梁拱组合拱桥拱脚局部应力分析和试验研究.pdf

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1、第11卷第6期铁道科学与工程学报Volume11Number62014年12月JournalofRailwayScienceandEngineeringDecember2014梁拱组合拱桥拱脚局部应力分析和试验研究杨剑，邹团结，汪金胜(1．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；2．湖南永龙高速公路建设开发有限公司，湖南永顺416700)摘要：某外倾式梁拱组合拱桥的拱、梁连接处原设计采用高强螺栓连接，由于某些原因在施工过程中变更为焊接连接。由于该拱脚连接部分受力复杂，且焊缝连接对结构受力以及运营维护提出了更高要求。为了解拱梁连接处应力分布，并为后期桥梁的运营维护提

2、供理论依据，采用有限元建立该桥拱脚连接处的精细化有限元，并以实际施工过程中的监测结果进行验证，研究结果表明：采用板壳单元的精细化有限元拱脚模型能有效模拟拱脚局部应力分布特征，研究分析结果将为后期运营维护提供重要的参考。关键词：拱脚；局部应力；有限元中图分类号：U448文献标志码：A文章编号：1672—7029(2014)06—0025—05Analysisoflocalstressatarchfootingofbeam——archcombinationbridgeandtestresearchYANGJian，ZOUTuanjie，WANGJinsheng(1．Sch

3、oolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．HunanYonglongExpresswayConstructionandDevelopmentCo．Ltd，Yongshun416700，China)Abstract：Theconnectedtypeofbeam—archjointlocatedatarchfooting，whichwasoriginallydesignedwithhighstrengthfrictiongripbolt．waschangedtoweldingco

4、nnectionowingtosomereasons．Thelocalizedstressofarchfootingisverycomplex，andhenceitneedshigherrequirementsforfutureoperationandmaintenance．Inordertoanalyzethebehaviorofthearchfooting，therefinedfiniteelementofthearchfootingwasestablished，andthecorrespondingmonitoringresultsfromactualproje

5、ctswereutilizedtoverifyitsvalidity．Theresultsshowthatthestressdistributionofarchfootingcanbewellsimulatedbytheplateshellrefinedfiniteelement，whichcanbeofsignificantreferenceforconstructionsafetyofarchfootingandmaintenanceinoperationstage．Keywords：archfooting；localizedstress；finiteelemen

6、t随着桥梁技术的发展，各种异型结构桥梁以其拱肋，拱平面外倾1：3，拱圈竖直平面内的投影高独特美学效果得到了应用。梁拱组合体系桥以其度为39m，钢板采用Q345qD。拱脚梁、拱连接处优异的受力性能和外形独特的形式在城市桥梁中作为结构受力的关键部位非常复杂，往往控制设尤被关注。某大桥跨径组合为(30+108+30)m3计。拱梁结合处原设计采用高强螺栓连接，见图2跨连续梁拱组合结构，如图1所示。主梁为正交异(a)。拱脚高强螺栓由于施拧角度有限使其受力性钢箱梁，钢箱梁顶板采用U肋正交异性板结构，不能达到设计要求，该连接处变更为拱肋底板与梁底顶板采用平钢板肋的正交异性板结构；拱

7、肋为钢顶板焊接连接，见图2(b)。由于钢结构的焊缝易收稿日期：2014—05—22基金项目：铁道部科学技术研究资助项目(20091304一A)通讯作者：杨剑(1978一)，男，湖南华容人，副教授，博士，从事桥梁工程研究；E—mail：jianyangyy@126．com第6期杨剑，等：梁拱组合拱桥拱脚局部应力分析和试验研究29构特点和受力分析[J]．铁道科学与工程学报，2014，87．92．11(1)：17—23．XIAChaoyi，LEIJunqing．AnalysisoflocalstressatarchZHANGYezhi，jIHaiyan，P