斜腹板宽箱梁桥全桥实体仿真分析

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1、斜腹板宽箱梁桥全桥实体仿真分析2011年第2期广东公路交通GuangDongGongLuJiaoTong总第116期文章编号：1671－7619（2011）02－0025－04吴桂胜（广东省公路勘察规划设计院有限公司，广州510507）摘要：应用土木专用非线性及细部分析软件MidasFEA建立一联3×35m斜腹板宽箱梁桥的实体有限元分析模并根据实际施工顺序及成桥状态对全桥进行各施工阶段和成桥状态的仿真分析，为此类桥梁的设计和施工型，积累经验。关键词：斜腹板宽箱梁；实体单元；仿真分析文献标识码：A中图分类号：U441．50引言混凝土连续箱梁具有较大的刚度和很强的箱梁的横向受力更加复杂化。

2、在这种情况下，利用平面杆系体系的简化计算结果与结构的实际受力有较大的区别，此时，为了得到更精确的计算结果并指导设计，需要寻求更精确的计算方法。三维实体仿真计算可以消除二维计算中由桥梁上部结构的简化———————————————————————————————————————————————而带来的误差，对于局部应力计算较准确，同时加载计算中定位准确方便简单易于调整，本文利用MidasFEA有限元软件对一联3×35m斜腹板连续箱梁桥进行计算，并对计算结果进行对比分析。抗扭性能，在偏心荷载作用下，箱梁的整体受力且节情况比多片主梁的T型梁或小箱梁要好，省材料。因其具有较大面积的顶、底板，可以

3、在其顶、底板内布置大量的预应力筋或普通钢筋，从而可承受正、负弯矩。随着高速公路立交桥和城市高架桥的大量兴建，混凝土多室箱梁作得到了迅速发展。在为一种常见的结构形式，以往的连续箱梁设计计算中，常采用的方法是将连续箱梁桥简化为平面杆系结构进行计算，并以此平面计算结果为依据进行配筋设计。在由于连续箱梁的已建成的大多数连续箱梁中，宽跨比较小，结构受力接近于平面杆系结构，所以利用平面杆系进行简化计算比较接近于箱梁的实际受力特性，从而使得很多平面杆系程序在以往的连续箱梁计算中起到了举足轻重的作用。然而随着城市化速度的加快，城市高架桥建设逐渐增多，为了满足日益增长的通行能力要求，城市高架桥宽度逐渐增

4、大，而且在城市高架桥中，大多数连续箱梁跨度均较小，这使得箱梁的宽跨比较小，有些箱梁桥的宽跨比已接近于1。随着箱梁宽跨比的增加，箱梁的剪力滞效应越发明显，而且在宽箱梁设计中，在顶板及横隔板处均配置一定数量的横向预应力钢束，这使得1工程概况———————————————————————————————————————————————珠江三角洲外环高速公路黄岗至花山段—狮岭高架桥为全长5644．1m的特大桥，该桥前半段南航俱乐部～金碧御水山庄段（K47+057～K48+840，1．783km）范围内主要采用35m跨整典型跨径组合为：3×35=幅式斜腹板连续箱梁，105m，采用逐孔现浇施工方案

5、。桥梁结构采用单箱五室断面，梁高2．4m。断面顶板宽33．2m，箱梁宽跨比为0．949，箱梁底板宽14．25m，斜腹板水平投影长4．975m，悬臂长4．5m。悬臂厚度由外缘0．2m变化至根部0．6m。两个边室的顶板和斜腹板厚度均为0．25m。中间三室的顶板、底板厚度分别从跨中0．25m变化至支点0．5m、0．55m；中腹板厚度从跨中0．5m变化至支点0．7m。跨中断面如图1。作者简介：吴桂胜（1979－），男，路桥工程师，大学本科。邮箱：wgsh1979@163．com·25·2011年第2期广东公路交通总第116期FEA建立3×35m连续箱梁实体有限元模型并进行精细空间有限元分析。有

6、限元模型采用程序特有的8节点实体单元模拟混凝土；采用钢筋单元模拟纵横向预应力钢筋；利用单元的体积和容重图135m跨整幅式连续箱梁断面赋计算模型的自重；支座下钢板采用实体壳单元，予钢材属性。计算中未考虑混凝土中普通钢筋的作用。整个有限元模型的单元数为———————————————————————————————————————————————130160个，节点数为204830个，其中混凝土单元106120个，预应力钢束单元24040个。图4、图5分别为混凝土三维实体有限元网格模型与纵横向预应力钢束单元模型。梁体超高方式：在正常横坡段，箱梁由顶面中心向两侧各放2%的坡；在全超高段，箱梁顶

7、、底板结构整体斜置；在超高缓和段，箱梁顶超高平行，旋转轴位于箱梁中心线处，中腹板高度不等。箱梁采用纵横两向预应力体系，纵向设置腹板束、顶板束和底板束，横向预应力包括桥面板和横隔板预应力束。纵横向预应力钢绞线采用GB/T5224－2003国家标准的270级高强度低松弛钢绞线，标准抗拉强度1860MPa，弹性模量EP=1．95×105MPa，张拉控制应力为1395MPa或1302MPa。35m跨整幅式连续箱梁下部结构采用H型桥墩，如图2所示。墩柱尺