资源描述：
《梁格法在连续梁拱组合结构分析中的应用-典尚设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、梁格法在连续梁拱组合结构分析中的应用-典尚设计第1期(总第175期)2009年2月20日华东公路EASTCHINAHIGHWAYNo.1(Total No.175)February 2009文章编号:1001-7291(2009)01-0060-05 文献标识码:B梁格法在连续梁拱组合结构分析中的应用董华县,于向东(中南大学土木建筑学院,湖南 长沙 410075) 摘要:以某连续梁拱组合结构为工程背景,应用梁格法建立有限元模型并进行施工阶段分析,对比成桥阶段边、中腹板应力与变形差异。同时建立单梁
2、模型,与空间梁格模型进行对比分析,验证梁格模型计算结果的精度。关键词:梁格法;连续梁拱;组合结构;边、中腹板 连续梁拱组合结构,一般是指将连续梁与拱组合,对这种结构,主梁除承受弯矩外,还要承受拉力,拱肋主要承受轴压力,向分力承担。的内力高峰值,况下,,高架桥墩的高度,。而对于上承式和中承式连续梁拱组合桥梁,在地质条件较差时,利用系梁来平衡拱的水平推力,从而降低对墩台与基础的要求与工程量。但对于这种结构,由于受力比较复杂,——————————————————————————————————————
3、—————————采用一般的单梁模型很难模拟真实的受力情况,尤其是很难模拟横梁的传力情况。对于使用单箱双室箱梁截面的连续梁拱组合结构,边、中腹板的受力情况也不同,其应力、变形也必然存在差异。本文主要通过建立空间梁格模型,得出边、中腹板应力、变形差异。与此同时,建立普通单梁模型,并与梁格模型进行对比分析,验证梁格模型计算结果的精度与可信度。1 剪力柔性梁格法基本原理1,分:纵向弯曲(b)、横向弯曲(c)、(d)及畸变(e)。剪力柔性梁格法最早由Sawko提出,基本原理是将上部结构用一个等效的网格来模
4、拟,梁的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,横向刚度则集中于横向梁格构件内。梁格法的最基本等效原则:在相同荷载作用下梁格模型和梁格所模拟的箱梁具有相同的变形,而且每个梁格单元的内力应等于实际结构部分的内力。3 收稿日期:2008211216图1 箱梁结构变形基本状态示意图http://www.dillsun.com2009年第1期董华县,于向东:梁格法在连续梁拱组合结构分析中的应用—61————————————————————————————————————————————————(1)纵向梁格的划分
5、及构件的截面特性计算①弯曲刚度把箱梁从顶底版切开成一个个工字梁,如图2所示。根据梁格等效的基本原理,图2中横截面弯曲应力分布应与承受着相同曲率的工字梁的应力相似。剪力组成。这些剪力将于横向构件的扭矩平衡,如图4。箱梁内总扭矩有各梁格扭矩和各梁格剪力QT进行合成,其中梁格扭矩代表了箱梁顶底板剪力流在上部结构形成的扭转,梁格剪力QT代表了腹板内的剪力流。图2 箱梁从顶底板切开成工字梁示意图σz=IRI(1)(2)图4 梁格节点的内力平衡示意图τQMZQM是腹板内由于弯曲产生的剪力,腹板内还有由于扭
6、转产生的剪力QT。实际上主梁在荷载作用下弯曲时,应绕同一中性轴弯曲,因此梁格构件所代表计算,格的构件的弯曲刚度为EIy=E?((3)的y中性轴的惯性矩)———————————————————————————————————————————————②扭转刚度所谓扭转仅指图1-d),不包括箱梁的畸变。箱梁做整体扭转时,环绕顶底板和腹板呈现剪力流网,:?(x中性轴的(4)):)GIx=2G(h′d′h″22(d′)+d″2(5)式中 h′———为顶板中心到截面中性轴的距离; h″———为底板中心到截面中
7、性轴的距离; h———为顶板中心到底板中心的距离; d′———为顶板厚度; d″———为底板厚度。③剪切刚度如前所述,腹板内的剪力流由弯曲剪力流和扭转剪力流组成,Q=QM+QT。由于剪力流使腹板产生剪切变形,纵向梁格的剪切面积应等于腹板的横截面积。(2)横向梁格的划分及构件的截面特性计算对于横向构件,不管横隔板设置在何处,其间隔尽量不要小于反弯点距离的1/4,———————————————————————————————————————————————如果过于稀疏,会导致节点处弯矩过渡不连续,当然
8、太密会增加工作量。因此为保证荷载的正确传递,横向杆件的间距不宜超过纵向梁肋的间距,本模型采用的横梁间距为017m～1125m不等。①弯曲刚度如图-c)所示,箱梁横向也会产生横向变形,根据板的弯曲理论,由于泊松比的影响,纵向弯矩使横向弯矩与简单梁理论计算的结果有一定误差,但对络,如图3所示。图3 截面受扭时剪力、扭矩的分布示意图大多数剪力流通过顶底板和两侧腹板,少量通过中间腹板。在横截面上,总的扭转有两部分组成,一部分是纵向构件的扭转,另一部分是各梁之间相反的http://www.
