值为-14Mpa（压）~+2.

5、2Mpa（拉）区间内，如若将约束处所存在的应力集中部位予以剔除，则此口寸的横向应力值则为维持在-9Mpa（压广+l.lMpa（拉）区间内。而跨中截面处所具有的横向盈利则维持在・6Mpa（压）~+0.5IVIpa（拉）区间内。（3）整体升温。基于整体升温情况下所形成的横向应力维持在・0.3Mpa（压）~+0.05Mpa（拉）区间内，而将约束处所存在的盈利集中部位予以剔除,则此时的横向应力值则为维持在-0.2Mpa（压）~+0.02Mpa（拉）区间内。而跨中截面处所具有的横向应力则维持在・0.1Mpa（压）~+0.01Mpa（拉）区间内。由此可知，整体升温对

6、横向应力所具有的贡献比较小。（4）整体降温。整体降温情况下所形成的横向应力维持在-0.03Mpa（压）~+0・3Mpa（拉）区间内，而将约束处所存在的应力集中部位予以剔除，则此时的横向应力值则为维持在-0.02Mpa（压广+0・2Mpa（拉）区间内，跨中截面的横向应力区间为-0.02Mpa（ffir+0.1Mpao由此可知，整体降温对横向应力所具有的贡献比较小。（5）梯度升温。梯度升温情况下所形成的横向应力维持在-0.7Mpa（压）~+0.6Mpa（拉）区间内，而将约束处所存在的应力集中部位予以剔除，则此吋的横向应力值则为维持在・0.4Mpa（压）~+0

7、.4Mpa（拉）区间内,跨中截面的横向应力区间为-0.5Mpa（压）~+0.4Mpa。（6）梯度降温。梯度降温情况下所形成的横向应力维持在-0.5Mpa（压尸+0.7Mpa（拉）区间内，而将约束处所存在的应力集中部位予以剔除，则此时的横向应力值则为维持在・0.4Mpa（压）~+0.4Mpa（拉）区间内，跨中截面的横向应力区间为-0.3Mpa（压）~+0.4Mpa。（7）公路I级车道荷载。处于对称布置的6车道，其荷载情况下所形成的横向应力维持在-0.3Mpa（ffi）^+0.2Mpa（&）区间内，将约束处所存在的应力集中部位予以剔除，则此吋的横向应力值则为

8、维持在-0.12Mpa（ffir+0.12Mpa（&）区间内，跨中截面的横向应力