尼尔森体系钢箱提篮拱桥的设计分析

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1、32桥梁结构城市道桥与防洪2013年1月第1期2．1内力以上对比表明，改变吊杆布置形式，对拱肋的在自重及二期恒载作用下，两种体系拱桥拱结构位移有很大影响。两种布置形式下拱肋的最肋主要截面的弯矩和轴力如表1、表2所示。大位移均出现在桥跨中点，其中尼尔森体系拱肋最大位移为一52．633mm，洛泽拱式拱肋最大位移表1组合下拱肋弯矩(单位：kN·m)为一56．801mm。尼尔森体系拱各个截面竖向位移均明显小于洛泽拱，且变化顺滑。3尼尔森体系拱桥结构验算按相关规范，主桥验算荷载组合有两种：(1)组合I。弹性组合(组合系数均为1．0)，恒载+活载+风荷载+温度荷载。(2)组合Ⅱ。地震组合，恒载+地震

2、荷载。以上分析表明，尼尔森拱的拱肋受力更加均3．1结构应力匀，拱脚弯矩比洛泽拱小5．3％，1／4拱肋截面洛泽按上述两种组合对主桥结构进行计算，结果如拱小8．8％，拱顶截面比洛泽拱大17．5％。两种体系表5所示。模型轴力差别不大，除拱顶处略大于洛泽拱，其余表5主桥结构应力(单位：MPa)截面都略小于洛泽拱。在保证系梁在恒载作用下的位移相同，尼尔森体系拱轴力统一按照480kN考虑，同时得到洛泽拱轴力为917kN。见表3、表4。表3尼尔森拱吊杆轴力(单位：kN)以上结果表明：截面应力均在允许范围之内，结构受力合理。3．2系梁挠度按照相关规范：公路钢桥应采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值，并按结

3、构力学的方法计算竖向挠度，计算挠度值不应超过LI600限值(￡为计算跨径)。该桥在活载、风荷载、均匀升温荷载作用下的系梁挠度分别为15．24、0．0717、0．122(mm)，得到2．2位移竖向挠度0．015mL／600=0．137(m)的限值。表明主恒荷载作用下，两种不同形式的拱桥，拱肋各桥结构竖向刚度满足要求。个截面竖向位移对比如图6所示(水平方向为桥跨3．3主桥动力特征分析方向，单位为m；竖向为挠度方向，单位为mm；位移自振分析所得前5O阶自振周期本文自列出前向下为负)。’10阶自振周期见表6，并分析前4阶自振模态如图7图10。1O沿毒l向长度／田3．4总体稳定性验算0厂·2。03

4、0’矗60’一8010计算采用屈曲理论将移动荷载等效为静力荷一20撼载，对全桥进行了稳定分析。＼＼∥一30＼＼∥—4O屈曲分析分为3种工况，分别是活载满布、活＼／／一5O载顺桥向半桥满布及活载横桥向半桥满布。屈曲_60模态数量为3O，框架几何刚度仅考虑轴力。工况一图6恒荷载作用下的拱肋挠度对应模态见图11～图13。