斜跨拱连续梁桥静力性能及部分参数分析

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1、斜跨拱连续梁桥静力性能及部分参数分析方诗圣，王文洋，汪俊，苑敬舜33斜跨拱连续梁桥静力性能及部分参数分析方诗圣，王文洋，汪俊。，苑敬舜(1．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009；2．安徽省交通规划设计研究院有限公司，安徽合肥230088)摘要：斜跨拱连续梁桥为拱桥和连续梁桥的异型组合桥，与常规桥型相比结构受力复杂，为探讨该结构的静力性能，依托实际工程，采用梁格法建立空间有限元模型，分析结构在恒载及恒载加活载作用下的弯矩、轴力及竖向挠度，并与连续梁桥进行比较，另外探讨了矢跨比和梁拱刚度比对斜跨拱结构的受力影响。分析结果表明：斜跨

2、拱连续梁桥相对一般连续梁桥在成桥内力和线形上均有较大的改善；综合结构受力状态和整体外观形状得出矢跨比取值可控制为1：1．7～1：1．6，肋高×肋宽取值可控制为2．50m×3．00m～2．75m×3．25132。关键词：斜跨拱连续梁桥；静力性能；矢跨比；粱拱刚度比；参数分析；有限元法中图分类号：U448．216文献标志码：A文章编号：1671—7767(2013)06—0033—061弓I言拱连续梁桥的特点建立空间有限元模型，分析并比随着我国国民经济的迅速发展，基础交通建设较其与普通连续梁桥静力性能的差异，同时分析结得到大力发展，现代桥梁建设在

3、满足适用、安全、经构设计矢跨比和梁拱刚度比取值对斜跨拱结构的受济设计原则的同时，越来越多地考虑桥梁与周边环力影响，为进一步研究斜跨拱连续梁桥的受力特点境和谐的美观性要求。同时，现代桥梁建设也在改与此种桥型的推广使用提供一定的参考和借鉴作用。变、组合或变化基本桥梁结构体系的受力形态方面作了许多探索口]。斜跨拱连续梁桥是将常规的连2工程背景续梁桥与拱桥斜交布置，并使用吊索将2种桥型进某城市桥梁主桥为横跨漳河的斜跨拱连续梁桥行空间组合的桥型，斜跨拱桥拱轴线与主梁轴线不(见图1)，跨径组合为(35+60+35)m，桥宽40m，重合，呈一定的夹角。斜跨

4、拱连续梁桥结构形式新桥面半幅布置为：2m(人行道)+2．2m(主桥锚固颖、整体外观优美，是现代景观桥梁中又一具有较强区)+3．8m(非机动车道)+0．5m(护栏)+11．5m竞争力的新桥型l_6]。(机动车道)。拱肋斜跨主梁，跨径为82．073m，矢作为一种新型、复杂的空间梁拱组合体系，斜跨高49．8iq3．，矢跨比1：1．65，拱轴线选用二次抛物拱连续梁桥受力较为复杂，近年来国内、外学者对斜线，拱肋采用矩形钢箱结构，肋高2．5m，肋宽3．0跨拱连续梁桥的结构特点和受力性能进行了一定研m。全桥设9对共18根斜吊索，顺桥向间距5m，拱究。参考文

5、献E8-]阐述了桥梁选型与造型的基本原上间距1．5m，在平面呈折叠式扇形分布。主桥采则，即在结构选型上“受力明确，构造从简”，在结构用单箱多室截面(见图2)，梁高沿顺桥向按二次抛造型上“造型简洁，整体协调”，在桥梁特色上“环境物线变化。和谐，特征明显”；参考文献[9-1总结了影响梁拱组合体系受力性能的主要因素，并就斜跨拱桥的稳定性3有限元模型建立及计算分析问题进行了探讨；参考文献[1o3研究了下部结构刚3．1有限元模型的建立度对梁拱组合桥静力性能的影响；参考文献[11]为本文选取主桥上部结构为研究对象，借助空间有结构体系优化设计提供了一些思路

6、，并以实际工程限元软件MIDASCivil建立有限元模型，采用梁格为例对其结构力学性能进行分析。由于对斜跨拱连法_1]对结构进行静力分析计算。斜跨拱连续梁桥梁续梁桥受力影响参数深入探讨较少，本文以某大桥为格模型共划分537个节点，827个单元，其中梁单元背景，运用有限元分析软件MIDASCivil针对该斜跨809个，只受拉桁架单元18个，考虑预应力钢筋作用。收稿日期：2013—05—29作者简介：方诗圣(1962一)，男，教授，1983年毕业于合肥工业大学水利水电工程建筑专业，工学学士，1988年毕业于合肥工业大学水工结构工程专业，工学硕士，

7、2002年毕业于中国科技大学固体力学专业，工学博士(E—mail：fangss@126．corn)。34世界桥梁2013，41(6)500X3500×3蚕、昌鼍基980520X2蛹．。(b)平面3001．}f61．24161．66i61．2、61651．2占1．6、／占1．66，、61．661．6／6i占1．661{．2、ij140．42Q700．．560．．560．560．700．,42Q140420''420''420''42(C)侧面(d)拱肋断面单位：cln图1斜跨拱连续梁桥布置示意t／2支座处1／2跨中处!-．一320480。480

8、480．480／2480／2，480．480480．32010]()l器’、)(／＼)r／，—一马十’旦旦++图2主梁横断面示意模型边界条件根据实际情况选定，吊索节