基于英国BS5400的预应力混凝土槽形梁结构性能研究

《基于英国BS5400的预应力混凝土槽形梁结构性能研究》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、·桥粱·基于英国BS5400的预应力混凝土槽形梁结构性能研究郭丰哲，苏国明，周家新，王合希，续宗宝(中铁第五勘察设计院集团有限公司桥梁设计院，北京102600)摘要：结合一座国外公路槽形梁的工程设计实例，基于MI—DASFX+V2．0．0和MlDAs／Cjvi12006结构分析软件，选取四面体单元和桁架单元，建立空间实体计算模型，进行了各荷载组舍工况下槽形梁空间受力性能研究，并针对槽形截面特点进行了各典型位置的剪力滞效应分析。在此基础上基于BS5400，进行结构性能分析及安全性分析，并总结预应力混凝土槽形梁的(a1半立面优缺点。分析结论可为BS5400规范体系下预应力混凝土槽形梁的设计及

2、计算分析提供参考。150JOQ6005．010Q~08005OInIlII1111]敬11]—关键词：预应力槽形粱；静力计算；空间受力性能；剪力滞效妄}一l却出一冀应；性能评价；BS5400g室壅生!垡至~-1中图分类号：U441’．5文献标识码：A磊／文章编号：1004—2954(2010)10—0090—02一llg1}t蚤{J：_+—+∞一札—％1概述一一50l【150~0Q60o~0100是8005槽形梁(也称U形梁)是一种下承式桥梁结构形(1))半平面式，适用于铁路桥、公路桥及城市高架桥。槽形梁的主图1槽形梁概图(单位：cm)要受力模式是车轮荷载的力首先作用在槽形梁的底板l11

3、04054051l(1上，然后底板将荷载横向传递到两侧纵向主粱。．本文结合国外一座预应力混凝土简支槽形梁的三维仿真建模，分析了在荷载作用下槽形梁的空间力学80冠37550B蔓’特性，并提出了设计中应当注意的问题。1．5％『1．5％0!。I'2结构概况一一一一【490／2某桥为一座公路两车道简支槽形梁结构，跨度为1／2跨中截面1／2支点截面39m，支座到梁端0．5m，桥梁全长40m。图2槽形梁截面尺寸(单位：cm)结构概图如图1所示。槽形截面高度沿直线变化，从支点处的2．5m到跨中的3．5m。腹板宽0．35m。在支点处、跨中及四分点处将腹板加厚到65ClTI。并在支点处将底板加厚80am。

4、槽形梁截面如图2所示。1，2支点截面1，2跨中截面梁体采用C50混凝土。图3槽形梁预应力筋布置桥面铺装层厚度为0．15m。桥面布置：2车道，每个车道宽3．75m。3结构分析软件纵向预应力筋：腹板采用15一15．2钢束，底板采用12一西。15．2钢束。本结构采用MIDASFX+V2．0．0和MIDAS／Civil2006进行计算。整个结构共划分节点19940个，单元预应力筋的布置如图3所示。活载：英国规范BS5400中的HA、HB荷载。93895个。其中，混凝土用四面体实体单元模拟，共91885个单元，预应力筋用桁架单元模拟，共2010个收稿日期：2010—03—29；修回日期：2010—

5、04—19作者简介：郭丰哲(1981一)，女，工程师，2005年毕业于西南交通大学单元。桥梁与隧道工程专业，工学硕士，E·mail：guofengzhe@163．tom。全桥的模型如图4～图6所示。90铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(10)郭丰哲，苏国明，周家新，等一基于英国BS5400的预应力混凝土槽形梁结构性能研究·桥梁·点2．0In左右，其值为1．43MPa，此截面上的应力云图如图8、图9所示。图4全桥结构三维图图8距离支点2．Om的截面主拉应力云图图5全桥结构立面J隆从图8可以看出，主拉应力最大的截面上应力超过0．=1．07MPa的区域主要是在腹板

6、外侧加劲肋图6全桥结构侧面区域内。从图9中可以看出，截面上同一高度处的应力分布很不均匀。4结构计算工况5．3剪力滞效应工况一：HA、HB荷载分别作用1个车道由于本梁的底板较宽，为了清楚表明本简支梁的荷载组合为：自重+二期恒载+桥面铺装+预应力+剪力滞效应，特别选取4个特征截面查看应力结果，见0．7×(HA+HB)；表1。工况二：2个车道上都作用HA荷载表139m简支槽形梁的特征截面荷载组合：自重+二期恒载+桥面铺装+预应力+截面编号描述支点旁梁高变化处(距梁端1．8m处)0．7×(HA+HA)；支点旁腹板厚度变化处(距梁端3．0m处)工况三：仅在1个车道上作用HB荷载1／4跨截面跨中截面

7、荷载组合：自重+二期恒载+桥面铺装+预应力十0．7xHB；对于4个特征截面，分别提取工况(HA+HB)荷载如果考虑活载在实体单元上走行，会使得计算量作用状态下的剪应力结果(图10～图13)。相当大。因此，计算时先建立一个全桥梁单元模型，将■■■墨日■■■■■■隅■一各种工况下最不利弯矩和最不利剪力作用时的荷载作用位置追踪出来，将其加载到实体单元模型上。采用蒌一li图10特征截面一的剪应力此方法后，计算量大大减少。5结构分析结果通过对