下承式钢管混凝土拱桥拱脚空间应力分析

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1、·桥梁·下承式钢管混凝土拱桥拱脚空间应力分析马雅林，毛亚娜，刘世忠，叶丹(1．中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031；2．兰州交通大学，兰州7300703．中铁工程设计咨询集团有限公司，北京100055)摘要：采用8节点六面体单元和4节点壳单元，对大理河钢管混凝土拱桥进行了拱脚三维有限元分析，计算分析了各关键施工阶段拱脚应力的空间分布特征及其传力特性。针对个别阶段出现拉应力的情况，提出了施工工序的优化以及局部抗拉钢筋网的加强措施，监测结果显示，上述措施取得了良好的效果。结合拱脚局部传力特性的分析结果，可以得出，该桥拱脚受力主要以纵向受压为主，应力分布比较均匀，总体受力

2、合理，可满足承载和传力的要求。关键词：下承式钢管混凝土拱桥；拱脚；有限元；空间应力分析中图分类号：U448．38；U448．22文献标识码：A文章编号：1004—2954(2011)11—0049—04SpatialStressAnalysisofArchAbutmentofaThroughConcrete·filledSteelTubeArchBridgeMaYalin，MaoYana，LiuShizhong，YeDan(1．ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo．，Ltd．，Chengdou610031；2．SchoolofCivilEn

3、gineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070；3．ChinaRailwayEngineeringDesignandConsuhantGroupCo．，Ltd．，Beijing100055)Abstract：Adopting8-nodehexahedronsolidelementsand4-nodeshellelements．finiteelementanalysisfortheabutmentofDaliheconcrete．filledsteeltubearchbridgewascarriedout．atthesamet

4、imethedistributioncharacteristicsofspatialstressesandloadingtransmissionfeaturesofarchabutmentateachkeyconstructionstagewerecalculatedandanalyzed．Aimingattheemergenceoftensionstressesineachstage，measuresofoptimizingremovalprocedureofribsupportsandintensifyingsteelfabricagainsttensionwereput

5、forward，monitoringresultrevealedthatabovemeasureswereeffective．Incorporatingresultsofanalysisforpartialforce—transmissionfeaturesofarchabutment，itcanbeconcludedthattherearemainlylongitudinalcompressivestressesinthearchabutmentwhicharewellandreasonablydistributed，thus，theabutmentcanfulfillth

6、erequirementsofloadbearingandforcetransmission．Keywords：Throughconcrete-filledsteeltubearchbridge；Archabutment；finiteelement；Spatialstressanalysis钢管混凝土简支拱桥是一种造型美观、受力合理该桥位于陕西省子洲县境内，是太中银铁路跨越的结构形式，属于外部静定、内部超静定体系。简支拱青银高速公路的1座大型铁路桥梁，桥孔布置为1—桥的拱肋与主梁在拱脚处交结在一起，构造复杂，拱脚80m简支拱梁。梁部采用双主纵横梁体系。拱肋采不仅要承受拱梁结构

7、的压弯作用，其受力还受到桥墩用钢管混凝土哑铃形拱，矢跨比为1／5，拱轴线采用二竖向支座反力的影响。拱脚部位受力的复杂性使其在次抛物线。拱肋之间沿桥跨方向在两侧各设1道“K”整个结构受力中显得至关重要。本文建立了大理河钢形横撑，中间设1道“一”字形横撑。全桥共设1I对管混凝土拱桥的全桥杆系模型及拱脚局部应力空间分吊杆。总体布置见图1。析模型，以2种模型的计算结果相结合分析了各关键图2为大理河钢管混凝土拱桥拱脚局部构造示施工阶段拱脚应力的空间分布特征及其传力特性。意。拱肋在拱脚处没有与主梁直接连接，而是通过