旧双曲拱桥的应力分析及承载能力评价

《旧双曲拱桥的应力分析及承载能力评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第35卷，第6期公路工程Vo1．35，No．62010年12月HighwayEngineeringDec．，2010旧双曲拱桥的应力分析及承载能力评价朱莉(江苏省交通规划设计院有限公司，江苏南京210005)[摘要]以某旧有双曲拱桥为对象，利用有限元软件ANSYS，建立整体模型，对该桥进行应力分析。在此基础上结合对桥梁通车历史的调查、桥梁的外观质量检查以及车辆通过桥梁时的观察，提出桥梁承载能力的评价意见和保证施工车辆安全通行的措施。[关键词]双曲拱桥；有限单元法；应力分析；承载能力【中图分类号]U448．221[文献标识码]B[文章编号]1674—0610(20

2、10)06—0086—03StressAnalysisandEvaluationofBearingCapacityonOldTwo-wayCurvedArchBridgeZHULi(TransportationPlanningSurveyandDesignInstituteLimitedCorporationinJiangsuProvince，Nanjing，Jiangsu210005，China)[Keywords]two．waycurvedarchbridge；finiteelementmethod；stressanalysis；bearingcapacit

3、y双曲拱桥是在继承我国传统石拱桥结构特点的应力分析。在此基础上结合对桥梁通车历史的调基础上，于上世纪60年代初期创造出的一种具有我查、桥梁的外观质量检查以及车辆通过桥梁时的观国民族风格的拱桥形式，曾经在全国各地广泛修建。察，提出桥梁承载能力的评价意见和保证施工车辆偏远地区的高速公路施工中，施工车辆经常需要通安全通行的措施。过施工便道上的旧有双曲拱桥，有的桥梁运营年代1工程概况已久，且其设计承载力不高，施工车辆通行时需对其承载力进行评价。根据旧有双曲拱桥的实际受力状某双曲拱桥建于80年代中后期，为双跨钢筋混态，建立适当的模型，精确计算其应力，在此基础上凝土双曲拱桥

4、。桥的立面图如图l所示，跨径45结合对桥梁通车历史的调查、桥梁的外观质量检查m，桥面宽7．2m，矢高7．55m，中间桥墩高13m。以及车辆通过桥梁时的观察，一般可以对旧桥的承图2为A—A断面。主拱由主拱圈和四根拱肋组载力作出合理的评价¨。成，拱波为预制构件，拱肋为现浇钢筋混凝土构件，传统的拱桥计算中，主拱圈和拱上结构构件是上部为四堵立墙和预制拱肋组成的空心结构，中间分开来计算的。这种计算模式不能很好的考虑桥梁两堵立墙之间有根直径为1m的倒虹吸管，桥面为的整体受力特性，因而难以准确地判断桥梁关键部水泥混凝土路面。桥梁的车辆荷载为汽一l5等位的应力和变形。桥梁试验可

5、以在桥梁关键部位测级。试应力和变形，但试验需花费很大的人力物力，同时由于某高速公路施工，需借用该桥作为施工便不能预先判断加固方案后桥梁的力学特性。而有限道。为了保证该桥的安全性，需对桥梁的承载能力元方法则可以方便地建立桥梁整体分析模型，可以进行评价，并在此基础上制定施工车辆通过该桥的很方便地得到桥梁关键部位的应力和变形，这相当保障措施。于在计算机上进行模拟试验。结构应力分析按全桥每次只允许一辆重30t本文以某旧有双曲拱桥为对象，利用有限元软的车辆通行，考虑到主拱圈为最重要的承重构件，主件ANSYS，建立适当简化的整体模型，对该桥进行要验算拱顶的变形和拱肋的应力。

6、[收稿日期]2010—08—15[作者简介]朱莉(1977一)，女，江苏盐城人，工程师，主要从事公路桥梁设计工作。第6期朱莉：旧双曲拱桥的应力分析及承载能力评价87图1全桥立面(单位：Crl1)140720图2主拱顶A—A截面(单位：cm)2有限元模型一般双曲拱桥内力分析采用裸拱，不考虑拱上建筑联合作用，从而不能很好地反映桥梁的实际受力行为。本文考虑了上部结构的共同作用，用结构分析软件ANSYS建立三维有限元模型。主拱由拱肋、拱波和拱波间浇筑的混凝土组成。为了简化，将拱波和拱波间浇筑的混凝土部分等效为矩形截面的拱板，等效的原则是实际波形截面的抗弯刚度与等效矩形截

7、面的相等。等效拱板采用板壳单元模拟，图3有限元模型拱肋用梁单元模拟，并考虑拱肋与拱板的几何偏心。情况施加：中间桥墩采用厚板单元模拟，拱上立柱采用板单元①拱肋、等效拱板和等效桥墩与相应的实际构模拟，桥面系采用板单元模拟。经过网格划分，共有件的截面积相等，因此在ANSYS中，这些构件的自节点9758个，单元10052个。钢筋混凝土材料的重作为惯性力直接施加；弹性模量取25GPa，白松比为0．2，重量密度取②上部4堵立墙和倒虹吸管重量作为线载荷25kN／m。图3为有限元模型。施加；有限元分析中，桥梁的恒载和车辆荷载分几种③上部其余部分的重量作为均布荷载施加；88公路工

8、程35卷④30t汽车轮载