弯梁整体倾覆稳定研究

《弯梁整体倾覆稳定研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、弯梁整体倾覆稳定研究Studyonoverturningstabilityofcurvedgirder周博Zhoubo（徐州市市政设计院有限公司，江苏徐州）(XuzhouMunicipalEngineeringDesignInstituteCo.,Ltd.,Xuzhou,Jiangsu)摘要：近年城市互通高架快速发展，弯梁倾覆问题时有发生，了解弯梁倾覆的影响因素显得格外重要。本文从解析角度推导了弯梁的倾覆稳定方程，并对倾覆稳定做了参数分析，揭示了弯梁稳定的影响因素及变化规律，对弯梁整体倾覆稳定性的设计有一定的参考价值。Abstract:Inrecentyears,th

2、edevelopmentofurbaninterchangeandtheoverturningproblemofcurvedgirderoccurfrequently,anditisveryimportanttoknowtheinfluencingfactorsofoverturning.Inthispaper,theoverturningstabilityequationofcurvedgirderisdeducedfromtheanalyticalpointofview,andtheoverturningstabilityisanalyzedbyparametri

3、canalysis.Theinfluencingfactorsandchangingrulesofthebendinggirderarerevealed.Ithasacertainreferencevaluefortheoverturningstabilitydesignofcurvedgirder.关键词：弯梁、整体倾覆稳定、设计Keywords:curvedgirder,overturningstability,design0引言弯梁桥是一种具有流畅线型的结构，它实现了高速公路出入口、城市交通枢纽中的交通转向功能。随着我国交通事业的迅速发展，大量的公路立交和城市大

4、型互通高架桥在建，弯梁桥作为匝道桥不可或缺。匝道上的弯桥由于自身结构形式的特点，内外侧支座反力相差较大，使下部结构备墩柱所受竖向力出现较大差异，甚至会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象。当内侧支座产生脱空，梁体便有倾覆火稳的可能，现实中有很多弯梁由于倾覆失稳造成的事故，所以对弯梁进行抗倾覆稳定性分析是很有必要的。1弯梁整体稳定方程的建立1.1均质圆弧重心位置的确定：设圆弧线重度为m，其它条件如图1.1：图Error!Notextofspecifiedstyleindocument.弯梁尺寸示意图圆弧的方程为：其中：，角度单位均为弧度。则圆弧的质心位置为：1.2整

5、体抗倾覆稳定方程的建立：设弯梁的跨径组合为n×L（跨数×跨径），弯梁截面中心线处的曲率半径为R，双腹板截面。弯梁所受恒载标准值为Gk，所受车道荷载均布力标准值为mk、集中力标准值为Pk，车道荷载不利布置时车道中心线相对于弯梁截面形心偏心为d，弯梁圆弧外侧支座相对于弯梁截面形心偏心为δ。忽略弯梁内外弧长差及变截面的影响，认为弯梁在恒载下的重心与线重度等于弯梁跨中截面重度的圆弧重心重合，弯梁受力及倾覆形式如图1.2a及1.2b。图1.2a弯梁倾覆形式一图2.2b弯梁倾覆形式二经几何关系推导，图中：对倾覆轴取矩，得结构的整体抗倾覆稳定系数为：2示例及验证跨径组合为3×20m

6、弯梁，弯梁截面中心线处的曲率半径为R=40m，车道荷载偏心为d=2.1m，弯梁圆弧外侧支座形心偏心为δ=1m。Gk=9780kN，mk=10.5kN/m，Pk=240kN弯梁的截面尺寸如图2.3:图Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1弯梁截面尺寸图经计算:用Midas软件建立全桥模型，对全桥倾覆进行数值模拟，模拟方法如下：除倾覆轴上支座用弹性连接一般类型模拟外，其它支座用弹性连接的只受压类型模拟。加大调整截面刚度1000倍使其能够反映刚体特征。对弯梁施加恒载及活荷载，活荷载乘以40倍的系数，选择非线性加载顺序为先恒载后活载，

7、活载加载步骤为40部，随着活荷载的增加，桥台支座反力减小，结构整体倾覆的特征为桥台支座反力为0。经计算，桥台反力在第33步时为49.7kN，在第34步时为0，由此判断结构的倾覆系数在33~34之间，与稳定方程所求出的稳定系数相同，验证了稳定方程的正确性。3抗倾覆稳定参数分析：3.1跨径对弯梁倾覆稳定系数的影响：分别选取跨数为1~5跨，跨径为10m、15m、20m、25m、30m进行分析，分析结果如图3.1所示：图3.1跨径的影响由图3.1可知，跨数一定时，除1跨外，弯梁整体抗倾覆稳定系数随单跨跨径的增加而增加；单跨跨径一定时，弯梁整体抗倾覆稳定系数随